Оптическаяизомерияоксикислот

Для окси-, аминокислот, углеводов традиционно используют вместо более общейR,S-номенклатуры -D,L-номенклатуру. В этой номенклатуре определяетсяотносительнаяконфигурацияхиральногоцентра,эталоном являются конфигурацииD- иL- глицеринового альдегида.

2,3-Диоксипропаналь(глицериновыйальдегид)

• O

CH₂-CH-C

^{OHOH H}

Количествостереоизомеров:2ⁿ=2(n=количествоС*,1),т.е.имеется

параэнантиомеровилиоптическихантиподов.

Для изображения конфигурацийD-иL-энантиомеров используются проекции Фишера. Для их написания выполняются следующие правила:

1. ВверхнейчастипроекциирасполагаетсягруппасодержащаяС¹или старшая группа;

2. На горизонтали располагаются атом водорода ифункциональная (-ОН) группа.

Альдегиднаяи-СН₂ОНгруппырасполагаютсянавертикальной линии, а водород и гидроксил на горизонтальной.

Еслигидроксилрасположенсправа–этоD-конфигурацияилиD-ряд. Если гидроксил расположен слева – этоL- конфигурация илиL-ряд.

CHO

H OH

CH₂OH

CHO

HO H

CH₂OH

D-глицериновыйальдегид

L-глицериновыйальдегид

параэнантиомеров

Для того, чтобы установитьR,S-конфигурацию приведенных эннантиомеров, определяют старшинство групп по Кану – Ингольду – Прелогу, которыев данном случае следующее:

OHCHOCH₂OHH

(1)(2)(3) (4)

Делают четноечисло перестановокухирального центраС^*, приэтом младший заместитель должен располагаться в нижней части проекции Фишера. Определяют, как изменяется старшинство заместителей у хирального центра: если по часовой стрелке, то этоR- конфигурация, если против, тоS- конфигурация.

Молочнаякислота



CH₃-CH-COOH

OH

Молочнаякислотасуществуетввидепарыэнантиомеров(n_C*=1).

COOH

H OH

COOH

HO H

CH₃ CH₃

D(R)(-)молочная

кислота

L(S)(+)молочная

кислота

(мясо-молочнаякислота)

[]=-2,67¹⁵0(2,5%) ^{[]=+2,6715}0(2,5%)

[]–удельныйуголвращения(зависитоттемпературыиконцентрациираствора) (+) – вращение плоскополяризованного света “вправо”

(-)–вращениеплоскополяризованногосвета“влево”

Рацемат молочной кислоты –D,L() молочная кислота имеет температуру плавления 18⁰С (рацемат оптически неактивен, [] = 0)

В человеческом организме в процессе активной работы глюкоза, содержащаяся в мышцах, превращается вL(+) молочную кислоту. В процессе кисло-молочного брожения углеводы превращаются вD(-) молочную кислоту, либо в рацематD,L().

Яблочнаякислота

COOH

H OH

CH₂COOH

COOH

HO H

CH₂COOH

D(R)(+)яблочная

кислота

L(S)(-)яблочная

кислота

[ (9,17%)]=+2,3

²⁰⁰ []=-2,3²⁰0_(9,17%)

Старшинствозаместителей:

OHCООHCH₂СООHH (1)(2) (3) (4)

Для того, чтобы рассмотреть стереоизомерию двухосновных оксикислот, необходимо ввести понятияэритро-итрео-конфигурацийна примере строения стереоизомеров двухатомных спиртов.

1 2_{ }3 ₄ 5 _n

CH₃-CH-CH-CH₂-CH₃^OHOH

2= 4изомера

CH₃

HO H

CH₃

H OH

CH₃

H

CH₃

HO H

H OH

CH₂CH₃

HO H

CH₂CH₃

CH₂CH₃

HO H

CH₂CH₃

^{2(R),3(R)пентандиол-2,3} 2(S),3(S)пентандиол-2,3

2(S),3(R)пентандиол-2,3

2(R),3(S)пентандиол-2,3

^{трео-конфигурация} эритро-конфигурация

Втрео-конфигурациизаместители (одинаковые или разные) находятся по разные стороны вертикали (в данном случае ОН-группы). Вэритро-конфигурациизаместители находятся по одну сторону вертикали. Если диол несимметричен, то он описывается полным набором изомеров. Стереоизомеры, которые не являются энантиомерами (зеркальными отражениями), называютсядиастереомерами.

Поскольку в эритрите два асимметрических атома углерода С^, то возможно существование четырех оптических изомеров N²=2²=4, т.е. двух парэнантиомеров.Посколькуэритритсимметричен,реальноимеетсяодна пара иоптически неактивная мезо-форма.

CH₃

HO H

CH₃

H OH

CH₃

H OH

CH₃

HO H

CH₃

CH₃

2(R),3(R)бутандиол-2,3 ^{2(S),3(S)бутандиол-2,3}

пара энантиомеров трео-конфигурация