PRESENTASI TUGAS PENENTUAN STEREOKIMIA PADA MONOSAKARIDA

·         Aldose: Aldehida polihidroksi, yaitu, karbohidrat yang mengandung fungsi aldehidaØkelompo

·          Ketose: Keton polihidroksi, yaitu, karbohidrat yang mengandung keton fungsionalØkelompok

·          Furanose: Suatu bentuk rantai lima beranggota monosakarida.

·         Pyranose: Bentuk siklik enam-anggota dari monosakarida.ØFischer Projection: Cara merepresentasikan karbohidrat asiklik (rantai terbuka)Østruktur. Garis vertikal mengarah menjauh dari penampil dan garis horizontal mengarah kepenonton.

·         Haworth Projection: Suatu cara merepresentasikan suatu siklus siklik (rantai tertutup).Substituen dapat mengarah ke atas atau ke bawah pada cincin ini.

·         Chair Conformation: Konformasi paling stabil dari cyclohexane yang menyerupai aØkursi.

·         Monosaccharide: Gula tunggal. Karbohidrat yang tidak bisa dipecah menjadi karbohidrat lebih sederhana.

·          Karbon anomerik: Karbon dalam gula siklik yang merupakan karbon karbonil dalam rantai terbuka bentuk (asiklik).

                    Karbohidrat adalah golongan senyawa bioorganik yang paling melimpah di dunia biologis. Mereka merupakan sebagian besar biomassa Bumi, dari komponen struktural kecil sel, hingga makanan yang kita makan

untuk energi metabolis. Untuk lebih memahami peran karbohidrat bermain di dunia biologis, pemahaman kimia dasar tentang bagaimana karbohidrat terbentuk dan terwakili dalam bentuknya yang paling sederhana

bentuk sangat penting. Dalam kimia organik, monosakarida, karbohidrat paling sederhana diwakili dalam tiga

cara: proyeksi Fischer, proyeksi Haworth, dan konformasi kursi D-glukosa (Gambar 1). Pada saat Anda selesai membaca tutorial ini, Anda akan belajar caranya mewakili monosakarida dalam tiga cara ini.

(gambar 1)

Monosakarida, juga dikenal sebagai sakarida, adalah karbohidrat yang tidak dapat diuraikan

menjadi karbohidrat sederhana. Mereka dapat berupa aldehida polihidroksi atau keton polihidroksi

karena mereka memiliki aldehida atau gugus keton, bersama dengan karbon tersubstitusi -OH dalam

rantai. Aldehida polihidroksi disebut aldosis. Keton polihidroksi disebut ketosis. Akhiran

"Ose" berarti gula, sedangkan awalan "ald" dan "ket" digunakan untuk aldehid dan keton,

masing-masing.

Klasifikasi monosakarida didasarkan pada jumlah karbon yang dikandungnya (Tabel 1).

Monosakarida bisa ada dalam bentuk rantai terbuka (asiklik), atau dalam bentuk rantai tertutup

(siklik). Itu

bentuk rantai terbuka monosakarida diilustrasikan dengan proyeksi Fischer. A Haworth

proyeksi dapat digunakan untuk mewakili bentuk siklik monosakarida. Anggota lima tertutup

bentuk rantai dari monosakarida dikenal sebagai furanose, sedangkan bentuk siklik enam anggota

dari a

monosakarida dikenal sebagai pyranose. Seringkali cincin monosakarida beranggota enam juga

bisa

diwakili dalam konformasi kursi.

Gambar 2 menunjukkan cincin pyranose dan furanose. Substituen telah dihilangkan sehingga

cincinnya

struktur dapat ditekankan.

Gambar 2

Bayangkan kita diminta untuk menunjukkan konformasi Fischer, Haworth, dan kursi dari _ dan _

D-glukosa. Bagaimana kita melakukan ini? Ada banyak hal yang perlu dipertimbangkan; Namun,

di sana

juga beberapa aturan yang akan menyederhanakan proses. Mari kita telusuri bagaimana masalah ini

bisa terjadi

didekati.

