5ring oder 6ring-Bildung bevorzugt?!

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo liebe Chemie-Freunde,

ich seh gerade mal wieder nicht durch.
Folgendes Problem: in der OC hat man mir beigebracht, dass die Ausbildung von Fünfringen gegenüber der Sechsringbildung bevorzugt ist (Ringspannung usw).

Nun wurde mir aber in der LMC-Vorlesung gesagt, dass bei Zuckern (z.B. Glucose) die Sechsringbildung bevorzugt ist.

Was denn nun? Bilden Zucker für diese „5Ring-Regel“ ne Ausnahme? Oder hab ich mich schlichtweg verhört? (Falls letzteres der Fall sein sollte: warum kommt dann Glc idR als 6Ring vor?)

Bin verwirrt, schreibe Montag ne Klausur und hab keine Zeit, die Assistentin zu fragen, die das mit den Zuckern erzählt hat, bin daher auf euer Wissen angewiesen!

Vielen Dank für eure Hilfe,
Queeny87

#2

Moin,

Folgendes Problem: in der OC hat man mir beigebracht, dass die
Ausbildung von Fünfringen gegenüber der Sechsringbildung
bevorzugt ist (Ringspannung usw).

soweit so richtig.

Nun wurde mir aber in der LMC-Vorlesung gesagt, dass bei
Zuckern (z.B. Glucose) die Sechsringbildung bevorzugt ist.

Auch hier, soweit so richtig.

Aber:
Für welche Ringe gilt die obrige Regel und aus welchen Elementen ist der Zuckerring aufgebaut?

Und wenn es Unterschiede gibt, was bewirken sie?

Gandalf

#3

Moin,

Folgendes Problem: in der OC hat man mir beigebracht, dass die
Ausbildung von Fünfringen gegenüber der Sechsringbildung
bevorzugt ist (Ringspannung usw).

soweit so richtig.

Hmmm, wäre mir neu, zumindest was die OC betrifft, ohne was vorwegzunehmen, diskutieren wir das später :wink:

Was die Deine Frage angeht, Queeny:
Welche Möglichkeiten kennst Du, einen Zucker zu zeichnen?

#4

Hallo,

Aber:
Für welche Ringe gilt die obrige Regel und aus welchen
Elementen ist der Zuckerring aufgebaut?

o.g. Regel gilt demnach vermutlich nur für Kohlenstoff-Cyclen - im Zuckerring ist noch Sauerstoff mit drin

Und wenn es Unterschiede gibt, was bewirken sie?

Die Unterschiede bewirken demnach, dass bei Heterocyclen die 6ringbildung bevorzugt wird?!
Sauerstoff ist mit seinen 2 freien Elektronenpaaren ja recht groß, daher wird in nem 5ring vermutlich „nicht genug Platz“ sein (sterische Abstoßung?)…
aber warum kommt dann Fructose idR als 5ring vor?

Gruß, Queeny87

#5

Moin,

o.g. Regel gilt demnach vermutlich nur für Kohlenstoff-Cyclen

  • im Zuckerring ist noch Sauerstoff mit drin

volle Punktzahl :wink:

Sauerstoff ist mit seinen 2 freien Elektronenpaaren ja recht
groß, daher wird in nem 5ring vermutlich „nicht genug Platz“
sein (sterische Abstoßung?)…

Nicht ganz. Schau Dir mal die Bindungswinkel des Kohlenstoffs an (idealerweise ein Tetraederwinkel) und den von Sauerstoff.

aber warum kommt dann Fructose idR als 5ring vor?

Der energetische Unterschied zwischen Fünf- und Sechsringen ist nicht besonders groß, manchmal spielen andere Faktoren wie die Sterik und Substitutionsmuster eine größere Rolle.

