Química Orgânica 2 · Estrutura e equilíbrios dos carboidratos
Ciclização da D-frutose a β-D-frutofuranose
Condições: H2O, trace acid
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 4 passos escritos
O hidrônio protona o oxigênio da cetona
Traços de ácido (hidrônio) protonam o oxigênio carbonílico da D-frutose de cadeia aberta. A carbonila protonada é muito mais eletrofílica, de modo que até a hidroxila de C5, um nucleófilo fraco, consegue se adicionar a ela.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio carbonílico de C2 captura o próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio, liberando uma molécula de água neutra.
O oxigênio de C5 se adiciona a C2
A hidroxila de C5 gira sobre a cetona protonada e se adiciona a C2, fechando um anel de cinco membros (quatro carbonos e um oxigênio). C2 torna-se o novo estereocentro anomérico; a adição pela face que deixa o OH anomérico trans à hidroxila de C4 gera a β-furanose.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio da hidroxila de C5 se liga ao carbono eletrofílico C2, fechando o anel de cinco membros.
- Os elétrons π da C=O migram para o oxigênio protonado, que se torna uma hidroxila neutra em C2.
A água remove o próton do oxônio
O oxigênio do anel agora tem três ligações e carga positiva. A água captura esse próton e regenera o hidrônio; o ácido é, portanto, apenas um catalisador.
As setas curvas
- Um par isolado da água captura o próton do oxigênio positivo do anel.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio do anel, que se torna um oxigênio de éter neutro.
β-D-Frutofuranose
C2 agora é um carbono de hemicetal que carrega o oxigênio do anel, o OH anomérico e o CH2OH de C1. Essa β-furanose é a forma cíclica da frutose na sacarose; em água, ela se equilibra com a β-piranose, que é a forma majoritária.
O que você vai praticar
Desenhe a formação de hemicetal catalisada por ácido, em que a hidroxila de C5 da D-frutose se fecha sobre a cetona de C2, gerando a β-D-frutofuranose.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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