Proyeksi Fischer menunjukkan kerangka asiklik monosakarida (Gambar 3). Glukosa adalah suatu

aldohexose. Ini berarti bahwa bagian atas proyeksi Fischer glukosa mengandung aldehida

kelompok dan bahwa ada enam karbon dalam rantai polyhydroxy. Pada Gambar 3, struktur pada

kanan menunjukkan irisan dan garis untuk menunjukkan bagaimana gula terlihat dalam tiga dimensi.

Gambar 3

D dan L Notasi:

Kita perlu memastikan bahwa glukosa adalah D-glukosa. Kami melakukan ini dengan melihat

monosakarida dengan kelompok keton atau aldehida di atas; jika grup -OH di paling bawah

karbon asimetrik berada di sisi kiri, notasinya adalah L; jika grup -OH di paling bawah

karbon asimetrik berada di sisi kanan, notasinya adalah D (Gambar 3).

Gambar 4

Selanjutnya, kita memutar substituen karbon C-5 sekali untuk meletakkan –OH pada bidang

vertikal. Ini

pergeseran menunjukkan kepada kita arah apa gugus -CH2OH dengan titik dalam proyeksi Haworth.

Substituen di sisi kanan garis vertikal dalam proyeksi Fischer akan mengarah ke bawah

proyeksi Haworth. Sebaliknya, sebuah substituen di sisi kiri dalam proyeksi Fischer akan menjadi

menunjuk ke dalam proyeksi Haworth. (Gambar 5)

Gambar 5

Oleh karena itu, gugus -CH2OH akan mengarah ke proyeksi Haworth. Apalagi, OH-nya

grup pada C-2 akan mengarah ke bawah dan -H substituennya akan mengarah ke atas. Dan, itu

-OH group pada C-3 akan mengarah ke atas sementara -H substituen menunjuk ke bawah, dan

seterusnya.

Pada langkah berikutnya, oksigen karbonil menjadi terprotonasi dan terikat tunggal pada C-1.

The –OH

kelompok pada C-5 menjadi deprotonasi dan membentuk ikatan O-C dengan C-1, menghasilkan

enam anggota

cincin. Pada titik ini, penting untuk mengenali perbedaan antara alpha (α) dan

glukosa beta (β) (Gambar 6).

Konfigurasi α atau β ditentukan dengan melihat karbon anomerik yang merupakan karbon

yaitu antara dua atom oksigen dari hemiacetal atau asetal. Dalam gula siklik, anomerik

karbon adalah karbon karbonil dalam bentuk asiklik. (C-1 dalam kasus kami)

Dalam α monosakarida, gugus –OH yang melekat pada karbon anomerik berada di sisi kanan

proyeksi Fischer, menunjuk ke dalam proyeksi Haworth, dan aksial di kursi

konformasi.

Dalam β monosakarida, gugus –OH yang melekat pada karbon anomerik berada di sisi kiri

Proyeksi Fischer, menunjuk dalam proyeksi Haworth, dan ekuator di kursi

konformasi.

Tabel di bawah ini meringkas terjemahan antara proyeksi Fischer, proyeksi Haworth,

dan konformasi kursi. Terjemahan untuk konformasi kursi digunakan untuk menentukan α

dan konfigurasi β dan hanya memperhatikan substituen karbon anomerik. The Fischer dan

Terjemahan proyeksi Haworth berlaku untuk semua substituen pada rantai karbon.

Gambar 6

Tabel 2

Dalam β-D-glukosa, gugus -OH karbon anomerik berada di sebelah kiri. Dalam proyeksi Haworth ini

kelompok alkohol menunjukkan. Substituen lain menunjukkan proyeksi Haworth jika mereka aktif

sisi kiri dalam proyeksi Fischer, dan tunjukkan jika mereka berada di sisi kanan dalam Fischer

proyeksi. (Gambar 7)

Gambar 7

Dalam α-D-glukosa, gugus -OH karbon anomerik berada di sebelah kanan. Dalam proyeksi Haworth dari

α-D-glukosa diilustrasikan di bawah grup -OH menunjuk ke bawah. Sekali lagi, sisanya

substituen juga mengikuti aturan penerjemahan dari Fischer ke Haworth. (Gambar 7)

Luangkan waktu sejenak untuk membandingkan proyeksi Fischer dan Haworth dan perhatikan

bagaimana salah satu bentuknya

diterjemahkan ke bentuk lain.

