Stereoizomerizarea la carbonul
Enolații sunt un intermediar comun în reacțiile în care configurația stereochimică a unui carbon chiral \(\alfa\) este interconvertită. Acestea sunt denumite în mod obișnuit reacții de racemizare sau epimerizare, în funcție de faptul dacă izomerii interconvertiți sunt enantiomeri sau epimeri (reamintim că termenul ‘epimer’ se referă la o pereche de diastereomeri care diferă de un singur centru chiral).
racemizare / epimerizare:
mecanism:
aceste reacții se desfășoară printr-un mecanism de deprotonare-reprotonare, ilustrat mai sus. În pasul 1, carbonul chiral a este deprotonat, ducând la un enolat planar, achiral. În pasul 2, un proton este livrat înapoi la carbonul a, dar din partea opusă din care protonul a fost luat la Pasul 1, rezultând stereochimia opusă la acest carbon. Două grupuri acido-bazice, poziționate în părțile opuse ale site-ului activ al enzimei, lucrează în tandem pentru a realiza acest lucru.
proteinele și peptidele din toate ființele vii cunoscute sunt construite aproape exclusiv din L-aminoacizi, dar în cazuri rare oamenii de știință au identificat peptide care încorporează D-aminoacizi, care au stereochimia opusă la a-carbon. Enzimele racemazei de aminoacizi catalizează interconversia aminoacizilor L și D. După cum vă amintiți din secțiunea introductivă a acestui capitol, veninul ornitorincului masculin conține o peptidă neurotoxică în care un aminoacid L-leucină a fost transformat de o enzimă racemază în D-leucină. Într-un alt exemplu, pereții celulari ai bacteriilor sunt construiți în parte din peptide care conțin D-glutamat, transformat din L-glutamat de enzima glutamat racemază. (Ce 5.1.1.3) (Biochimie 2001, 40, 6199).
o reacție (ce 5.1.3.1) în metabolismul zahărului implică interconversia epimerilor ribuloză-5-fosfat și xiluloză-5-fosfat. Enzima care catalizează această reacție se numește epimerază. (J. Mol. Biol. 2003, 326, 127).
exercitarea \(\PageIndex{2}\)
desenați un mecanism rezonabil pentru reacția de epimerizare ribuloză-5-fosfat de mai sus. Mecanismul dvs. ar trebui să arate un intermediar enolat și să specifice stereochimia pe tot parcursul.
exercitarea \(\PageIndex{3}\)
preziceți produsele reacțiilor de epimerizare începând cu fiecare dintre substraturile prezentate.
sugestie
Carbonii de lângă grupurile imine pot fi, de asemenea, considerați \(\alpha\)-Carboni!
reamintim din capitolul 3 că o problemă majoră cu talidomida medicamentului este faptul că enantiomerul R, care este un sedativ eficient, se izomerizează rapid în organism la enantiomerul terotogen (care provoacă mutații) S. Rețineți că centrul chiral din talidomidă este un \(\alfa\) – carbon!
recent, chimiștii au raportat sinteza unui derivat de talidomidă în care gruparea carbonil este înlocuită cu un inel ‘oxetan’, cu scopul de a face o formă izotopică stabilă a medicamentului (deoarece gruparea carbonil a fost îndepărtată, racemizarea nu mai este posibilă – nu există a-carbon!) (Org. Let. 2013, 15, 4312.)
