Come disegnare le proiezioni di Fischer per una catena di carbonio con più di due atomi di carbonio?

Le prime cose da notare quando si disegnano proiezioni di Fischer sono le regole generali per disegnarle. La prima regola generale riguarda le scelte di top e bottom mentre la seconda riguarda come viene interpretata ogni croce.

1. In una proiezione di Fischer, latomo di carbonio con la più alta ossidazione lo stato dovrebbe essere più vicino alla parte superiore che inferiore.

   Nei casi in cui lo stato di ossidazione più alto è al centro o dove più atomi di carbonio hanno lo stesso stato di ossidazione più alto, il secondo più alto si applica in modo analogo e così via.

2. In una proiezione di Fischer, i legami verticali sono sempre considerati punti dietro il piano della carta (o dello schermo) (hash) mentre i legami orizzontali sono considerati per indicare davanti (cuneo).

   Ciò è esemplificato nella figura 1.

Figura 1: Il modo in cui le informazioni stereochimiche sono codificate nelle proiezioni di Fischer.

You compound presenta un pro difetto secondo queste regole in quanto non è presente la maggior parte del carbonio ossidato. Piuttosto, tutti e tre gli atomi di carbonio 2, 3 e 4 sono nello stato di ossidazione $ \ pm 0 $ mentre i due terminali sono entrambi $ \ mathrm {-III} $ . Per facilitare questa limitazione, parlerò della proiezione di Fischer con la relativa molecola mostrata nella figura 2, che ha un carbonio terminale ossidato ad un acido carbossilico che rompe il legame.

Figura 2: Acido L-5-desossiribonico; una molecola sostitutiva con la stessa stereochimica sui gruppi idrossi centrali.

Per questa molecola, è chiaro che lacido dovrebbe essere messo in cima. Scendendo ogni legame, dobbiamo ruotarli fino ad avere la catena più lunga in posizione verticale e rivolta allindietro (cfr figura 1). Ti lascerò usare un kit di modellazione, carta e penna o la tua visualizzazione 3D per eseguire le trasformazioni effettive; il prodotto finale che dovresti ottenere è il seguente nella figura 3.

Figura 3: Proiezione di Fischer della molecola nella figura 2.

Ci dovrebbe essere un piccolo dibattito sullacido carbossilico; e se il gruppo carbonile o il gruppo idrossi di esso punta a sinistra non ha importanza; possiamo ruotare attorno al legame $ \ ce {C {1} -C {2}} $ . Per vedere lorientamento corretto di $ \ ce {C {2}} $ e $ \ ce {C {4}} $ , puoi prendere la formula scheletrica dalla figura 2 e guardare dallalto; per $ \ ce {C {3}} $ dovresti guardare dal basso.Troviamo che tutti i gruppi idrossi puntano nella stessa direzione; qui: a sinistra. Ciò significa che la mia molecola può essere vista come un derivato del ribosio; e poiché il gruppo idrossi del carbonio asimmetrico più basso punta a sinistra, deriva da L-ribosio.

Torna alla tua molecola. Non solo la designazione è ambigua (vedi sopra sullo stato di ossidazione più elevato) ma è anche $ C_ \ mathrm {s} $ simmetrica, cioè achirale. Ho disegnato la tua molecola insieme al suo piano di simmetria (tratteggiato) nella figura 4.

Figura 4: La molecola originale in questione; 1,5-dideossiribitolo o (2 R , 3 s , 4 S ) -pentano-2,3,4-triolo.

Dobbiamo scegliere arbitrariamente un carbonio “top” qui. Per motivi di coerenza, scegliamo quello a sinistra che era un acido nella struttura precedente (figura 2). Ciò significa che abbiamo un lavoro molto facile nel disegnare la proiezione di Fischer come già fatto. È mostrato nella figura 5.

Figura 5: proiezione di Fischer del triolo mostrato nella figura 4.

Possiamo essere tentato di assegnare immediatamente una configurazione L, ma ricorda che ci siamo resi conto che la molecola dovrebbe avere un piano di simmetria. Ebbene, lo è anche nella proiezione di Fischer; il piano è orizzontale e racchiude i legami $ \ ce {HO-C-H} $ dellatomo di carbonio centrale. Possiamo anche girare il nostro pezzo di carta o lo schermo del PC e renderci conto che possiamo quindi abbinarlo perfettamente alla sua immagine speculare, mostrata nella figura 5 a destra del piano dello specchio tratteggiato. In tal modo abbiamo dimostrato due volte che la tua molecola è achirale, che è possibile sia un gruppo idrossi che punta a sinistra che a destra sul carbonio asimmetrico più in basso e che quindi assegnare uno stereodescrittore D / L non ha senso.

Commenti

• Ma secondo altre fonti latomo di carbonio a cui è assegnato il numero uno secondo la nomenclatura IUPAC è posto in alto, non quello con il più alto stato di ossidazione. Inoltre hai detto che lacido carbossilico dovrebbe essere in cima è anche numero uno ma ha lo stesso stato di ossidazione III uguale a quello del metile terminale?
• Grazie mille jan per la tua risposta. Puoi per favore spiegare come possiamo ruotare i legami fino a quando la catena più grande è in posizione verticale? Inoltre qual è il significato di tutti i legami che puntano allindietro?
• Anche perché per c3 stiamo cercando dal basso e per gli altri dallalto?
• @RaghavSingal Non sono sicuro se sia lo stato di ossidazione o quello numerato come numero uno. Dovrei scoprirlo. Nota che gli stati di ossidazione sono firmati, quindi $ \ mathrm {-III < + I < + III} $
• @RaghavSingal Disegnare le rotazioni su carta è piuttosto difficile da fare e dovrebbe avvantaggiarti maggiormente se lo provi tu stesso.