Hur kan vi rita Fischer-projektioner för en-fem kolföreningar?
Säg till exempel att vi har pentan-2,3, 4-triol ($ \ ce {CH3-CHOH-CHOH-CHOH-CH3} $; bilden nedan). Med kil- och streckstruktur är alkoholgruppen under planet för det andra och fjärde kolet men över om det för det tredje kolet. Hur kan vi rita Fischer-projektionen av denna förening?
Jag läste ett utdrag ur kapitlet om kolhydrater i Salomons bok (10: e upplagan) men förstod bara delvis hur man ritar Fischer-projektionerna eftersom det ges mycket kort. introduktion ges i kapitel 5 men det är endast för tvåkolföreningar.
Jag har försökt mycket men kan inte förstå hur man konstruerar det eller vilka konventioner de är gjorda på. Tydligen webben beskriver inte Fischer-projektionerna på ett mycket detaljerat sätt förmodligen för att de vanligtvis bara används inom biokemi.
Kommentarer
Svar
Det första du bör notera när du ritar Fischer-projiceringar är de allmänna reglerna för att rita dem. Den första allmänna regeln gäller valet av ”topp” och ”botten” medan den andra gäller hur varje kors tolkas.
-
I en Fischer-projektion är kolatomen med den högsta oxidationen tillståndet bör vara närmare toppen än botten.
I de fall där det högsta oxidationstillståndet är i mitten eller där flera kol har samma högsta oxidationstillstånd, gäller det näst högsta analogt och så vidare.
-
I en Fischer-projektion anses de vertikala bindningarna alltid peka bakom pappersplanet (eller skärmen) (hash) medan horisontella bindningar anses att peka framför (kil).
Detta exemplifieras i figur 1.
Figur 1: Hur stereokemisk information kodas i Fischer-prognoser.
Din sammansättning presenterar ett proffs enligt dessa regler eftersom det inte finns något oxiderat kol. Snarare är alla tre kol 2, 3 och 4 i oxidationstillstånd $ \ pm 0 $ medan de två terminalerna båda är $ \ mathrm {-III} $ . För att underlätta denna begränsning ska jag diskutera Fischer-projektionen med den relaterade molekylen som visas i figur 2, som har ett terminal kol oxiderat till en karboxylsyra som bryter bandet.
Bild 2: L-5-deoxiribonsyra; en ersättningsmolekyl med samma stereokemi på de centrala hydroxigrupperna.
För denna molekyl är det uppenbart att syran bör läggas på toppen. När vi går ner för varje bindning måste vi rotera dem tills vi har den längsta kedjan i vertikala positioner och pekar bakåt (se figur 1). Jag låter dig använda ett modelleringssats, penna och papper eller din 3D-visning för att utföra de faktiska omvandlingarna; den slutliga produkten du bör sluta med är följande i figur 3.
Figur 3: Fischer-projektion av molekylen i figur 2.
Det borde vara lite debatt om karboxylsyran; och om karbonylgruppen eller hydroxigruppen i den pekar åt vänster spelar ingen roll; vi kan rotera runt $ \ ce {C {1} -C {2}} $ obligationen. För att se rätt riktning för $ \ ce {C {2}} $ och $ \ ce {C {4}} $ , du kan ta skelettformeln från figur 2 och titta uppifrån; för $ \ ce {C {3}} $ bör du titta nedan.Vi finner att alla hydroxigrupper pekar i samma riktning; här: till vänster. Detta betyder att min molekyl kan ses som ett derivat av ribos; och eftersom det lägsta asymmetriska kolets hydroxigrupp pekar åt vänster kommer det från L-ribos.
Tillbaka till din molekyl. Beteckningen är inte bara tvetydig (se ovan om det högsta oxidationstillståndet) utan den är också $ C_ \ mathrm {s} $ symmetrisk, dvs achiral. Jag har ritat din molekyl tillsammans med dess symmetriplan (streckad) i figur 4.
Figur 4: Den ursprungliga molekylen i fråga; 1,5-dideoxiribitol eller (2 R , 3 s , 4 S ) -pentan-2,3,4-triol.
Vi måste godtyckligt välja ett ”topp” kol här. Av konsekvensskäl, låt oss välja den till vänster som var en syra i den tidigare strukturen (figur 2). Det betyder att vi har ett mycket enkelt jobb med att rita Fischer-projektionen som vi redan gjorde det. Det visas i figur 5.
Bild 5: Fischer-projektion av triol som visas i figur 4.
Vi får bli frestad att tilldela en L-konfiguration omedelbart men kom ihåg att vi insåg att molekylen skulle ha ett symmetriplan. Tja, det gör det också i Fischer-projektionen; planet är horisontellt och omsluter $ \ ce {HO-C-H} $ bindningar för den centrala kolatomen. Vi kan också vända vårt pappers- eller PC-skärm och inse att vi därigenom kan matcha det perfekt med dess spegelbild, som visas i figur 5 till höger om det streckade spegelplanet. Därmed har vi två gånger visat att din molekyl är achiral, att både en hydroxigrupp som pekar åt vänster och åt höger längst ner på det asymmetriska kolet är möjlig och att det därför är meningslöst att tilldela en D / L-stereoskriptor.
Kommentarer
- Men enligt andra källor placeras kolatomen som ges nummer ett enligt IUPAC-nomenklaturen högst upp, inte den med högsta oxidationstillstånd. Du sa också att karboxylsyra borde vara högst upp, det är också numrerat ett men det har samma oxidationstillstånd av III samma som för terminal metyl?
- Tack så mycket jan för ditt svar. Kan du snälla förklara hur vi kan rotera bindningarna tills l9ngest-kedjan är i vertikal position? Vad är också meningen med att alla obligationer pekar bakåt?
- Också varför för c3 tittar vi nerifrån och för andra uppifrån?
- @RaghavSingal Inte säker på om det är oxidationstillståndet eller det som är numrerat som nummer ett. Jag måste ta reda på det. Observera att oxidationstillstånd är signerade, så $ \ mathrm {-III < + I < + III} $
- @RaghavSingal Att dra rotationerna på papper är ganska svårt att göra och det borde gynna dig mer om du försöker själv.
\ce{...}för något som inte är kemikalie. Det kan ha oönskade biverkningar som du borde ha sett i redigeringsförhandsgranskningen. Vänligen använd redigeringsförhandsgranskningen för att kontrollera hur dina ändringar kommer att hamna. Du kan se hur inlägget såg ut här . Slutligen bör citatmarkering reserveras för citat.