Stereoisomerisering vid \(\Alfa\)-kol
Enolater är en vanlig mellanprodukt i reaktioner där den stereokemiska konfigurationen av ett kiralt \(\alfa\)-kol konverteras. Dessa kallas vanligtvis racemisering eller epimeriseringsreaktioner, beroende på om de interkonverterade isomererna är enantiomerer eller epimerer (kom ihåg att termen ’epimer’ avser ett par diastereomerer som skiljer sig åt med ett enda kiralt centrum).
racemisering / epimerisering:
mekanism:
dessa reaktioner fortsätter genom en deprotonation-reprotonationsmekanism, illustrerad ovan. I steg 1 deprotoneras det kirala a-kolet, vilket leder till en plan, achiral enolat. I steg 2 levereras en proton tillbaka till A-kolet, men från motsatt sida från vilken protonen togs i steg 1, vilket resulterar i motsatt stereokemi vid detta kol. Två syrabasgrupper, placerade på motsatta sidor av enzymets aktiva plats, arbetar i tandem för att uppnå denna prestation.
proteinerna och peptiderna i alla kända levande saker är konstruerade nästan uteslutande av L-aminosyror, men i sällsynta fall har forskare identifierat peptider som innehåller D-aminosyror, som har motsatt stereokemi vid A-kolet. Aminosyraracemasenzymer katalyserar omvandlingen av L-och D-aminosyror. Som du kanske kommer ihåg från det inledande avsnittet till detta kapitel innehåller giftet hos den manliga platypusen en neurotoxisk peptid i vilken en L-leucin-aminosyra har omvandlats av ett racemasenzym till D-leucin. I ett annat exempel konstrueras cellväggarna hos bakterier i en del av peptider innehållande D-glutamat, omvandlat från L-glutamat av enzymet glutamatracemas. (EG 5.1.1.3) (biokemi 2001, 40, 6199).
en reaktion (EC 5.1.3.1) i sockermetabolismen innefattar omvandling av epimers ribulos-5-fosfat och xylulos-5-fosfat. Enzymet som katalyserar denna reaktion kallas ett ’epimeras’. (J. Mol. Biol. 2003, 326, 127).
övning \(\PageIndex{2}\)
rita en rimlig mekanism för ribulos-5-fosfatepimeriseringsreaktionen ovan. Din mekanism ska visa en enolate intermediate och specificera stereokemi hela tiden.
övning \(\PageIndex{3}\)
förutse produkterna av epimeriseringsreaktioner som börjar med vart och ett av de visade substraten.
tips
kol bredvid imingrupper kan också betraktas som \(\alpha\)-kol!
minns från kapitel 3 att ett stort problem med läkemedlet talidomid är det faktum att R-enantiomeren, som är ett effektivt lugnande medel, snabbt isomeriserar i kroppen till den terotogena (mutationsframkallande) S-enantiomeren. Observera att det kirala centret i talidomid är ett\(\alfa\)-kol!
nyligen rapporterade kemister syntesen av ett talidomidderivat där karbonylgruppen ersätts av en ’oxetan’ – ring, i syfte att göra en isotopiskt stabil form av läkemedlet (eftersom karbonylgruppen har tagits bort är racemisering inte längre möjlig-det finns inget A-kol!) (Org. Lett. 2013, 15, 4312.)
