3.9: Proyecciones de Fischer y Haworth

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Al leer la literatura química y bioquímica, es probable que encuentre varias convenciones diferentes para dibujar moléculas en tres dimensiones, dependiendo del contexto de la discusión. Mientras que los químicos orgánicos prefieren usar la convención de cuña disecada/sólida para mostrar estereoquímica, los bioquímicos suelen utilizar dibujos llamados proyecciones Fischer y proyecciones Haworth para discutir y comparar la estructura de las moléculas de azúcar.

Las proyecciones de Fisher muestran azúcares en su forma de cadena abierta. En una proyección Fischer, los átomos de carbono de una molécula de azúcar están conectados verticalmente por líneas continuas, mientras que los enlaces carbono-oxígeno y carbono-hidrógeno se muestran horizontalmente. La información estereoquímica es transportada por una regla simple: los enlaces verticales apuntan hacia el plano de la página, mientras que los enlaces horizontales apuntan hacia fuera de la página.

Molécula izquierda: Carbono con cuatro átomos; uno (verde) apuntando hacia arriba, dos (rojo) a la derecha, tres (azul) apuntando hacia abajo y cuatro (negro) a la izquierda. Molécula media: La misma molécula pero los átomos 1 y 3 están en guiones y los átomos 2 y 4 están en cuñas. Molécula derecha: misma molécula pero angulada.

A continuación se presentan dos representaciones diferentes de (R) -gliceraldehído, la molécula de azúcar más pequeña (también llamada D-gliceraldehído en la nomenclatura estereoquímica utilizada para los azúcares):

(R) -gliceraldehído en una proyección Fischer y en zigzag con estereoquímica.

A continuación se presentan tres representaciones de la forma de cadena abierta de D-glucosa: en la proyección Fischer convencional (A), en la variación de “estructura lineal” de la proyección Fischer en la que no se muestran carbonos e hidrógenos (B), y finalmente en el estilo 'zigzag' (C) que es preferido por los químicos orgánicos.

Se debe tener cuidado al 'traducir' las estructuras de proyección Fischer en formato 'zigzag' — es fácil equivocarse en la estereoquímica. Probablemente la mejor manera de hacer una traducción es simplemente asignar configuraciones R/S a cada estereocentro, y proceder de ahí. Al decidir si un estereocentro en una proyección Fischer es R o S, date cuenta de que el hidrógeno, en un enlace horizontal, está apuntando hacia ti; por lo tanto, un círculo en sentido antihorario significa R, y un círculo en sentido horario significa S (lo contrario de cuando el hidrógeno está apuntando lejos de ti).

Las proyecciones Fischer son útiles cuando se observan muchas estructuras de azúcar diastereoméricas diferentes, ya que el ojo puede detectar rápidamente las diferencias estereoquímicas según si un grupo hidroxilo está en el lado izquierdo o derecho de la estructura.

De izquierda a derecha: D-ribosa (todos los grupos hidroxilo a la derecha), D-arabinosa (un grupo hidroxilo a la izquierda y tres a la derecha), D-xilosa (un grupo hidroxilo a la izquierda y tres a la derecha), D-loxosa (dos grupos hidroxilo a la izquierda y dos a la derecha).

Ejercicio 3.24

Dibuje estructuras 'zigzag' (usando la convención de cuña sólido/guion para mostrar la estereoquímica) para los cuatro azúcares en la figura anterior. Etiquetar todos los estereocentros R o S. Para que sea fácil verificar tus respuestas, dibuja tus estructuras usando el framework a continuación.

Soluciones a los ejercicios

Mientras que las proyecciones Fischer se utilizan para los azúcares en su forma de cadena abierta, las proyecciones de Haworth a menudo se usan para representar azúcares en sus formas cíclicas. El diastereómero beta de la forma cíclica de glucosa se muestra a continuación en tres representaciones diferentes, con la proyección de Haworth en el medio.

A: molécula cíclica de glucosa. B: Proyección de espino. C: conformación de la silla.

Observe que aunque una proyección de Haworth es una manera conveniente de mostrar estereoquímica, no proporciona una representación realista de la conformación. Para mostrar tanto la conformación como la estereoquímica, se debe dibujar el anillo en forma de silla, como en la estructura C anterior.