The epimer yang diastereoisomer di mana hanya salah satu pusat akiral berbeda yang dari konfigurasi spasial; tidak seperti enansiomer, di mana semua pusat akiral memiliki konfigurasi yang berbeda, dan mewakili sepasang bayangan cermin yang tidak dapat ditumpangkan satu sama lain.
Diastereoisomer lainnya (isomer geometris, misalnya), dapat memiliki lebih dari dua pusat dengan konfigurasi berbeda. Oleh karena itu, sebagian besar stereoisomer adalah diastereoisomer; sedangkan epimer jauh lebih sedikit, tetapi bukan karena alasan itu, kurang penting.
Sumber: Gabriel Bolívar
Misalkan sebuah struktur dengan kerangka atom hitam terkait dengan huruf A, B, C dan D (gambar atas). Garis putus-putus mewakili cermin, yang menunjukkan bahwa pasangan molekul di atas bukanlah enansiomer, karena semua pusat kiral mereka memiliki konfigurasi yang sama; kecuali, pusat pertama, terkait dengan huruf B dan D.
Molekul di kiri memiliki huruf D menghadap ke kanan, sedangkan molekul huruf D di kanan menghadap ke kiri. Untuk mengetahui seperti apa konfigurasi masing-masing nantinya, gunakan sistem Cahn-Ingold-Prelog (RS).
Karakteristik epimer
Karakteristik utama epimer hanya terletak pada pusat akiral (atau stereogenik). Mengubah orientasi spasial D dan B dapat menyebabkan konformer lebih stabil atau tidak stabil; yaitu, rotasi ikatan tunggal menyebabkan dua atom atau kelompok atom besar bertemu atau menjauh.
Dari perspektif ini, satu epimer bisa jauh lebih stabil daripada yang lain. Salah satu yang, dengan memutar tautannya, menghasilkan struktur yang lebih stabil, akan menjadi epimer dengan kecenderungan terbesar untuk terbentuk dalam ekuilibrium.
Kembali ke huruf, D dan B bisa sangat besar, sedangkan C adalah atom kecil. Jadi, dengan demikian, epimer di sebelah kanan lebih stabil, karena D dan C di sebelah kiri dari dua pusat pertama mengalami gangguan yang kurang sterik.
Secara mikroskopis, ini menjadi karakteristik untuk pasangan epimer yang dipertimbangkan; tetapi secara makroskopis, perbedaan tersebut ditekankan, dan berakhir, misalnya, memiliki titik lebur yang berbeda, indeks bias, spektrum NMR (di samping banyak sifat lainnya).
Tetapi dalam bidang biologi dan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, di sinilah epimer semakin berbeda; yang satu bisa dimetabolisme oleh tubuh, sedangkan yang lain tidak bisa.
Latihan
Bagaimana epimer terbentuk? Melalui reaksi kimia yang disebut epimerisasi. Jika kedua epimer tidak berbeda jauh dalam stabilitas, kesetimbangan epimerisasi ditetapkan, yang tidak lebih dari interkonversi:
EpA <=> EpB
Dimana EpA adalah epimer A, dan EpB adalah epimer B. Jika salah satu dari mereka jauh lebih stabil dari yang lain, itu akan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dan akan menyebabkan apa yang dikenal sebagai mutarotasi; Artinya, ia akan dapat mengubah arah berkas cahaya terpolarisasi.
Epimerisasi mungkin bukan kesetimbangan dan karena itu tidak dapat diubah. Dalam kasus ini, campuran rasemat EpA / EpB diastereoisomer diperoleh.
Rute sintetis epimer bervariasi tergantung pada reagen yang terlibat, media reaksi, dan variabel proses (penggunaan katalis, tekanan, suhu, dll.).
Untuk alasan ini pembentukan masing-masing pasangan epimer harus dipelajari secara individual dari yang lain; masing-masing dengan mekanisme dan sistem kimianya sendiri.
Tautomerisasi
Dari semua proses pembentukan epimer, tautomerisasi dua diastereoisomer dapat dianggap sebagai contoh umum.
