Chimica organica/Carboidrati: differenze tra le versioni

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=== Struttura lineare - struttura ciclica ===
{|{{Tabella_Ch_Org}} align="right"
!{{Col2_Ch_Org}}| Da catena aperta ad anello a 6 termini (piranosico) del D-Glucosio
|{{Col1_Ch_Org}}| [[image:Glucose_Fisher_to_Haworth.gif|100px|Animazione della stessa reazione]]
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|[[image:Glucose-Fisher-to-Haworth.png|600px|Da catena aperta ad anello a 6 termini (piranosico) del D-Glucosio]]
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La presenza negli zuccheri di un gruppo carbonilico e di gruppi idrossilici rende possibile una addizione nucleofila dei secondi sul primo, che comporta la chiusura ad anello della molecola. Tale reazione '''non richiede catalisi acida''' per avvenire in modo quantitativamente cospicuo. In questo differisce profondamente dalla addizione nucleofila di un alcol ad una aldeide, descritta in [[Chimica organica/Attacco nucleofilo ai gruppi carbonilico e carbossilico#Aldeidi e chetoni: addizione nucleofila di un alcol| questa]] pagina. Questa differenza può essere intepretata osservando separatamente i contributi '''entropico''' ed '''entalpico''' alla reazione.
* L'addizione nucleofila è intramolecolare nel caso degli zuccheri, intermolecolare nel caso dell'addizione di un alcol ad una aldeide. Nel primo caso da una molecola se ne ottiente una, e dunque il contributo entropico è pari a zero, nel secondo caso da due molecole se ne ottiene una, e dunque il contributo entropico è sfavorevole.
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Questa reazione riveste un ruolo così importante nella chimica degli zuccheri che risulta opportuno seguirla passo-passo, prendendo ad esempio il glucosio, ed in particolare il suo gruppo carbonilico e l'OH legato al carbonio 4.
{|{{Tabella_Ch_Org}}
!{{Col2_Ch_Org}}| Da catena aperta ad anello a 6 termini (piranosico) del D-Glucosio
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|[[image:Glucose-Fisher-to-Haworth.png|600px|Da catena aperta ad anello a 6 termini (piranosico) del D-Glucosio]]
|}
 
{|{{Tabella_Ch_Org}} align="right"
*'''Passo 1''': Spesso disegnare la molecola in modo opportuno rappresenta una fonte di difficoltà. Può aiutare a tal fine notare come l'emiacetale possa assumere due conformazioni a sedia, una delle quali risulta molto più stabile dell'altra, come vedremo tra breve. La rotazione di 90 gradi in senso orario della molecola a catena aperta predispone alla disegno della conformazione a sedia più stabile ed è pertanto da preferire.
*'''Passi 3-6''': I passaggi 3-6 servono solo ad avvicinare il cabonio carbonilico all'OH giusto.
*'''Passo 6''':Il passaggio che conta è il sesto. Poiché il carbonio del gruppo carbonilico è ibridato sp<sup>2</sup>, i gruppi cui è legato identificano un piano. L'OH può attaccare il carbonio carbonilico sia da sopra che da sotto rispetto ad esso. Poiché il carbonio al termine dell'attacco è ibridato sp<sup>3</sup>, questo da origine a due diastereomeri. La lettera '''α''' identifica quello originato dall'attacco dall'alto (così che il nuovo gruppo OH si trovi in basso). La lettera '''β''' identifica l'altro diastereomero. L'anello che si forma è a 6 termini (5 carboni ed un ossigeno) e viene deinito '''piranosico''', per la somiglianza alla molecola del pirano.
 
{|{{Tabella_Ch_Org}}
!{{Col1_Ch_Org}}| β-D-glucopiranosio
!{{Col2_Ch_Org}}| α-D-glucopiranosio
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|[[image:Alpha-D-Glucopyranose.svg|80px|center|α-D-glucopiranosio]]
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*'''Passo 1''': Spesso disegnare la molecola in modo opportuno rappresenta una fonte di difficoltà. Può aiutare a tal fine notare come l'emiacetale possa assumere due conformazioni a sedia, una delle quali risulta molto più stabile dell'altra, come vedremo tra breve. La rotazione di 90 gradi in senso orario della molecola a catena aperta predispone alla disegno della conformazione a sedia più stabile ed è pertanto da preferire.
*'''Passi 3-6''': I passaggi 3-6 servono solo ad avvicinare il cabonio carbonilico all'OH giusto.
*'''Passo 6''':Il passaggio che conta è il sesto. Poiché il carbonio del gruppo carbonilico è ibridato sp<sup>2</sup>, i gruppi cui è legato identificano un piano. L'OH può attaccare il carbonio carbonilico sia da sopra che da sotto rispetto ad esso. Poiché il carbonio al termine dell'attacco è ibridato sp<sup>3</sup>, questo da origine a due diastereomeri. La lettera '''α''' identifica quello originato dall'attacco dall'alto (così che il nuovo gruppo OH si trovi in basso). La lettera '''β''' identifica l'altro diastereomero. L'anello che si forma è a 6 termini (5 carboni ed un ossigeno) e viene deinito '''piranosico''', per la somiglianza alla molecola del pirano.
 
I diastereomeri degli zuccheri che differiscono per la chiralità del carbonio emiacetalico o emichetalico, sono definiti '''anomeri'''. Ad essi ci si riferisce anche col termine di '''epimeri''', poiché differiscono per la chiralità di uno di molti centri chirali.<br />