Η αναπαράσταση της δομής της γλυκόζης Haworth

Η αναπαράσταση Haworth της δομής της γλυκόζης δίνει την τρισδιάστατη προοπτική της μοριακής δομής των ενώσεων γλυκόζης. Για την αναπαράσταση της δομής και της σύνθεσής της, χρησιμοποιούνται πολλές μέθοδοι προβολών. Ωστόσο, η προβολή του Fischer και η προβολή του Haworth χρησιμοποιούνται ευρέως.

Στο επόμενο άρθρο, θα συζητήσουμε τη φύση των υδατανθράκων και των ενώσεων γλυκόζης. Θα εξετάσουμε επίσης την αναπαράσταση Haworth των παραδειγμάτων δομής γλυκόζης. το άρθρο θα συνθέσει μια περιεκτική σημείωση για την αναπαράσταση Howard της σημασίας της δομής της γλυκόζης.

Υδατάνθρακες

Οι υδατάνθρακες είναι ενώσεις που βρίσκονται ευρέως σε οργανικές ουσίες. τα φυτά παράγουν κυρίως υδατάνθρακες. Η ζάχαρη (ζάχαρη από ζαχαροκάλαμο), η γλυκόζη και το άμυλο είναι κοινά παραδείγματα υδατανθράκων. Αποτελούν επίσης μια μεγάλη ομάδα οργανικών ενώσεων. Οι περισσότερες από τις ενώσεις υδατανθράκων ακολουθούν τον ακόλουθο γενικό τύπο,

Cx (H2O)y 

Στα πρώτα χρόνια, οι υδατάνθρακες θεωρούνταν ένυδρες ενώσεις άνθρακα. εξ ου και η ονομασία υδατάνθρακας τους δόθηκε. Όμως, αυτός ο τύπος μπορεί επίσης να δώσει ονοματολογία για ενώσεις χωρίς υδατάνθρακες. Για παράδειγμα, το οξικό οξύ (CH3COOH) ακολουθεί επίσης αυτόν τον τύπο, C2.(H2O)2, αλλά είναι οξύ.

Οι υδατάνθρακες μπορούν να οριστούν ως ενεργές πολυυδροξυαλδεΰδες ή κετόνες με βάση τη χημική τους σύνθεση και τις συγκεντρώσεις τους. Μερικοί από τους υδατάνθρακες ονομάζονται σάκχαρα και ονομάζονται γλυκόζη.

Προβολή Δομής Ενώσεων

Κατά τη μελέτη των χημικών και βιοχημικών ενώσεων και της δομής τους, συχνά βλέπουμε πολλές διαφορετικές μεθόδους για την παρουσίαση των μορίων και της χημικής τους δομής σε τρεις διαστάσεις. Ωστόσο, οι περισσότεροι οργανικοί χημικοί προτιμούν να χρησιμοποιούν τη μέθοδο διακεκομμένης/συμπαγούς σφήνας για να δείξουν στερεοχημεία. άλλοι επιστήμονες χρησιμοποιούν συχνά μεθόδους που ονομάζονται προβολές Fischer και προβολές Haworth για να αναπαραστήσουν και να συγκρίνουν τη δομή των μορίων σακχάρου.

Οι προβολές Fischer δείχνουν μόρια σακχάρου σε μορφή ανοιχτής αλυσίδας.

1. Σε μια προβολή Fischer, τα άτομα άνθρακα των μορίων σακχάρου συνδέονται κάθετα και αντιπροσωπεύονται από συμπαγείς γραμμές.
2. Στην προβολή Fischer, οι δεσμοί άνθρακα και οξυγόνου και άνθρακα και υδρογόνου εμφανίζονται οριζόντια.
3. Η αναπαράσταση Fischer ακολουθεί αυτόν τον κανόνα,

"Οι κάθετοι δεσμοί δείχνουν στο επίπεδο της σελίδας, ενώ οι οριζόντιοι δεσμοί δείχνουν έξω από τη σελίδα."

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει την προβολή Fischer για μια δομή ένωσης σακχάρου,

Προβολή Haworth

Η αναπαράσταση Haworth ή η προβολή Haworth είναι ένας κοινός τρόπος γραφής και αναπαράστασης χημικών ενώσεων. Αυτή η προβολή βοηθά στην κατανόηση της κυκλικής δομής διαφόρων ενώσεων. Αυτή η μέθοδος αναπαράστασης της δομής των μορίων δίνει μια τρισδιάστατη προοπτική στη δομή και τη σύνθεση των μορίων.

