아노머

Anomer

탄수화물 화학에서, 한 쌍의 아노머(그리스어 νupup 'up, '''' 및 μέςςς 'part'에서 유래)는 당의 개방 사슬 형태에서 알데히드 또는 케톤 관능기를 가진 탄소인 아노머 탄소에서만 다른 한 쌍의 거의 동일한 입체 이성질체이다.그러나 아노머가 존재하기 위해서는 아노머 탄소가 평면이기 때문에 아노머 탄소는 고리형이어야 한다.좀 더 공식적으로 말하면, 아노머는 고리형 당류 [1]중의 헤미아세탈/헤미케탈 탄소의 에피머이다.아노머화는 한 아노머가 다른 아노머로 변환되는 과정이다.입체 이성질 화합물의 일반적인 경우와 마찬가지로, 다른 아노머는 다른 물리적 특성, 녹는점 및 특정 회전을 가지고 있습니다.

명명법

α-D-글루코피라노스의 다른 투영.1 = C-1을 아노머 중심 상단에 두고 피셔 투영.C-5는 아노머 기준 원자 2, 3 = 하워스 투영법이다.4 = Mills 투영.

아노머 중심과 아노머 기준 원자의 배치 관계에 따라 2개의 아노머가 알파(α) 또는 베타(β)로 지정되므로 상대 입체 촬영체이다.[2]헤미아세탈의 아노머 중심은 아노머 탄소 C-1이고, 헤미케탈의 경우 케톤의 카르보닐에서 파생된 탄소이다(예: D-프룩토스의 C-2).알도헥소스에서 아노머 기준 원자는 고리 내 아노머 탄소로부터 가장 먼 스테레오 중심(설탕을 D 또는 L로 정의하는 구성 원자)이다.예를 들어 α-D-글루코피라노스에서 기준 원자는 C-5이다.

고리형 피셔 투영에서[3] 아노머 중심부의 환외 산소 원자가 아노머 기준 원자(OH기)에 부착된 환외 산소에 시스(같은 쪽)이면 아노머는 α이다.두 개의 옥시겐이 서로 다른 면에 전이되면 아노머는 [4]β가 된다.따라서 아노머 탄소 및 기준 원자의 절대 배치는 α 아노머에서는 동일(R 또는 양쪽 S)하고 β [5]아노머에서는 반대(R 및 다른 S)이다.

아노머화

아노머화는 한 아노머가 다른 아노머로 변환되는 과정이다.환원당은 아노머화를 돌연변이 회전이라고 하며, 용액에서 쉽게 일어나 산과 염기에 의해 촉매된다.이 가역적 과정은 전형적으로 아노머 혼합물로 이어지며, 결국 두 개의 단일 아노머 사이에 평형에 도달한다.

두 아노머의 비율은 설탕에 대해 특이하다.예를 들어 시작 D-포도당의 구성에 관계없이 용액은 점차적으로 약 64%의 β-D-포도피라노시드와 36%의 α-D-포도피라노스의 혼합물이 된다.비율이 변화함에 따라 혼합물의 광학적 회전도 변화합니다. 이러한 현상을 돌연변이라고 합니다.

아노머화 메커니즘

α와 β 아노머의 중간 생성물로서의 개방 사슬 형태
D-갈락토스의 개방사슬형

당류의 순환 형태는 일반적으로 매우 선호되지만 수용액 중의 헤미아세탈은 개방 사슬 형태와 평형 상태에 있다.알도헥소스에서 이 평형은 C-1(2개의 옥시겐에 결합된 탄소)과 C-5 산소 사이의 헤미아세탈 결합으로 확립되며(열린 사슬 화합물 형성) 개질(환상 화합물 형성)된다.헤미아세탈기가 재형성되면, C-5의 OH기는 C-1의 알데히드기의 두 입체화학적으로 다른 면 중 하나를 공격할 수 있다.어느 쪽을 공격하느냐에 따라 α-아노머 또는 β-아노머의 형성이 결정됩니다.

글리코시드의 아노머화는 일반적으로 산성 조건에서 발생합니다.전형적으로 아노머화는 환외 아세탈산소의 양성자화, 알코올의 방출과 함께 옥소카르베늄 이온을 형성하기 위한 이온화, 옥소카르베늄 이온의 뒷면에 알코올에 의한 친핵성 공격을 거쳐 탈양성화를 통해 일어난다.

물리적 특성과 안정성

아노머는 구조가 다르기 때문에 안정화 및 불안정화 효과가 서로 다르다.특정 아노머의 안정성에 기여하는 주요 요인은 다음과 같습니다.

  • 아노머 효과: 고리 위에서 전자 인출 그룹(일반적으로 산소 또는 질소 원자)을 가진 아노머를 안정시킵니다.이 효과는 물과 같은 극성 용제에서 사라집니다.
  • 1,3-diaxial 상호작용, 이것은 일반적으로 고리 위의 축 방향에서 아노머 그룹을 갖는 아노머를 불안정하게 한다.이 효과는 특히 피라노스와 다른 6원 고리 화합물에서 두드러진다.이것은 물의 주요 요소입니다.
  • 아노머기와 고리상의 다른 그룹 사이의 수소 결합은 아노머의 안정화를 이끈다.
  • 아노머 그룹과 고리 위의 다른 그룹 사이의 쌍극자 반발은 아노머의 불안정화를 초래한다.

D-글루코피라노시드는 β-아노머가 물속에서 보다 안정적인 아노머이다.D-만노피라노스의 경우 α-아노머가 보다 안정적인 아노머이다.

아노머는 서로이성질체이기 때문에 물리적, 화학적 특성이 다른 경우가 많습니다.아노머 연구에 사용되는 가장 중요한 물리적 특성 중 하나는 편광 측정으로 모니터링할 수 있는 특정 회전입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Francis Carey (2000). Organic Chemistry, McGraw-Hill Higher Education press (4th ed.).
  2. ^ IUPAC, 화학 용어집, 제2판('골드북') (1997).온라인 수정판: (2006–) "α (alpha)", "β (beta)". doi:10.1351/goldbook.A00003
  3. ^ "Chemistry - Queen Mary University of London".
  4. ^ 탄수화물 명명법(1996년 권장) 2010-10-27년 웨이백 머신에 보관 PDF
  5. ^ "Structural Basis of Glycan Diversity". Essentials of Glycobiology. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2009. ISBN 9780879697709.

외부 링크

  • Wikimedia Commons의 Anomer 관련 미디어