Gandalf

#6

Moin,

Hmmm, wäre mir neu, zumindest was die OC betrifft, ohne was
vorwegzunehmen, diskutieren wir das später :wink:

schtümmt!
Asche auf mein Haupt. Die Baeyer-Spannung ist bei Sechsringen null. Da hatte ich was falschen im Hirn.
Bin ja schon ein paar Jahre länger aus der Hochschule als Du :wink:

Gandalf

#7

Zucker zeichnen - wie meinst du das?
Mitm Stift auf Papier oder mit ChemSketch am PC (sorry, den Kommentar konnte ich mir gerade nicht verkneifen ^^)
Du meinst sicher was für Darstellungsformen?
Fischer-Projektion, Tollens-Projektion, Haworth-Projektion, Ssslkonformation
–> also als Kette oder Ring

#8

Damit hast Du’s ja! Kette oder Ring sind nicht nur Darstellungsformen, es sind auch reale Erscheinungsformen von Zuckern! Wenn Du denn Zucker in der Fischer Projektion hast - welche Ringe soll er dann bilden ausser dem 6-Ring? Eben. Zucker gehören einer ganz speziellen Stoffgruppe an, die Du in der offenkettigen Darstellung gut erkennen kannst. Erkennst Du die Stoffgruppe und die Reaktion zwischen Kette und Ring? Der Wikipedia-Artikel zu ‚Glucose‘ liefert Dir viele Stichworte dazu. Beachte auch die Biosynthese von Glucose im Calvin-Zyklus, wenn Du wissen möchtest, *warum* Zucker so aufgebaut sind …

#9

Hurra, da hat einer gesagt, ich sei JUNG!!! owT

#10

Nicht ganz. Schau Dir mal die Bindungswinkel des Kohlenstoffs
an (idealerweise ein Tetraederwinkel) und den von Sauerstoff.

Bindungswinkel im Kohlenstoff (sp³-hybridisiert): 109,5°
Sauerstoff 120°
–> liegt also an den Bindungswinkeln, dass die 6ringbildung bevorzugt wird

Danke & Gruß,
Queeny87

#11

Nenene, ich habe nur gesagt, daß ich älter bin als Du!
:wink:

#12

Damit hast Du’s ja! Kette oder Ring sind nicht nur
Darstellungsformen, es sind auch reale Erscheinungsformen von
Zuckern! Wenn Du denn Zucker in der Fischer Projektion hast -
welche Ringe soll er dann bilden ausser dem 6-Ring? Eben.

aber die Kettenform wird doch nur zu ganz geringen Teilen ausgebildet? Glucose in Wasser als Kette zu 0,003%

Zucker gehören einer ganz speziellen Stoffgruppe an, die Du in
der offenkettigen Darstellung gut erkennen kannst. Erkennst Du
die Stoffgruppe und die Reaktion zwischen Kette und Ring?

Zucker = Aldose (z.B. Glucose) bzw Ketose (Fructose)
Reaktion von Kette zu Ring = Halbacetalbildung

kann man also verallgemeinert sagen, dass die Aldosen 6Ringe und die Ketosen 5Ringe ausbilden?

#13

Ja, schon nur 0.00wdtw Prozent. Aber die OH-Gruppe muss nicht erst in der ganzen Lösung nach allenfalls vorhandenen Aldehyden suchen, sondern hat gleich eins in ihrer Nähe - Die Inversion von Zuckern ist trotz der geringen Konzentration des Intermediats praktisch relevant und spektroskopisch gut zu erkennen. Das nur zu Deiner Information, denn darum geht’s ja bei Deiner Frage gar nicht …
Wenn zwischen Aldehydgruppe und endständiger Hydroxygruppe drei C-Atome sind, gibt’s einen Fünfring (Vierring wäre etwas zu verwegen:wink: ), bei vier gibt’s einen Sechsringe (endständig + Ringspannung), bei fünf entstehen Siebenringe (da endständig. Nebenprodukt im Gleichgewicht: Sechsringe wegen Ringspannung). Die weiteren Ringgrössen sind aus den Gründen, die Du mit Gandalf besprochen hast, stark benachteiligt. Bei mehr als fünf bringt die Zugänglichkeit der OH-Gruppe keinen Mehr-Vorteil mehr und es würden wegen der Ringspannung entsprechende 5/6/7-Ringe entstehen.