12.2: Огляд кислотності в α-вуглецю

Last updated
Save as PDF

Page ID: 20887

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Давайте розглянемо, що ми дізналися в розділі 7.6 про кислотність протона на а-вуглеці та структуру відповідної кон'югатної основи - іона енолата. Пам'ятайте, що цю кислотність можна пояснити тим, що негативний заряд на основі кон'югату енолата делокалізується резонансом як до\(\alpha\) -вуглецю, так і до карбонільного кисню.

\(\alpha\)-вуглець на енолаті\(sp^2\) -гібридизований з тригональною плоскою геометрією, як і атоми карбонільного вуглецю та кисню (зараз був би хороший час повернутися до розділу 2.1, розділ 2.2 та розділу 2.3, щоб переглянути, якщо необхідно, геометрію p-зв'язку в сполучених системах). \(pK_a\)типового а-протона у водному розчині приблизно 18-20: кислий, але тільки слабо так. Нагадаємо з розділу 7.8, однак, що ефективність\(pK_a\) функціональної групи на молекулі, пов'язаної з ферментами, може бути різко змінена «мікросередовищем» активної ділянки. Для того, щоб знизити\(\alpha\) -протон, фермент, що каталізує реакцію, яка починається з етапу абстрагування а-протона, повинен додатково стабілізувати негативний заряд, який розвивається на атомі кисню (енолатної) основи кон'югату.\(pK_a\) Різні ферменти розробили різні стратегії для виконання цього завдання: в деяких випадках катіон металу (часто\(Zn^{+2}\)) пов'язаний в активній ділянці, щоб забезпечити стабілізуючу іонно-іонну взаємодію. В інших випадках стабілізація забезпечується протонодонорської групою, розташованої поблизу кисню. Як третя можливість, активна архітектура сайту іноді забезпечує одну або кілька стабілізуючих донорських груп водневих зв'язків.

У більшості ілюстрацій механізму в цій главі, де зображений проміжний проміжний проміжок енолата, стабілізуючі іони металів або взаємодії водневих зв'язків не будуть явно намальовані, заради наочності. Однак всякий раз, коли ви бачите енолатний проміжний продукт у реакції, що каталізується ферментом, ви повинні пам'ятати, що всередині активного сайту відбуваються стабілізуючі взаємодії.