Fischer-Projektion einer Zuckersäure..

Question

Aufgabe:

Text erkannt:

VBT-4-4) Aus der Aldopentose (-)-Ribose können durch eine Kiliani-Fischer-Synthese (Cyanhydrinsynthese) die Aldohexosen \( \mathbf{A} \) und \( \mathbf{B} \) synthetisiert werden.
a) Zeichnen Sie deren Strukturformeln von A und B in der Fischer-Projektion.
(-)-Ribose
b) Geben Sie an, ob (-)-Ribose zu den D- oder zu den L-Zuckern zählt und geben Sie die Konfiguration des Kohlenstoffatoms C-3 in der Cahn-Ingold-Prelog-Nomenklatur (CIP) an.
c) Nennen Sie einen geeigneten Fachausdruck, mit dem Sie die Beziehung der Verbindungen \( \mathbf{A} \) und B zueinander beschreiben können.
d) Konzentrierte Salpetersäure ist in der Lage, Aldehyde und primäre Alkohole zur Carbonsäure zu oxidieren. Eine der unter a) gebildeten Aldohexosen wird so durch Umsetzung mit konz. \( \mathrm{HNO}_{3} \) in eine optisch inaktive Zuckersäure umgewandelt. Kennzeichnen Sie diese Aldohexose bei den Strukturen aus Teilaufgabe a) und zeichnen Sie die zugehörige Zuckersäure in einer Fischer-Projektion. Begründen Sie Ihre Wahl prägnant.

Problem/Ansatz:

Text erkannt:

\( O C-V S T-4-4): \)
a)
Cyanhydinsynthoc
Aldehexose A
Aldeherose is
b) \( \left(-1-R_{1}\right. \) bose \( =D \)-zucker

Das sind meine bisherigen Ansätze

Zu b) verstehe ich nicht was mit C-3 gemeint ist

Zu c) wäre meine Vermutung das es sich um Konstitutionsisomere handelt (wegen selbe Summenformel aber verschiedene Verknüpfung der Atome)

Zu d) war optisch inaktiv chiral oder nicht chiral? Und wie genau sollte ich hier vorgehen?

Vielen Dank im Voraus für eine An

Answer 1

Grüße chemweazle,

Zu

Kiliani-Fischer-Synthese 2er Aldohexosen ausgehend von D-Ribose, Konfiguratiom C-3 in Ribose nach CIP und die Ox. der Aldosen zu den entsprechenden Aldarsäuren und Stereochem. Aspekte

Zu a).
Das ist gut gemacht, überdies die Aldohexose A ist die Mannose und die Aldohexose B ist die Glucose.

Zu b). Richtig, es ist die D-Ribose.

Die OH-Gruppe liegt am weitest entfernten C-Atom, das ist das C-Atom C (4), auf der rechten Seite, also D, wie Dexter.

Nun soll die Konfiguration an C (3) der D-Ribose nach Cahn-Ingold-Prelog mit der R-S-Nomenklatur beschrieben werden. (CIP)

Die Konfiguration an C-Atom Nr. 3, C (3) ist R, Rectus

Die Substituenten-Prioritäts-Reihenfolge ist im Uhrzeigersinn, also liegt die R-Konfiguration an C (3) vor.

Reste am asymmetrisch substituierten C-Atom Nr. 3 , C (3) :

OH-Gruppe , CHOH-CH=O-Fragment , CHOH-CH₂OH-Fragment und das H-Atom

Prioritätszuweisung (Rangordnung) und Nummerierung der Substituenten nach abnehmender Priorität
Die OH hat die höchste Priorität, deshalb erhält sie die Nr. 1.
Das H-Atom hat von allen 4 Resten die kleinste Priorität, deshalb Nr. 4.

Das CHOH-CH=O--Fragment hat einen doppelt gebundenen Sauerstoff, dieser zählt als 2 Sauerstoffatome, deshalb hat es einen höheren Rang als das CHOH-CH₂OH-Fragment.

Nummerierung der Reste:

Nr. 1 : OH-Gruppe , Nr.2 : CHOH-CH=O- , Nr. 3 : CHOH-CH₂OH , Nr. 4 H-Atom

Eine Möglichkeit von mehreren zur Bestimmung der Konfiguration an einem C-Atom in der Fischer-Projektion ist diese:
Man führe 2 Austausche durch, so, daß der Rest mit der höchsten Priorität nach oben zeigt und das Wasserstoff-Atom mit der geringsten Priorität nach unten zeigt.
Hinweis: Eine einfache Vertauschung zweier Reste, ein einfacher Austausch, kehrt die Konfiguration um, ein zweiter Austausch zweier anderr oder der gleichen Reste stellt die ursprüngliche Konfiguration wieder her.
Dann zählt man die Rangfolge von Nr.1 über Nr: 2 bis Nr: 3 durch und beachtet den Umlaufsinn beim Abzählen:
Ist der Umlaufsinn bei der Abzählung gegen den Uhrzeigersinn, dann ist das die S-Konfiguration; ist sie dagegen im Uhrzeigersinn; dann ist es die R-Konfiguration.

Skizze Konfiguration an C (3) der D-Ribose nach der CIP-Nomenklatur R- oder S-Konfiguration

Zu c).

Hier in diesem Beispiel an den beiden Aldohexosen A und B, Mannose und Glucose sind alle Konfigurationen bis auf an einem einzigen C-Atom gleich. Am C-Atom C (2) jedoch ist die Konfiguration jeweils unterschiedlich, ansonsten stimmen sie an den restlichen asymmetrisch substituierten C-Atomen überein.
Dann spricht man von Anomerie , D-Mannose und D-Glucose sind anomer zueinander, sie sind ein Anomerenpaar, das ist ein Spezialfall der Konfigurations-Diastereomerie.
D-Mannose und D-Glucose sind Konfigurationsisomere und sogar Anomere.

Stichwort: Anomerie ein Sonderfall der Konfigurations-Isomerie

ZU d).

Oxidation der beiden Anomeren Glucose, B. und Mannose, A, an der Aldehyd-Gruppe und an der prim. Alkoholfunktion, CH₂-OH-Gruppe, zu den Aldarsäuren

Oxidationsmittel: HNO₃

Glucose wird zur Glucarsäure und Mannose zur Mannarsäure oxidiert.

Die Mannarsäure ist eine sogenannte achirale Mesoform. Sie weist mehrere asymmetrisch substituierte C-Atome auf, aber das Gebilde besitzt ein Symmetriezentrum, Inversionszentrum, mit der die eine Hälfte durch Punktspiegelung in die andere Hälfte des Moleküls überführt werden kann.(Punktsymmetrie)

Ein ähnliches Beispiel ist die meso-Weinsäure, durch dieses Gebilde geht eine Spiegelebene.

Skizze