6.3 Chirality, D/L 与 stereoisomers

返回总讲义：CHEM10712 slides 知识点整理与讲解
知识点索引：CHEM10712 知识点索引
上级章节：6. 糖：monosaccharides、rings、glycosidic bonds 与 reducing sugars
导航：上一节：6.2 Monosaccharide classification；下一节：6.4 Ring formation, Haworth, anomers

详细内容

糖有多个 chiral centres，因此 stereoisomers 很多。

课件公式：

n-carbon ketoses 有 2^(n-3) 个 stereoisomers。
n-carbon aldoses 有 2^(n-2) 个 stereoisomers。

D/L 判断：

看离 carbonyl 最远的 chiral centre。
与 D-glyceraldehyde 绝对构型相同的是 D sugar，反之是 L sugar。

生物中 D sugars 比 L sugars 丰富；这与蛋白中 L-amino acids 丰富相呼应。

Epimers：

只在一个 chiral carbon 上构型不同的 diastereomers。
例如 glucose 与 mannose 是常见 epimer 关系。

深入讲解

糖的 stereochemistry 比氨基酸更复杂，因为一个 sugar 往往有多个 chiral centres。n-carbon aldose 的 stereoisomer 数为 2^(n-2)，ketose 为 2^(n-3)，原因是 carbonyl carbon 不手性，末端 CH2OH 也不手性，ketose 还多一个非手性 carbonyl-adjacent position。

D/L 由离 carbonyl 最远的 chiral centre 决定，不表示旋光方向正负。epimers 是只在一个 chiral centre 不同的 diastereomers，这对生物识别很重要，因为 enzymes 和 transporters 往往能区分一个 OH 的空间方向差异。

原文小点逐条解释

原文小点： n-carbon ketoses 有 2^(n-3) 个 stereoisomers。
- 讲解： 这个小点属于糖的 stereochemistry；要联系 chiral centres、D/L definition、epimers 和 stereoisomer 数量。
原文小点： n-carbon aldoses 有 2^(n-2) 个 stereoisomers。
- 讲解： 这个小点属于糖的 stereochemistry；要联系 chiral centres、D/L definition、epimers 和 stereoisomer 数量。
原文小点： 看离 carbonyl 最远的 chiral centre。
- 讲解： 这个小点属于糖的 stereochemistry；要联系 chiral centres、D/L definition、epimers 和 stereoisomer 数量。
原文小点： 与 D-glyceraldehyde 绝对构型相同的是 D sugar，反之是 L sugar。
- 讲解： 这个小点属于糖的 stereochemistry；要联系 chiral centres、D/L definition、epimers 和 stereoisomer 数量。
原文小点： 只在一个 chiral carbon 上构型不同的 diastereomers。
- 讲解： 这个小点属于糖的 stereochemistry；要联系 chiral centres、D/L definition、epimers 和 stereoisomer 数量。
原文小点： 例如 glucose 与 mannose 是常见 epimer 关系。
- 讲解： 这个小点属于糖的 stereochemistry；要联系 chiral centres、D/L definition、epimers 和 stereoisomer 数量。

做题和复习时怎么用

不要把 D/L 与 +/− optical rotation 混淆。题目问 epimer 时要指出具体不同的 carbon，例如 glucose 和 mannose 在 C2 不同。

常见误区

不编号碳就判断 alpha/beta 或 glycosidic linkage。
把 D/L 与旋光正负混淆。