التحول الدوراني Mutarotation
- تعني البادئة muta التحول أو التغير وهي ظاهرة تحدت في المواد الكربوهيدراتية عندما تكون الهيئة الحلقية cyclization من الهيئة ذات السلاسل المفتوحة.
- تؤدي هذه العملية إلى تكوين أيزومرات أنومريا anomeric isomers في الخليط فعند إذابة أحد الإيننتيومرات النقية في الماء فأن قيمة الدوران النوعي تتغير بمرور الوقت حتى تستقر عند قيمة معينة وهذا ما يعرف بالتحول الدوراني.
- يحدت على ذرة الكربون الأنومريا مباشرة نتيجة للاتزان بين الهيئة مفتوحة السلسلة (للألدهيد أو الكيتون) والهيئات الحلقية β,α لمشتقات pyranose, furanose.
- هي ظاهرة عامة تحدث في جميع الهيدروكربونات عند إذابتها في المحاليل المائية وهذه ميزة تخص هيئات hemiacetal فقط فعند إذابة عينة نقية من الأنومير α-D-glucopyranos في الماء يكون الدوران النوعي 112+ ومع مرور الزمن تتغير هذه القيمة إلى أن تستقر عند 52.7+.
- عند إذابة الأنومير β-D-glucopyranos في الماء يكون له دوران نوعي مقداره 18.7+ ومع مرور الزمن يتزايد حتى يصل إلى القيمة 52.7+ وهي نفس القيمة التي استقر عندها الأنومير α ويعرف هذا التغير في الدوران النوعي بالتحول الدوراني mutarotation أو mutation.
- يحدث التحول الدوراني عند تكوين الهيئات الحلقية للكربوهيدرات نتيجة للتغير بين هيئات الأنومير β,α في الخليط إلى أن يصل الخليط لحالة الاتزان.
- تختلف هذه الهيئات في التوزيع المجسم على ذرة كربون نصف الأسيتال (C1 للألدوز أو ذرة الكربون الأنوميريا) ويحفز ذلك بكل من الحمض أو القاعدة ولكنه يحدث بسهولة في الماء النقي وتتخذ تراكيب الـ pyranose هيئات الكرسي المميزة للحلقات السداسية.
- يحدت التحول الدوراني من خلال فتح حلقة pyranose إلى الألدهيد الحر تم بدوران 180o حول الرابطة كربون - كربون لمجموعة الكربونيل تم يحدث إعادة تكوين لحلقة نصف الاسيتال من خلال هجوم مجموعة الهيدروكسيل على الوجه المعاكس لكربون مجموعة الكربونيل.
- بالتالي تعتمد قيمة التحول الدوراني على مدى التحول بين هيئتي pyronose وعند الاتزان تكون قيمة التحول الدوراني 52.7+ تكافئ 36% من الأنومير α وحوالي 64% من الأنومير β.
- عند إذابة الأنومير β-D-Mannopyranos في الماء تكون قيمة الدوران النوعي 16.3- تم تتزايد هذه القيمة بمرور الزمن نتيجة لتكوين الأنومير α حتى تصل إلى القيمة 14.5+ عند الاتزان وتكافئ هذه القيمة 32% من الأنومير β و 68% من الأنومير α.
- في الواقع أن عملية التحول الدوراني تكون أكثر تعقيداً حيث تعطي إذابة السكريات في الماء اتزان بين هيئتي pyranose و furanose وكل هيئة تعطي أنو ميرات β,α أي ينتج خمس هيئات تكون في حالة اتزان في المخلوط ولكن بكميات متفاوتة.
- في الحلقة الخماسية للـ furanose عندما تكون مجموعة الهيدروكسيل على C1 تقع أسفل مستوى الحلقة فأنها توصف بالهيئة α وعندما تتواجد أعلى مستوى الحلقة توصف بالهيئة β.
- يكون الاتزان في المحلول لأربع هيئات حلقية وتركيب غير حلقي ويعتمد على طبيعة المذيب المستخدم حيث تكون نسب الهيئات خماسية الحلقة في محلول مائي للجلوكوز يحتوي على %10% من الـ dioxane هي (0.1-0.2)% لكل منهما تقريباً.
- الحلقات الخماسية للـ furanose تتكون بطريقة مماثلة لتكوين حلقة pyranose وتتخذ هيئات الغطاء والهيئة المنحنية ويعتمد الثبات النسبي لكل هيئة على درجة التأثير المجسامي بين مجموعات الهيدروكسيل على الحلقة.
- وفيما يلي أشكال للهيئات المختلفة التي تكون في حالة تبادل سريع فيما بينها لسكر المانوز.
