Química Orgánica 2 · Estructura y equilibrios de los carbohidratos
Mutarotation of β-D-glucopyranose to α-D-glucopyranose
Condiciones: H2O, trace H3O+
Dibuja este problema tú mismo
Arrastra desde los electrones que se mueven hasta donde van, o toca uno y luego el otro. Cada flecha se revisa; Pista te ayuda cuando te atascas. No necesitas cuenta.
El mecanismo, paso a paso
Siguiente reproduce las flechas curvas de cada paso y las explica. Los pasos escritos están abajo.
Leer los 6 pasos escritos
Protonate the ring oxygen
Trace hydronium protonates the ring oxygen of the hemiacetal, turning the C5 oxygen into a leaving group.
Las flechas curvas
- A ring-oxygen lone pair takes the proton from hydronium.
- The O–H pair stays on water.
The ring opens
The anomeric OH lone pair pushes the C1–O5 bond out, giving the open-chain protonated aldehyde with a neutral C5 hydroxyl. This is the step that erases the C1 configuration.
Las flechas curvas
- The anomeric oxygen lone pair forms a C=O+ π bond.
- The C1–O5 bond breaks onto the positive ring oxygen, which becomes a neutral OH.
What happens to C1?
The open chain has a planar carbonyl carbon.
C5 oxygen adds to the other face
After rotation about C1–C2, the C5 hydroxyl adds to the protonated aldehyde from the face that places the C1 OH axial.
Las flechas curvas
- A C5 oxygen lone pair bonds to the protonated carbonyl carbon.
- The C=O+ π pair moves to oxygen, leaving a neutral OH.
Water removes the oxonium proton
Water deprotonates the positive ring oxygen and regenerates hydronium, so the acid is a catalyst.
Las flechas curvas
- A water lone pair takes the proton.
- The O–H pair stays on the ring oxygen.
α-D-Glucopyranose
The anomeric OH is now axial (trans to the CH2OH in a Haworth drawing). Both anomers interconvert this way until the 36:64 α:β equilibrium, observed as the change of optical rotation (+112° or +19° to +52.7°).
Qué vas a practicar
Draw acid-catalysed opening of the β-glucopyranose ring to the protonated aldehyde and reclosure on the other face to α-D-glucopyranose.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
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