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<title>Mutarotation</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Mutarotation</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Als <b>Mutarotation</b> (von <span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Latein" title="Latein">lateinisch</a></span> <span lang="la-Latn" style="font-style:italic"><i>mutare</i></span>, dt. ‚ändern‘) bezeichnet man die spontane Änderung des Drehwinkels einer Lösung eines <a href="Optische_Aktivit%C3%A4t" title="Optische Aktivität">optisch aktiven</a> Stoffes vom Zeitpunkt des Ansetzens der Lösung bis zum Erreichen eines festen Wertes.<sup id="cite_ref-Ebel_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Ebel-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> An diesem Punkt ist das <a href="Thermodynamik" title="Thermodynamik">thermodynamische Gleichgewicht</a> erreicht. Ursache für die Mutarotation kann <a href="Epimerisierung" title="Epimerisierung">Epimerisierung</a> oder eine sonstige asymmetrische Umwandlung sein.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Mutarotation_bei_Kohlenhydraten">Mutarotation bei Kohlenhydraten</h2></div>

<p>Viele <a href="Kohlenhydrate" title="Kohlenhydrate">Kohlenhydrate</a> sind optisch aktiv, d. h., sie drehen linear <a href="Polarisation" title="Polarisation">polarisiertes Licht</a> um einen für jede Struktur <a href="Spezifischer_Drehwinkel#Spezifischer_Drehwinkel" title="Spezifischer Drehwinkel">spezifischen Drehwinkel</a>. Löst man z. B. kristalline <small>D</small>-<a href="Glucose" title="Glucose">Glucose</a> in <a href="Wasser" title="Wasser">Wasser</a>, so beobachtet man im <a href="Polarimeter" title="Polarimeter">Polarimeter</a> bei der frisch zubereiteten Lösung eine kontinuierliche Änderung des Drehwinkels, bis schließlich ein konstanter Wert erreicht ist. Die Geschwindigkeit der Gleichgewichtseinstellung ist temperatur- und pH-abhängig.

</p><p>Ursache ist, dass Aldopentosen, Aldohexosen und längerkettige Kohlenhydrate (Zuckermoleküle mit einer <a href="Aldehydgruppe" class="mw-redirect" title="Aldehydgruppe">Aldehydgruppe</a> und fünf, sechs bzw. mehr Kohlenstoffatomen) in wässriger Lösung im Wesentlichen nicht offenkettig, sondern ringförmig als <a href="Halbacetal" class="mw-redirect" title="Halbacetal">Halbacetal</a> vorliegen, d. h., die Aldehydgruppe geht eine Bindung mit der vorletzten <a href="Hydroxygruppe" title="Hydroxygruppe">Hydroxygruppe</a> ein. Hier entsteht ein neues <a href="Chiralit%C3%A4t_(Chemie)" title="Chiralität (Chemie)">Chiralitätszentrum</a> und zwei mögliche <a href="Isomere" class="mw-redirect" title="Isomere">Isomere</a> (genauer: <a href="Diastereomere" class="mw-redirect" title="Diastereomere">Diastereomere</a>), das α- oder β-<a href="Anomer" class="mw-redirect" title="Anomer">Anomer</a>, die sich entsprechend auch in ihrem optischen Drehwinkel unterscheiden.

Nun liegt die offenkettige Form mit der Ringform in einem dynamischen <a href="Chemisches_Gleichgewicht" title="Chemisches Gleichgewicht">Gleichgewicht</a>, das allerdings sehr auf Seiten der Ringform liegt. Weil bei jeder Ringbildung die α- oder β-Form entstehen kann, liegen also auch diese beiden in einem Gleichgewicht mit einer ganz bestimmten Konstante. Eine solche chemische Umwandlung, bei der die Konfiguration nur eines stereogenen Zentrums eines Diastereomers geändert wird, bezeichnet man als Epimerisierung. Findet im Falle von Kohlenhydraten eine Epimerisierung am anomeren Zentrum statt, spricht man auch von <i>Anomerisierung</i>.

