موتاروتاسیون

موتاروتاسیون (Mutarotation) (دگرچرخش) یک پدیده شیمیایی است که بیشتر در قندها دیده می‌شود. وقتی قندهایی مثل گلوکز در آب حل می‌شوند، می‌توانند به دو شکل حلقه‌ای کمی متفاوت وجود داشته باشند؛ یکی را «آلفا» و دیگری را «بتا» می‌نامند. این دو شکل در محلول دائم به همدیگر تبدیل می‌شوند و تعادل میانشان برقرار می‌شود. نتیجه این تغییر و تبدیل، عوض شدن تدریجی زاویهٔ چرخش نور قطبیده‌ای است که از محلول عبور می‌کند. به همین دلیل این پدیده را موتاروتاسیون، یعنی تغییر چرخش نوری، می‌گویند. به زبان ساده، موتاروتاسیون یعنی قند در محلول میان دو شکل مختلفش جابه‌جا می‌شود و همین باعث تغییر رفتار نوری محلول می‌گردد.

موتاروتاسیون به معنای تغییر در چرخش نوری به دنبال تغییر در تعادل بین دو آنومر است که طی آن، مراکز فضایی (Stereocenter) به یکدیگر تبدیل می‌شوند. قندهای حلقوی به دنبال تبدیل متقابل فرم‌های آلفا و بتا دچار دگرچرخش می‌شوند. چرخش نوری یک محلول به چرخش نوری هر آنومر و نسبت آن‌ها در محلول دارد.

موتاروتاسیون از سوی شیمیدان فرانسوی آگوستین پیر دوبرونفاو (A. P. Dubrunfaut) در سال ۱۸۴۶ کشف شد. او متوجه شد که چرخش ویژه محلول مائی قند با گذشت زمان تغییر می‌کند.

 اندازه‌گیری 
آنومرهای α و β دیاسترئومر یکدیگر هستند و معمولاً چرخش ویژه متفاوتی دارند. یک محلول یا نمونه مایع از آنومر خالص α , نور قطبی شده سطحی را به میزان متفاوتی هم جهت یا در خلاف جهت آنومر خالص β دچار چرخش می‌کند. چرخش نوری محلول به چرخش نوری هر آنومر و نسبت آنها در محلول بستگی دارد.
به عنوان مثال اگر یک محلول از D-β-گلوکوپیرانوز در آب حل شده باشد، چرخش نوری ویژه آن برابر با ۱۸٫۷+ خواهد بود. به مرور زمان، بخشی از D-β-گلوکوپیرانوز دچار موتاروتاسیون شده و به D-α-گلوکوپیرانوز تبدیل می‌شود؛ که دارای چرخش نوری ۱۱۲٫۲+ است؛ بنابراین با تبدیل بخشی از فرم β به فرم α , چرخش محلول از ۱۸٫۷+ به میزان تعادلی ۵۲٫۵+ می‌رسد. مخلوط تعادلی شامل ۶۴ درصد D-β-گلوکوپیرانوز و ۳۶ درصد D-α-گلوکوپیرانوز است، اگرچه مقدار ناچیزی از فرم‌های دیگر، شامل فورانوزها و فرم زنجیره باز نیز وجود دارند.

545px|چپ

چرخش نوری مشاهده شده، حاصل جمع چرخش نوری هر آنومر براساس میزان آن آنومر در محلول است؛ بنابراین می‌توان با استفاده از قطبیت سنج (polarimeter) چرخش یک نمونه را اندازه گرفت و سپس نسبت هر آنومر خالص را محاسبه کرد. می‌توان فرایند موتاروتاسیون در گذر زمان پایش کرد یا با مشاهده چرخش نوری و چگونگی تغییر آن، مخلوط تعادلی را تعیین کرد.

 مکانیسم عمل 
بندانگشتی|راست|upright=2.5|Reaction mechanism for the interconversion of α and β anomers

 منابع 
IUPAC Gold Book mutarotationDerek Horton (2008). "The Development of Carbohydrate Chemistry and Biology". Carbohydrate Chemistry, Biology and Medical Applications: 1–28Augustin-Pierre Dubrunfaut—An early sugar chemist. Hewitt G. Fletcher, J. Chem. Educ. , 1940, 17 (4), p 153, doi:10.1021/ed017p153Francis Carey (2000). Organic Chemistry (4th, McGraw-Hill Higher Education Press ed.).

رده:شیمی آلی
رده:شیمی فضایی
رده:شیمی کربوهیدرات‌ها
رده:کربوهیدرات‌ها
رده:ویکی‌سازی رباتیک