Η αναπαράσταση Haworth ή η προβολή Haworth των μορίων δομής χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Βρετανό χημικό Norman Haworth. Τα παρακάτω είναι τα χαρακτηριστικά της προβολής Haworth για διαφορετικά μόρια,

• Ο άνθρακας είναι το πιο κοινό άτομο που βρίσκεται γενικά σε όλες τις οργανικές ενώσεις. Τα άτομα άνθρακα αντιπροσωπεύονται με μαθηματικούς όρους. Για παράδειγμα, ένα άτομο άνθρακα μπορεί να αριθμηθεί σε μια προβολή Haworth. Ο άνθρακας 1 στην παράσταση είναι γνωστός ως ανωμερής άνθρακας.
• Τα άτομα υδρογόνου στον άνθρακα είναι επίσης κοινά. Όπως ο άνθρακας, το υδρογόνο βρίσκεται ευρέως στη φύση. Τα επιπλέον άτομα υδρογόνου συνήθως δεν απεικονίζονται στην αναπαράσταση της μοριακής δομής του Haworth.
• Μια παχύτερη γραμμή στο διάγραμμα αναπαράστασης υποδεικνύει άτομα πιο κοντά στον παρατηρητή.
• Η ομάδα στοιχείων κάτω από το επίπεδο του δακτυλίου στην παράσταση Haworth αντιστοιχεί στη δεξιά πλευρά της προβολής Fischer. Ωστόσο, αυτός ο κανόνας μπορεί να μην ισχύει πάντα ανάλογα με τη χημική σύνθεση του μορίου του σακχάρου.

Αναπαράσταση της δομής της γλυκόζης Haworth

Τα ακόλουθα βήματα πρέπει να ληφθούν υπόψη για τον προσδιορισμό του τύπου Haworth για την αναπαράσταση της δομής της γλυκόζης Haworth. Σκεφτείτε μια ένωση D-Glucose,

Βήμα 1. Σχεδιάστε μια προβολή Fischer για D-γλυκόζη (ακυκλική),

Βήμα 2. Αριθμήστε τους άνθρακες,

Βήμα 3. Συνδέστε το άτομο οξυγόνου στο C-5 από το C-1 χρησιμοποιώντας έναν απλό δεσμό. θα δημιουργήσει μια δομή δακτυλίου πυρανόζης,

Σύμφωνα με τον κανόνα της προβολής Fischer, το C-1 βρίσκεται πίσω από το επίπεδο του χαρτιού και το C-5 είναι μπροστά. Για να είναι επίπεδος ο δακτύλιος πυρανόζης, τόσο το C-1 όσο και το C-5 πρέπει να βρίσκονται πίσω ή μπροστά από το επίπεδο.

Βήμα 4. Περιστρέψτε την προβολή του Fischer προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού 

Βήμα 5. Σχεδιάστε ξανά την αλυσίδα άνθρακα κατά μήκος της οριζόντιας γραμμής,

Βήμα 6. Προσθέστε τις ενώσεις από C-2 σε C-5,

Βήμα 7. Αφαιρέστε τα άτομα υδρογόνου και οξυγόνου από τα C-1 και C-5,

Βήμα 8. Προσθέστε τους υπόλοιπους δεσμούς στο C-1

Βήμα 9. Προσθέστε ένα άτομο υδρογόνου με τον δεσμό στο C-1,

Βήμα 10. Αντικαταστήστε το άτομο υδρογόνου και την ομάδα υδροξυλίου στο C-1,

Τα βήματα 9 και 10 δίνουν την αναπαράσταση Haworth της δομής της γλυκόζης για την D-γλυκόζη.

Συμπέρασμα

Οι υδατάνθρακες είναι τα πιο ευρέως διαδεδομένα στοιχεία στη φύση. Η γλυκόζη, ειδικότερα, είναι ένα πολύ κοινό παράδειγμα υδατανθράκων. βρίσκεται κυρίως σε φυτά και οργανικές ουσίες. Οι προβολές Fischer και Haward ή μέθοδος αναπαράστασης είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι προβολής της μοριακής δομής των χημικών ενώσεων. Η αναπαράσταση Haworth της δομής της γλυκόζης είναι σημαντική για την κατανόηση της ευθυγράμμισης και του προσανατολισμού των ενώσεων γλυκόζης. Το άρθρο παρέχει μια ενδεικτική περιγραφή της αναπαράστασης Haward παραδειγμάτων δομής γλυκόζης, κατανοώντας τη δομή για τις ενώσεις D-γλυκόζης.