Ini terdiri dari kesetimbangan di mana molekul mengadopsi bentuk keton (C = O) atau enol (C-OH). Setelah bentuk ketonik diubah kembali, konfigurasi karbon yang berdekatan dengan gugus karbonil (jika kiral) berubah, menghasilkan sepasang epimer.
Contoh yang disebutkan di atas adalah pasangan cis-decalone dan trans-decalone.
Sumber: Jü, dari Wikimedia Commons
Struktur cis-dekalin ditunjukkan di atas. Atom H berada di puncak kedua cincin; Sementara di trans-dekalin, satu di atas cincin, dan yang lainnya di bawah. Karbon di sebelah kiri gugus C = O adalah pusat kiral, dan oleh karena itu, pusat kiral yang membedakan epimer.
Contoh
Anomer glukosa
Sumber: miguelferig, dari Wikimedia Commons
Pada gambar atas kita memiliki cincin furanus dari dua anomer D-glukosa: α dan β. Dari cincin tersebut dapat dilihat bahwa gugus OH pada karbon 1 ditemukan dalam arah yang sama dengan OH yang berdekatan, pada anomer α, atau dalam arah yang berlawanan, seperti pada anomer β.
Proyeksi Fisher dari kedua anomer (di sebelah kanan gambar) membuat perbedaan antara kedua epimer, yang juga merupakan anomer, lebih jelas. Namun, dua anomer α dapat memiliki konfigurasi spasial yang berbeda pada salah satu karbon lainnya, dan oleh karena itu menjadi epimer.
Pada proyeksi Fisher C-1 untuk anomer α, gugus OH "melihat" ke kanan, sedangkan pada anomer β "terlihat" ke kiri.
Isomer mentol
Sumber: Roland Mattern, melalui Wikimedia Commons
Gambar menunjukkan semua stereoisomer dari molekul mentol. Setiap kolom mewakili sepasang enantiomer (amati dengan cermat), sedangkan baris sesuai dengan diastereoisomer.
Jadi apa itu epimer? Mereka pasti yang hampir tidak berbeda dalam posisi spasial satu karbon.
(+) - mentol dan (-) - neoisomenthol adalah epimer, dan selanjutnya, diastereoisomer (tidak berada dalam kolom yang sama). Jika Anda melihat lebih dekat, baik dalam gugus -OH dan -CH 3 keluar dari bidang (di atas cincin), tetapi dalam (-) - neoisomenthol gugus isopropil juga menunjuk ke luar bidang.
Tidak hanya (+) - mentol adalah epimerik dari (-) - neoisomenthol, tetapi juga (+) - neomenthol. Yang terakhir hanya berbeda dalam kelompok -CH 3 yang mengarah ke bawah bidang. Epimer lainnya adalah:
- (-) - isomenthol dan (-) - neomenthol
- (+) - isomenthol dan (+) - neomenthol
- (+) - neoisomenthol dan (-) - neomenthol
- (+) - neomenthol dan (-) - neoisomenthol
Stereoisomer ini mewakili contoh praktis untuk memperjelas konsep epimer, dan Anda dapat melihat bahwa dari beberapa diastereoisomer, banyak yang hanya dapat berdiferensiasi menjadi satu karbon asimetris atau kiral.
Referensi
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. ( Edisi ke 10. ). Wiley Plus.
- Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
- Ruang kelas Uruguay Educa. (sf). Epimer. Diperoleh dari: aulas.uruguayeduca.edu.uy
- Wikipedia. (2018). Epimer. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
- Fray JM (2014). Investigasi Formasi Epimer dalam Reaksi Gabungan Amida: Eksperimen untuk Mahasiswa Sarjana Lanjut. Sekolah Kimia, Universitas Nottingham, Universitas Park, Nottingham NG7 2RD, Inggris. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
- Reist & col. (sembilan belas sembilan puluh lima). Rasemisasi, Enansiomerisasi, Diastereomerisasi dan Epimerisasi: Arti dan Makna Farmakologisnya. Chirality 7: 396-400.