Mutarrotación
A mutarrotación é o cambio na rotación óptica dunha disolución debida á interconversión entre dous epímeros ata chegar ao equilibrio entre as dúas formas. Presentan mutarrotación os azucres cíclicos (piranosas e furanosas), que posúen isómeros anoméricos α e β que se poden interconverter (anomerización).[1] A rotación óptica da disolución depende da rotación óptica de cada anómero e a súa proporción na disolución.
A mutarrotación foi descuberta polo químico francés Augustin-Pierre Dubrunfaut en 1846, ao se decatar de que a rotación específica de azucres en disolución acuosa cambiaba co tempo.[2][3]
Medida do cambio da rotación óptica editar
Para medir a rotación óptica dun azucre en disolución faise pasar a través da disoución luz polarizada. A onda electromagnética deste tipo de luz vibra nun só plano (a luz normal vibra en infinitos planos) e pode medirse o grao de inclinación de dito plano cun aparello chamado polarímetro. Ao pasar a luz polarizada pola disolución a inclinación do seu plano de vibración cambiará e mídese os graos que cambiou e se o fixo cara á esquerda (ponse signo -) ou cara á dereita (ponse signo +). Por exemplo, o azucre de mesa sacarosa, un disacárido, ten un poder rotatorio específico de +66,5, é dicir, desvía o plano da luz á dereita 66,5º.
Os anómeros α e β dos azucres son diastereoisómeros que normalmente teñen diferente rotación específica. Unha disolución do anómero α puro fará rotar o plano da luz polarizada un certo número de graos, que non coincidirá coa desviación observada no anómero β. Pode ser ademais que os dous anómeros desvíen para distinto lado (un á esquerda e outro á dereita) ou para o mesmo (pero distinto número de graos). Se na disolución hai unha mestura dos dous anómeros, a rotación óptica da disolución depende da rotación óptica de cada anómero e da súa proporción na disolución. Non obstante, a rotación óptica das disolución de azucres con isómeros α e β varía co tempo, o que constitúe o fenómeno da mutarrotación.
Por exemplo, unha disolución acuosa de β-D-glicopiranosa pura ten unha rotación óptica específica de +18,7. Porén, co paso do tempo, algunhas das moléculas de β-D-glicopiranosa convértense espontaneamente en α-D-glicopiranosa (cuxa rotación óptica en estado puro é de +112,2). Como resultado, a rotación óptica da mestura das formas α e β en disolución vai aumentando conforme aumenta a conversión e se forman máis formas α, desde o +18,7 inicial ata chegar a estabilizarse nun valor no equilibrio de +52,7[4][5] A mestura en equilibrio ten un 64% def β-D-glicopiranosa e un 36% de α-D-glicopiranosa, aínda que hai tamén trazas pouco significativas doutras formas como furanosas e formas de cadea liñal.[6] Se empezamos o experimento cunha disolución pura da forma α, unha parte das moléculas hanse converter na forma β e ao final chegarase a un valor de rotación óptica no equilibrio igual ao de antes, +52,7.
Como cada substancia ten unha rotación óptica característica, coñecendo esta, pode utilizarse un polarímetro para medir a rotación óptica dunha mostra e calcular a proporción de anómeros presentes. Pode monitorizarse a mutarrotación ao longo do tempo ou determinarse a mestura no equilibrio observando como cambia a rotación óptica.
Mecanismo de reacción editar
Notas editar
- ↑ IUPAC Gold Book mutarotation
- ↑ Derek Horton (2008). "The Development of Carbohydrate Chemistry and Biology". Carbohydrate Chemistry, Biology and Medical Applications: 1–28. doi:10.1016/B978-0-08-054816-6.00001-X.
- ↑ Augustin-Pierre Dubrunfaut—An early sugar chemist. Hewitt G. Fletcher, J. Chem. Educ., 1940, 17 (4), p 153, DOI: 10.1021/ed017p153
- ↑ Lehninger A. Principios de Bioquímica (1988). Omega. Páxina 282. ISBN 84-282-0738-0
- ↑ J. Macarulla, F. Goñi. Biomoléculas. Reverté. Páxina 32. ISBN 84-291-7328-5
- ↑ Francis Carey (2000). McGraw-Hill Higher Education Press, ed. Organic Chemistry (4th ed.).