Química Orgânica 2 · Estrutura e equilíbrios dos carboidratos
Mutarrotação da α-D-galactopiranose a β-D-galactopiranose
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 5 passos escritos
Protonar o oxigênio do anel
Traços de hidrônio protonam o oxigênio do anel do hemiacetal α. Isso transforma o oxigênio de C5 em um grupo abandonador, que pode sair sem se desligar da cadeia.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio do anel captura o próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio, liberando água.
O anel se abre até o aldeído
O par isolado do OH anomérico expulsa o oxigênio de C5, rompendo a ligação C1–O5 e gerando o aldeído protonado de cadeia aberta. O C1 agora é planar, e a configuração α original se perde.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio anomérico forma a ligação π C=O⁺.
- O par da ligação C1–O5 migra para o oxigênio positivo do anel, que se torna uma hidroxila neutra em C5.
O oxigênio de C5 se adiciona pela outra face
A rotação em torno da ligação C1–C2 expõe a outra face do aldeído protonado à hidroxila de C5. A adição por esse lado deixa o OH anomérico equatorial, a configuração β.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio de C5 se liga ao carbono carbonílico protonado.
- O par π da C=O⁺ volta para o oxigênio anomérico, deixando um OH neutro.
A água remove o próton do oxônio
A água desprotona o oxigênio positivo do anel e regenera o hidrônio; logo, o ácido é um catalisador. Cada passagem pela cadeia aberta pode gerar qualquer um dos anômeros.
As setas curvas
- Um par isolado da água captura o próton do oxigênio do anel.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio do anel, que volta a ficar neutro.
β-D-Galactopiranose
O OH anomérico agora é equatorial. A abertura e o fechamento repetidos levam qualquer anômero puro à mesma mistura de equilíbrio α/β, observada como uma variação lenta da rotação óptica: a mutarrotação.
O que você vai praticar
Desenhe a abertura do anel da α-D-galactopiranose catalisada por ácido até o aldeído de cadeia aberta e seu novo fechamento pela face oposta de C1, gerando a β-D-galactopiranose.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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