Hoe Fischer-projecties te tekenen voor koolstofketens met meer dan twee koolstofatomen?

De eerste dingen om op te letten bij het tekenen van Fischer-projecties zijn de algemene regels om ze te tekenen. De eerste algemene regel betreft de keuze van boven en onder, terwijl de tweede betrekking heeft op hoe elk kruis wordt geïnterpreteerd.

1. In een Fischer-projectie is het koolstofatoom met de hoogste oxidatie staat moet dichter bij de bovenkant zijn dan de onderkant.

   In gevallen waarin de hoogste oxidatietoestand in het midden ligt of waar meerdere koolstofatomen dezelfde hoogste oxidatietoestand hebben, is de op een na hoogste analoog van toepassing, enzovoort.

2. In een Fischer-projectie wordt er altijd van uitgegaan dat de verticale bindingen achter het papieren (of scherm) vlak (hash) wijzen, terwijl horizontale bindingen worden beschouwd om vooraan (wig) te wijzen.

   Dit wordt geïllustreerd in figuur 1.

Figuur 1: Hoe stereochemische informatie wordt gecodeerd in Fischer-projecties.

Je compound presenteert een professional vlek volgens deze regels omdat er geen meest geoxideerde koolstof is. In plaats daarvan bevinden alle drie de koolstofatomen 2, 3 en 4 zich in de oxidatietoestand $ \ pm 0 $ , terwijl de twee terminale koolstofatomen beide $ \ mathrm {-III} $ . Om deze beperking te verzachten, ga ik de Fischer-projectie bespreken met het verwante molecuul dat wordt getoond in figuur 2, waarin één terminale koolstof is geoxideerd tot een carbonzuur dat de band verbreekt.

Figuur 2: L-5-deoxyribonzuur; een vervangingsmolecuul met dezelfde stereochemie op de centrale hydroxygroepen.

Voor dit molecuul is het duidelijk dat het zuur bovenop moet worden gelegd. Als we elke binding naar beneden gaan, moeten we ze roteren totdat we de langste ketting in verticale posities hebben en naar achteren wijzen (zie figuur 1). Ik laat je een modelleerpakket, pen en papier of je 3D-weergave gebruiken om de daadwerkelijke transformaties uit te voeren; het eindproduct waarmee u zou moeten eindigen, is het volgende in figuur 3.

Figuur 3: Fischer-projectie van het molecuul in figuur 2.

Er zou weinig discussie moeten zijn over het carbonzuur; en of de carbonylgroep of de hydroxygroep ervan naar links wijst, doet er niet toe; we kunnen rond de $ \ ce {C {1} -C {2}} $ band draaien. Om de juiste stand van $ \ ce {C {2}} $ en $ \ ce {C {4}} te zien $ , je kunt de skeletformule uit figuur 2 nemen en van bovenaf kijken; voor $ \ ce {C {3}} $ zou je van onderaf moeten kijken.We zien dat alle hydroxygroepen in dezelfde richting wijzen; hier: naar links. Dit betekent dat mijn molecuul kan worden gezien als een derivaat van ribose; en aangezien de laagste asymmetrische hydroxygroep van koolstof naar links wijst, is deze afgeleid van L-ribose.

Terug naar je molecuul. De aanduiding is niet alleen dubbelzinnig (zie hierboven over de hoogste oxidatietoestand) maar is ook $ C_ \ mathrm {s} $ symmetrisch, d.w.z. achiraal. Ik heb je molecuul samen met het symmetrievlak (onderbroken) getekend in figuur 4.

Figuur 4: Het oorspronkelijke molecuul in kwestie; 1,5-dideoxyribitol of (2 R , 3 s , 4 S ) -pentaan-2,3,4-triol.

We moeten hier willekeurig een top-koolstof kiezen. Laten we omwille van de consistentie degene aan de linkerkant kiezen die een zuur was in de vorige structuur (figuur 2). Dit betekent dat we een heel gemakkelijke taak hebben om de Fischer-projectie te tekenen zoals we het al deden. Het wordt getoond in figuur 5.

Figuur 5: Fischer-projectie van het triol getoond in figuur 4.

We kunnen kom in de verleiding om onmiddellijk een L-configuratie toe te wijzen, maar onthoud dat we ons realiseerden dat het molecuul een symmetrievlak moest hebben. Nou, dat doet het ook in de Fischer-projectie; het vlak is horizontaal en omsluit de $ \ ce {HO-C-H} $ bindingen van het centrale koolstofatoom. We kunnen ook ons stuk papier of pc-scherm omdraaien en beseffen dat we het daardoor perfect kunnen matchen met zijn spiegelbeeld, weergegeven in figuur 5 rechts van het gestippelde spiegelvlak. Daardoor hebben we twee keer aangetoond dat je molecuul achiraal is, dat zowel een naar links als rechts wijzende hydroxylgroep op de onderste asymmetrische koolstof mogelijk is en dat het daarom zinloos is om een D / L-stereodescriptor toe te wijzen.

Opmerkingen

• Maar volgens andere bronnen wordt het koolstofatoom dat nummer één krijgt volgens de IUPAC-nomenclatuur bovenaan geplaatst, niet het atoom met de hoogste oxidatietoestand. Je zei ook dat carbonzuur bovenaan zou moeten staan, het is ook genummerd, maar het heeft dezelfde oxidatietoestand van III, hetzelfde als die van terminale methyl?
• Heel erg bedankt jan voor je antwoord. Kunt u alstublieft uitleggen hoe we de bindingen kunnen roteren totdat de kleinste ketting in verticale positie staat? Wat is ook de betekenis van alle banden die naar achteren wijzen?
• En waarom kijken we voor c3 van onderaf en voor anderen van bovenaf?
• @RaghavSingal Weet niet zeker of dit het geval is de oxidatietoestand of die genummerd als nummer één. Ik moet dat uitzoeken. Merk op dat oxidatietoestanden zijn ondertekend, dus $ \ mathrm {-III < + I < + III} $
• @RaghavSingal Het tekenen van de rotaties op papier is nogal moeilijk om te doen en je zou er meer baat bij hebben als je het zelf probeert.