碳水化合物
旋光改变是什么?
最后更新:2022年9月19日|
关于旋光改变
- 颈- 1的糖哦小组两个可能的配置。这给了两个立体异构体(称为“端基差向异构体”):“α-异头物和“β-“端基差向异构体。
- 如果你用纯“α”或纯“β”和测量它们的旋光性在水里,发生了一件有趣的事。的旋光性随时间缓慢变化!
- 术语“旋光改变”(字面上的“旋转变化”)指的是观察到变化的旋光性α-和β-葡萄糖异头物溶解在溶剂。由于ring-chain互变现象α-和β-形式缓慢互变直到平衡建立了。
表的内容
- 变旋旋光性的变化观察到当纯粹的α-和β-异头物溶解在水(或其他溶剂)
- 旋光改变是可能的,当α或β-异头物可以互相转化
- 旋光改变是Ring-Chain互变异构的结果
- 旋光改变是一个循环的一般属性糖轴承半缩醛
- 笔记
- (高级)引用和进一步阅读
1。变旋旋光性的变化观察到当纯粹的α-和β-异头物溶解在水(或其他溶剂)
在前一篇文章ring-chain互变现象,我们看到有两个同分异构体的葡萄糖六元环(“吡喃糖”)的形式。
这两个非对映体——让事情更加混乱,被称为“异头物“在糖化学的背景下,不同取向的颈- 1上的羟基。(注意,颈- 1是一个半缩醛)。
- 在“α”(α)异头物,哦组颈- 1上对面的戒指链上的c - 5。
- 在“测试版”(β)异头物,哦组颈- 1上相同一边的戒指c - 5取代基。
这两种形式可以作为纯化合物合成和孤立。
- 阿尔法(α)的葡萄糖异头物都有一个特定的旋转+ 112度的水。
- β(β)的葡萄糖异头物都有一个特定的旋转+ 19度。(18.7,但围捕19)。
这是有趣的。当异头物溶解在水中,旋光率的值随着时间的变化,最终达到+ 52.5°的相同的值。
- 特定的旋转α-D-glucopyranose减少从+ 112°+ 52.5°。
- β-D-glucopyranose旋光率的增加从+ 19°+ 52.5°。
这种行为被称为旋光改变旋转(字面意思是“变化”)。
2。旋光改变是可能的,当α-和β-异头物可以互相转化
等一等。不是特定的分子旋转应该保持不变?
是的,如果它确实是相同的分子!
和这个谜题的答案所在。当解决方案的特定的旋转改变了+ 52.5°进行了分析,他们发现不再由100%阿尔法(α)或100%贝塔(β)异头物,而是一个比阿尔法(α)(36%)和贝塔(β)(64%)同分异构体。
等待。这里发生了什么?怎么βα转换,反之亦然?
3所示。旋光改变是Ring-Chain互变异构的结果
你可能记得我们说在过去的文章ring-chain互变现象糖的环状半缩醛形式与直链处于平衡状态(“线性”)的形式。
这意味着即使你开始100%的纯样品α或β异头物,一旦被溶解在水中可以平衡,通过直链形式,其他异头物。
如果是在平衡B, B与C处于平衡状态,然后在平衡热力学第零定律的(注1]。
阿尔法(α)的36:64比率贝塔(β)代表同分异构体在葡萄糖平衡的分布在水25°C。
旋光改变葡萄糖独有的吗?
4所示。旋光改变是一个循环的一般属性糖轴承半缩醛
不,这是一个糖的一般属性,以及(手性)环状半缩醛。
这种现象在1846年由法国化学家首次被发现Augustin-Pierre Dubrunfaut,创立一个工厂从甜菜糖生产酒精。虽然研究葡萄糖的旋光性,但他指出,新葡萄糖溶解旋转值两倍以前观察到的文学。他还研究了乳糖的旋光改变。(有趣的是,尽管Dubrunfaut也是果糖的发现者,他没有发表的研究其旋光改变——也许是因为果糖是一种最快速mutarotating糖)(裁判]
有趣的是,葡萄糖和果糖的结构尚未建立。直到1895年Tanret第一个报道了葡萄糖的两个异头物,容易解释Dubrunfaut的观察。
另外一个问题是:考虑到正向反应的机制是在前面的帖子,你能画一个可逆反应机制alpha-D-glucose beta-D-glucose ?(一个不常见的考试的问题,顺便说一下!(注2]
在下一篇文章中,我们将讨论一个切线ring-chain互变现象:还原糖。
在下一篇文章:还原糖
感谢你的阅读!
