Epimerisatie

Epimerisatie is een chemische reactie waarbij de configuratie van precies één stereocentrum in een molecuul verandert, waardoor een epimer ontstaat. Epimeren zijn diastereomeren die van elkaar verschillen op één stereocentrum. Het begrip verwijst naar stereochemische conversie en onderscheidt zich van racemisatie, waarbij doorgaans meerdere chirale centra of de hele molecuulconfiguratie betrokken kunnen zijn.

Epimerisatie kan spontaan optreden onder zure of basische omstandigheden of plaatsvinden onder invloed van enzymen. Bij koolhydraten verloopt het vaak via open vorming van de suiker, of via enolisatie, waardoor het configuratiecentrum bij herorganisatie van de binding een andere aanleg krijgt. Bij andere moleculen kan een vergelijkbaar mechanisme bestaan, omdat tijdelijke deprotonatie en re-protonatie leiden tot wijziging van de stereochemie. In biologische systemen spelen epimerasen zoals UDP-glucose 4-epimerase (GALE) een sleutelrol bij het omzetten van identieke substraten in hun epimere vorm.

Belangrijke voorbeelden bevinden zich in koolhydraten: glucose en mannose zijn C-2 epimeren, terwijl glucose en galactose C-4 epimeren. GALE zet UDP-glucose om in UDP-galactose, een stap in het galactosemetabolisme. Epimerisatie komt ook voor in synthetische routes naar specifieke epimeren en in de productie van zeldzame suikerderivaten. Het begrip is van belang in biochemie, voeding en synthetische chemie, omdat het de structuur, functie en metabolisme van moleculen beïnvloedt.