Номер 45, страница 165 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

5.45. По следующим проекциям Фишера альдогексоз и их производных нарисуйте проекции Хеуорса для соответствующих $\mathrm{\alpha }$-D-пиранозных форм:

Решение

Для перевода проекции Фишера в проекцию Хеуорса для D-альдогексоз в пиранозной форме используется следующий алгоритм. Во-первых, циклизация происходит за счет взаимодействия альдегидной группы ($C1$) и гидроксильной группы у пятого атома углерода ($C5$), образуя шестичленный пиранозный цикл с атомом кислорода. Во-вторых, для D-сахаров (гидроксильная группа у $C5$ в проекции Фишера находится справа) терминальная группа -$CH_2OH$ ($C6$) в проекции Хеуорса располагается над плоскостью кольца (вверх). В-третьих, заместители (гидроксильные группы или другие), которые в проекции Фишера находятся справа, в проекции Хеуорса располагаются под плоскостью кольца (вниз), а те, что слева — над плоскостью кольца (вверх). Наконец, образуется новый хиральный центр — аномерный атом углерода ($C1$). В задании требуется построить $\alpha$-форму. Для $\alpha$-D-аномеров гликозидная гидроксильная группа у $C1$ находится с противоположной стороны от группы -$CH_2OH$, т.е. под плоскостью кольца (вниз).

а) В проекции Фишера представлена D-гулоза. Конфигурация хиральных центров: C2-OH справа, C3-OH слева, C4-OH слева, C5-OH справа (что соответствует D-ряду).
Для построения проекции Хеуорса $\alpha$-D-гулопиранозы применяем указанные правила:
- У C1 (аномерный атом) гидроксильная группа в $\alpha$-D-форме направлена вниз.
- У C2 гидроксильная группа (справа в проекции Фишера) направлена вниз.
- У C3 гидроксильная группа (слева в проекции Фишера) направлена вверх.
- У C4 гидроксильная группа (слева в проекции Фишера) направлена вверх.
- У C5 группа -$CH_2OH$ (для D-сахара) направлена вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для $\alpha$-D-гулопиранозы представляет собой шестичленное пиранозное кольцо, в котором заместители расположены следующим образом:
C1: -OH вниз, -H вверх
C2: -OH вниз, -H вверх
C3: -OH вверх, -H вниз
C4: -OH вверх, -H вниз
C5: -$CH_2OH$ вверх, -H вниз

б) В проекции Фишера представлена L-идоза (гидроксильная группа у C5 находится слева). Задание требует нарисовать соответствующую $\alpha$-D-пиранозную форму. Для этого необходимо сначала перейти к энантиомеру — D-идозе, инвертировав конфигурации всех хиральных центров L-идозы.
Проекция Фишера для D-идозы: C2-OH слева, C3-OH справа, C4-OH справа, C5-OH справа.
Теперь строим проекцию Хеуорса для $\alpha$-D-идопиранозы:
- У C1 аномерная -OH группа направлена вниз.
- У C2 гидроксильная группа (слева) направлена вверх.
- У C3 гидроксильная группа (справа) направлена вниз.
- У C4 гидроксильная группа (справа) направлена вниз.
- У C5 группа -$CH_2OH$ направлена вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для $\alpha$-D-идопиранозы представляет собой шестичленное пиранозное кольцо, в котором заместители расположены следующим образом:
C1: -OH вниз, -H вверх
C2: -OH вверх, -H вниз
C3: -OH вниз, -H вверх
C4: -OH вниз, -H вверх
C5: -$CH_2OH$ вверх, -H вниз

в) Представлена проекция Фишера для 2-дезокси-D-глюкозы (или 2-дезокси-D-арабино-гексозы). Это D-сахар (-OH у C5 справа), у которого у второго атома углерода гидроксильная группа заменена на атом водорода.
Конфигурация: C3-OH слева, C4-OH справа.
Строим проекцию Хеуорса для $\alpha$-формы:
- У C1 аномерная -OH группа направлена вниз.
- У C2 находятся два атома водорода.
- У C3 гидроксильная группа (слева) направлена вверх.
- У C4 гидроксильная группа (справа) направлена вниз.
- У C5 группа -$CH_2OH$ направлена вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для $\alpha$-2-дезокси-D-глюкопиранозы представляет собой шестичленное пиранозное кольцо, в котором заместители расположены следующим образом:
C1: -OH вниз, -H вверх
C2: -H вниз, -H вверх
C3: -OH вверх, -H вниз
C4: -OH вниз, -H вверх
C5: -$CH_2OH$ вверх, -H вниз

г) Представлена проекция Фишера для 2-амино-2-дезокси-D-аллозы. Это D-сахар (-OH у C5 справа), у которого у второго атома углерода гидроксильная группа заменена на аминогруппу (-$NH_2$).
Конфигурация: C2-$NH_2$ справа, C3-OH справа, C4-OH справа.
Строим проекцию Хеуорса для $\alpha$-формы:
- У C1 аномерная -OH группа направлена вниз.
- У C2 аминогруппа -$NH_2$ (справа) направлена вниз.
- У C3 гидроксильная группа (справа) направлена вниз.
- У C4 гидроксильная группа (справа) направлена вниз.
- У C5 группа -$CH_2OH$ направлена вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для $\alpha$-2-амино-2-дезокси-D-аллопиранозы представляет собой шестичленное пиранозное кольцо, в котором заместители расположены следующим образом:
C1: -OH вниз, -H вверх
C2: -$NH_2$ вниз, -H вверх
C3: -OH вниз, -H вверх
C4: -OH вниз, -H вверх
C5: -$CH_2OH$ вверх, -H вниз

д) Представлена проекция Фишера для производного D-гексозы: 2,4-дидезокси-4-метил-D-ксило-гексозы. Это D-сахар (-OH у C5 справа) со следующими модификациями: C2 – дезокси-положение, у C4 гидроксильная группа заменена на метильную группу (-$CH_3$).
Конфигурация: C3-OH слева, C4-$CH_3$ справа.
Строим проекцию Хеуорса для $\alpha$-формы:
- У C1 аномерная -OH группа направлена вниз.
- У C2 находятся два атома водорода.
- У C3 гидроксильная группа (слева) направлена вверх.
- У C4 метильная группа (справа) направлена вниз.
- У C5 группа -$CH_2OH$ направлена вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для $\alpha$-2,4-дидезокси-4-метил-D-ксило-гексопиранозы представляет собой шестичленное пиранозное кольцо, в котором заместители расположены следующим образом:
C1: -OH вниз, -H вверх
C2: -H вниз, -H вверх
C3: -OH вверх, -H вниз
C4: -$CH_3$ вниз, -H вверх
C5: -$CH_2OH$ вверх, -H вниз