</p><p>Zum Beispiel liegt die Glucose im Gleichgewicht ihrer offenkettigen Form (0,02 % in neutraler Lösung), der α-<small>D</small>-<a href="Glucopyranose" class="mw-redirect" title="Glucopyranose">Glucopyranose</a> und der β-<small>D</small>-Glucopyranose vor.<sup id="cite_ref-Gossauer_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-Gossauer-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Eine Lösung von α-<small>D</small>-Glucopyranose (Drehwinkel +109°) wird also durch kontinuierliche Ringspaltung zu einem Gemisch mit der β-<small>D</small>-Glucopyranose (Drehwinkel +20°), und der Drehwinkel der Lösung erreicht nach einiger Zeit, wenn das Gleichgewicht herrscht, den Wert von +52°.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Es liegt offensichtlich kein 1:1-Gemisch vor, das Epimerenverhältnis α:β ist vielmehr 36:64.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Andere_Beispiele">Andere Beispiele</h2></div>

<p><small>D</small>-<a href="Glucons%C3%A4ure" title="Gluconsäure">Gluconsäure</a> ([α]<sup>20</sup><sub>D</sub> = −6,72°) liegt im Gleichgewicht mit <a href="Glucono-1%2C5-lacton" title="Glucono-1,5-lacton">γ-Glucono-1,5-lacton</a> ([α]<sup>20</sup><sub>D</sub> = +67,8°) und δ-Glucono-1,6-lacton vor ([α]<sup>20</sup><sub>D</sub> = +63,5°).<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Im Gleichgewicht liegt die optische Drehung bei +12°.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die Gleichgewichtseinstellung erfolgt in diesem Fall über eine <a href="Lakton" class="mw-redirect" title="Lakton">Lakton</a>-Bildung.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-Ebel-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Ebel_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Siegfried_Ebel" title="Siegfried Ebel">S. Ebel</a>, <a href="Hermann_J._Roth" title="Hermann J. Roth">H. J. Roth</a> (Herausgeber): <i>Lexikon der Pharmazie</i>, Georg Thieme Verlag, 1987, ISBN 3-13-672201-9, S. 450.</span>

</li>

<li id="cite_note-Gossauer-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Gossauer_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Albert_Gossauer" title="Albert Gossauer">Albert Gossauer</a>: <i>Struktur und Reaktivität der Biomoleküle</i>, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich, 2006, ISBN 978-3-906390-29-1, S. 322–324.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Reinhard_Matissek" title="Reinhard Matissek">Reinhard Matissek</a>, Gabriele Steiner, <a href="Markus_Fischer_(Chemiker)" title="Markus Fischer (Chemiker)">Markus Fischer</a>: <cite style="font-style:italic">Lebensmittelanalytik</cite>. 4. Auflage. Springer, Berlin 2010, ISBN 978-3-540-92205-6, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>400–401</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Mutarotation&rft.au=Reinhard+Matissek%2C+Gabriele+Steiner%2C+Markus+Fischer&rft.btitle=Lebensmittelanalytik&rft.date=2010&rft.edition=4.&rft.genre=book&rft.isbn=9783540922056&rft.pages=400-401&rft.place=Berlin&rft.pub=Springer" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">K. Rehorst: <cite style="font-style:italic">Zur Kenntnis einiger Oxy‐säuren der Zuckergruppe, I.: d‐Zuckersäure und d‐Glykonsäure</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series)</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>61</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>1</span>, 1928, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>163–171</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/cber.19280610126">10.1002/cber.19280610126</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Mutarotation&rft.atitle=Zur+Kenntnis+einiger+Oxy%E2%80%90s%C3%A4uren+der+Zuckergruppe%2C+I.%3A+d%E2%80%90Zuckers%C3%A4ure+und+d%E2%80%90Glykons%C3%A4ure&rft.au=K.+Rehorst&rft.date=1928&rft.doi=10.1002%2Fcber.19280610126&rft.genre=journal&rft.issue=1&rft.jtitle=Berichte+der+deutschen+chemischen+Gesellschaft+%28A+and+B+Series%29&rft.pages=163-171&rft.volume=61" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">W. Bähr, H. Theobald: <i>Organische Stereochemie.</i> Springer-Verlag, 1973.</span>

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