28388 Obraz8 (24)

212

najłatwiej i bardzo skutecznie można pozbawić wszelkiej mistycznej tajemniczości w ciągu kilku chwil zabawy z butami.

Cząsteczka o dwóch asymetrycznych atomach lo nic innego, jak dwa chiralne obiekty (asymetryczne atomy są chirahte) połączone ze sobą. Gdy chcemy sporządzić makroskopowy model to asymetryczne atomy możemy zastąpić dowolnymi przedmiotami chiralnymi. na przykład butami. Do zrobienia modeli wszystkich ste-reoizomerów związku o dwóch nierównocennych asymetrycznych atomach potrzeba czterech par butów. Ponieważ atomy mają być nierównoccnne to buty muszą różnić się od siebie. Mogą się różnić np. kolorem. Potrzebne będą dwie pary butów w jednym i dwie pary w jakimś innym kolorze. Przypuśćmy, że są to buty czarne i brązowe. W cefu otrzymania modeli cząsteczek trzeba sznurowadłami powiązać buty czarne z brązowymi. Można to zrobić na cztery sposoby:

czarny prawy    czarny lewy    czarny prawy czarny lewy

brązowy prawy    brązowy lewy    brązowy lewy    brązowy prawy

Gdy się teraz przyjrzymy tak otrzymanym parom to zauważymy, że żadna z nich nie jest identyczna z drugą, mamy więc modele czterech izomerów. Możemy też zauważyć, że dwie z tak otrzymanych par butów są parami enancjomerów. Nietrudno będzie leż dostrzec diastereoizomery.

Warto powtórzyć tę zabawę z butami biorąc cztery pary butów w jednym kolorze. Otrzymamy wtedy modele cząsteczek o dwóch równocennych asymetrycznych atomach. Ile nieidentycznych par butów można utworzyć postępując jak w przypadku butów o różnych kolorach?

para enancjomerów    para enancjomarów

Rys. 13.1. Makroskopowe modele czterech stereoizomerów związku o dwóch nierównocenych asymetrycznych atomach

13.2. Pierścieniowe wzory cukrów

W celu zrozumienia chemii cukrów trzeba sobie przypomnieć. Ze grupy karbonylowe aldehydów i ketonów reagują z grupami OH alkoholi a produktami reakcji są póhcelale i acetale. Gdy grupa OH należy do tej samej cząsteczki co grupa kar bony Iowa, to powstają pólacetale o budowie pierścieniowej (rozdz. 8.4).

Monosacharydy są hydroksyaldehydami lub hydroksy-ketonami. a więc mogą tworzyć pierścieniowe pólacetale. Pierścienie pólacetalowe są uprzywilejowaną formą ist-niena monosacharydów w roztworach i jedyną ich formą w stanie krystalicznym.

Pierścieniowe pólacetale są związkami heterocyklicznymi z atomami tlenu w pierścieniu. W cukrach występują pierścienie sześćioczłono we, jak w piranie (rozdz. 12.1) i pięcioczłonowe, jak w furanie. Gdy monosacharyd tworzy pierścień sześcioczlonowy to jest piranozą a gdy tworzy pierścień pięcio-członowy to jest furanozą.

Glukoza jest piranozą. Pierścieniowy półacetal powstaje przez przyłączenie grupy OH leżącej przy piątym atomie węgla do grupy karbonyktwęj (numerację zaczynamy od grupy aldehydowej). Powstanie półacetahi wymaga, by cząsteczka przyjęła konformację w której grupa OH przy Cs leży blisko grupy karbonylowej

CHO

S

H-C-OH

HO^C-H

OH

41

⁶CH₂OH

H-C-OH

/

HOCH2

c

// \ O H

glukoza w konformacji rozciągniętej

glukoza w konformacji zbliżającej grupę OH przy Cs do grupy karbonylowej