10^{\circ} ) Quais monossacarídeos seriam formados em uma síntese de Kiliani-Fischer a partir dos compostos abaixo?
L-treose

Passo 1

O enunciado pede: a partir de uma síntese de Kiliani–Fischer aplicada ao composto L-treose, quais monossacarídeos (monossacarídeos) serão formados?
Informações relevantes fornecidas: o reagente inicial é L-treose (um aldotetrose). A pergunta é especificamente quais são os produtos monossacarídeos obtidos pela ampliação de cadeia via Kiliani–Fischer.

Passo 2

O que faz a síntese de Kiliani–Fischer (aula rápida, passo a passo)?
  • É um método para aumentar a cadeia de um aldose em exatamente um átomo de carbono, transformando um aldo- n-ose em um aldo- (n+1)-ose.
  • Mecanisticamente, o grupo carbonila aldeído ( C_1) reage com HCN formando um cianohidrina; essa etapa cria um novo centro quiral no carbono que era carbonila. Depois há hidrólise do nitrilo até ácido e redução para dar novamente um aldeído na nova extremidade, resultando em um aldopentose quando partimos de um aldotetrose.
  • Importante: a nova ligação cria um novo centro estereogênico (o carbono que era o aldeído passa a ser um carbono quiral). A reação produz uma mistura racêmica nesse novo centro relativo ao resto da molécula, ou seja, gera os dois epímeros possíveis na posição C_2 do novo açúcar. As demais configurações dos outros carbonos do açúcar são preservadas.

Passo 3

Como isso se aplica especificamente a L-treose (mapeamento de carbonos e estereoquímica)?
  • Numeramos os carbonos de um aldose padrão do topo (aldeído) para baixo: C_1 = aldeído, C_2, C_3,\dots até o último grupo CH_2OH.
  • Ao alongar L-treose (um aldotetrose) por um carbono, obtemos um aldopentose. No produto: o novo C_1 é o carbono adicionado; o antigo C_1 da treose torna-se o C_2 do pentose; os antigos C_2 e C_3 da treose passam a ser C_3 e C_4 do pentose, respectivamente — e as suas configurações absolutas permanecem inalteradas.
  • Conclusão prática: a única posição que muda estereochemicalmente (gera dois isômeros) é C_2 no pentose formado. Os padrões em C_3 e C_4 do pentose vêm diretamente de C_2 e C_3 da treose.

Passo 4

Determinar a configuração de L-treose em termos “OH à direita/esquerda” (isso é importante para identificar os produtos)
  • Treoses são aldotetroses com dois centros quirais ( C_2 e C_3). A designação “threose” indica que os grupos hidroxila em C_2 e C_3 estão em lados opostos no projetor de Fischer.
  • A designação L refere-se ao sentido do último centro quiral ( C_3 em tetroses): em açúcar L, o hidroxila no carbono mais distante do aldeído (aqui C_3) está à esquerda na projeção de Fischer. Portanto, para L-treose temos: o hidroxila em C_3 está à esquerda e, por “threose”, os hidroxilas em C_2 e C_3 estão em lados opostos, logo o hidroxila em C_2 está à direita.
  • Resumo curto e útil (que usaremos): em L-treose, C_2: OH à direita; C_3: OH à esquerda.

Passo 5

Transferir essa informação para os possíveis pentoses produto
  • Após a extensão, os padrões em C_3 e C_4 do pentose são iguais aos padrões em C_2 e C_3 da treose. Assim, no pentose resultante teremos: C_3: OH à direita; C_4: OH à esquerda.
  • Como a reação cria dois epímeros no novo C_2 do pentose, teremos dois aldopentoses que diferem apenas em C_2, ambos compartilhando C_3à direita e C_4à esquerda, e ambos na série L (porque o último carbono continua com OH à esquerda, característica de série L).

Passo 6

Identificar quais aldopentoses têm C_3 à direita e C_4 à esquerda na série L
  • Existem quatro aldopentoses enantioméricas (na série D) que, ao inverter (para L), geram os quatro correspondentes L-aldopentoses: ribose, arabinose, xylose e lyxose. Em termos de padrões ( C_2,C_3,C_4 ) as formas L-xylose e L-lyxose têm C_3 à direita e C_4 à esquerda, diferindo entre si apenas em C_2.
  • Portanto, os dois epímeros obtidos a partir de L-treose pela Kiliani–Fischer são exatamente L-xylose e L-lyxose (são os dois aldopentoses que preservam as configurações de C_3 e C_4 compatíveis com a treose inicial e diferem em C_2).

Passo 7

Resumo didático e dica para a prova (como reconhecer rápido)
  • Regra prática: Kiliani–Fischer aumenta o número de carbonos em 1 e gera os dois epímeros na posição C_2 do pentose. Para identificar quais pentoses aparecem, transfira as posições de OH dos carbonos internos da tetrose ( C_2,C_3) para C_3,C_4 do pentose e ache os aldopentoses (na mesma série D ou L) que têm essas posições iguais.
  • No caso de treoses, a dupla de pentoses resultante costuma ser {xylose, lyxose} (na mesma série que a treose); para erythrose a dupla seria {ribose, arabinose} — decorar esse mapeamento ajuda muito em provas rápidas.

Resposta

L-xylose
L-lyxose

Exercícios relacionados