笔记
注1。热力学第零定律:如果A和B的处于平衡状态,用C和B处于平衡状态,然后与C处于平衡状态。
注2。试着解决机制转换的alpha-glucopyranose beta-glucopyranose靠自己了。我把链接在评论中一个解决方案。徘徊在一个弹出的形象。或点击这个链接。
(高级)引用和进一步阅读
这是一个非常经典的有机化学的一部分。葡萄糖溶液的旋光性的改变是在1846年第一次Dubrunfant所指出的,直到1890年,传说中的化学家埃米尔费舍尔教授提出,这是由于化学事业。1896年,Tanret孤立他认为葡萄糖的三种形式:α形式,(α)D+ 105°,β形式(α)D+ 52.5°,γ形式,(α)D+ 22°。现在我们知道α和γ形式不同的物种(我们现在知道的α和β葡萄糖的形式),并且Tanretβ形式的平衡混合物两种形式。
- ——学习的动态异构。我的旋光改变葡萄糖
t·马丁·洛瑞科学博士
j .化学。Soc。反式。1903年,83年,1314 - 1323
DOI:10.1039 / CT9038301314
本文介绍了术语“旋光改变”在文献中描述的互变现象异头形式的葡萄糖。 - 回顾发现SUGARS.2旋光改变的
c . s .哈德逊
美国化学学会杂志》上1910年,32(7),889 - 894
DOI:10.1021 / ja01925a009
老审查覆盖早期作品理解的旋光改变葡萄糖,并给出一个完整的报道的故事的发展。 - 研究葡萄糖和旋光改变的形式。
c·s·哈德逊和j·k·戴尔
美国化学学会杂志》1917年39 (2),320 - 328
DOI:10.1021 / ja02247a017
早期隔离纸包含实验过程的纯,b-glucose。 - 结晶β-d-Glucose和分析一个简单的葡萄糖生物传感器
何塞Reyes-de-Corcuera,迈克尔·a .前线和丹尼尔·m·詹金斯
《化学教育2009年,86年(8),959年
DOI:10.1021 / ed086p959
本文描述了一个实验,可以由大学生观察旋光改变的葡萄糖。 - 光学活性的B-Ketonic和B-Aldehydic酸酯。第二部分。薄荷基乙酰乙酸盐
亚瑟Lapworth和a·c·奥斯本损害。
j .化学。Soc。反式。1903年,83年,1114 - 1129
DOI:10.1039 / CT9038301114
non-sugar系统中旋光改变的一个例子,和最早的例子包含明确的证据在加速keto-enol互变异构酸的作用。作者准备我n肌酸(不甲基)乙酰乙酸酯[(+)薄荷醇是一种光学活性的酒精现成的从自然资源),测量其旋光性。他们发现我n肌酸酯进行了旋光改变在某种程度上依赖于溶剂,旋光改变的速率是高度依赖于酸。这说明建立酮和烯醇形式之间的一个平衡。
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Plzz讨论旋光改变的机制,当利率islow D2o比水。
谢谢你詹姆斯。他们做什么结构性碳水化合物是不溶性?
如果不溶性,我不知道有用的旋光改变的技术。我通常会认为他们会消化与酸或类似于面包多糖为更小,更可溶块。
旋光改变发生多快呢?如果我从混合物中分离出一种天然糖,想测试α和β是多少,有多快,会发生吗?
你好,谭雅。好几个小时。然而,这将是solvent-dependent(更多的极地=速度)对酸和碱的存在,也敏感(加速)。旋光性的原始观察花了几个小时去改变。
这些天大多数人只会把它在一个核磁共振谱仪,观察。
非常感谢你
不洁净的葡萄糖溶液的旋光改变将纯粹的一样吗?
为什么你会期望他们是相同的,如果一个是纯粹的,一个是不纯洁的吗?
杂质影响葡萄糖的旋光改变的结果是一个纯粹的和不洁净的葡萄糖旋光改变后是不同的吗
是的,杂质能够显著影响葡萄糖的旋光改变。旋转值给定的纯化合物,为准确计算浓度。如果样品是不洁净的(特别是如果它是含有一个光学活性的杂质)测量数量将路要走。
非常感谢这篇文章!我在哪里可以找到方法合成和分离葡萄糖的α和β异头物吗?(如果可能,一个方法实现高中实验室将感谢。)
也许这j .化学。患儿纸吗?
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ed086p959
为什么会有更高比例的比αβ异头物平衡?
在单糖最好由旋光改变D vs.L同分异构体的互变现象
不! ! ! !
葡萄糖分子和d葡萄糖α和β角变化在旋光改变,当葡萄糖分子52.5度,当它把阿尔法d (+) glucoe它改变111度。是这背后的原因呢?
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致以最亲切的问候
它实际上是可逆反应。w 2异头形式(a和B)的葡萄糖溶液,这样的旋光性的解决方案是一个平衡的解决方案即52.5′
旋光改变不需要催化剂吗?在典型的半缩醛/半缩酮形成机制我们使用一个酸催化剂。为什么旋光改变可以发生自发地在水里吗?
在酸的存在会快一些,但是旋光改变发生在没有催化剂的情况下。半缩醛的形成是可逆的。最初的实验从1800年的这种现象被发现都是在水里。
谢谢你！
我想知道关于这个。为什么hemi-acetal开放下中性pH值,但一个完整的缩醛需要酸开放?
我认为它一定是水之间的氢键孤hemi-acetal和羟基上的氢。这将削弱哦债券和促进开环。
这似乎“基地”将军催化的一个例子,一个去质子化与开环是一致的。虽然我不确定如果这适用于溶剂做催化的。
这是一种旋光改变的机制。//m.deriinvest.com/wp-content/uploads/2017/08/4-mechanism-1-e1560893258548.png
我认为α和β的解释有点文本和计划之间的冲突。
固定!谢谢你！