Ketika pergi dari proyeksi Haworth ke konformasi kursi, karbon anomerik

substituen yang menunjukkan dalam proyeksi Haworth akan menjadi aksial, dan substituen

yang menunjuk dalam proyeksi Haworth akan menjadi khatulistiwa. Sebuah aksial-OH pada anomerik

karbon membuat gula sebagai gula α, sementara sebuah equatorial –OH pada karbon anomerik membuat

monosakarida gula β. Selain substituen pada karbon anomerik, yang lainnya adalah

tertarik relatif terhadap proyeksi Haworth. Dengan kata lain, semua substituen lain ditarik

mengarah ke atas jika mereka menunjuk ke dalam proyeksi Haworth, dan menunjuk ke bawah jika mereka

menunjuk ke dalam proyeksi Haworth. (Angka 8)

Ini membantu untuk menghitung karbon di monosakarida dalam proyeksi dan kursi Haworth

konformasi untuk mencegah kesalahan yang sembrono.

Gambar 8

Ada kekurangan dalam metode yang kami gunakan untuk menentukan perbedaan antara α

dan gula β pada konformasi kursi. (Ini juga metode yang digunakan dalam Bruice.) Misalnya, itu

adalah benar bahwa di kursi isomer konformasi yang kita gambar bahwa kelompok aksial - OH dari

karbon anomerik adalah α sedangkan gugus -OH khatulistiwa dari karbon anomerik adalah β. Tapi a

flip cincin akan membuat fakta ini tidak benar (Gambar 9). Suatu α-D-glukosa akan tetap

menjadi α-D-glukosa

setelah flip cincin, tetapi gugus –OH yang melekat pada karbon anomerik tidak lagi menjadi aksial!

(Untuk mempelajari lebih lanjut tentang lingkaran cincin, lihat buku teks dan catatan kelas Anda)

Gambar 9

Metode yang kami gunakan bekerja, tetapi hanya ketika kursi isomer konformasi ditarik

sehingga karbon anomerik berada di sudut kanan bawah. Namun, metode yang kurang dibatasi itu

selalu benar ada. Asalkan alkohol primer, CH2OH, dan gugus anomerik -OH

pada sisi berlawanan dari cincin, seperti pada isomer trans, itu adalah α. Apalagi jika alkohol

primer dan

gugus -OH anomerik berada di sisi yang sama dari cincin seperti pada isomer cis, itu adalah β.

Untuk

Sebagai contoh, pada ilustrasi di bawah ini, perhatikan bahwa ketika CH2OH muncul, kelompok

anomerik -OH

menunjukkan (sisi berlawanan dari pyranose). Ini adalah isomer trans, dan dengan demikian

merupakan α-piranose.

(Gambar 10)

Gambar 10

Dalam β-glukosa, atau β monosakarida apa pun, pyranose akan menjadi isomer cis. Jadi, kapan

CH2OH poin di atas bidang cincin, grup anomerik -OH akan mengarah juga.

Sebaliknya, ketika CH2OH menunjuk ke bawah, grup anomerik -OH juga akan menunjuk ke bawah.

(Gambar 11)

Gambar 11

Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang konsep ini, buatlah model dengan bangunan

model molekul Anda

kit.

Monosakarida siklik dalam contoh ini adalah pyranoses karena mereka memiliki enam anggota

cincin. α-D-glukosa juga bisa disebut α-D-glukopiranosa. Anda mungkin diminta secara khusus untuk

membentuk jenis gula siklik lain, seperti furanose. Dalam hal itu -OH yang menjadi

deprotonasi dan serangan karbon karbonil mungkin berbeda dari yang terakhir

stereocenter. (Gambar 12)

12

Selama semua aturan diterapkan secara konsisten, transisi dari proyeksi Fischer ke

Proyeksi Haworth untuk konformasi kursi akan menjadi sederhana. Konformasi kursi hanya bisa

dilakukan dengan pyranoses. Berikut ini adalah beberapa masalah praktik untuk membantu Anda

memperkuat ini

ketrampilan.

Pemasalahan:
1. apa perbedaan antara proyek ficher dengan oroyeksi haworth?
2. bagaimana cara kita membedakan notasi D dan L?
3.  apa yang kamu ketahui tentang konfirmasi kursi?
4. bagaimana cara membedakan glukosa dan fruktosa?