• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Структура моносахаридів

Моносахариди

Моносахариди − це сполуки зі змішаними функціями. Вони містять альдегідну або кетогрупу і декілька гідроксильних груп, тобто вони є альдегідоспиртами або кетоноспиртами, тобто вони є полігідрокси-карбонільними сполуками.

Моносахариди з альдегідною групою називаються альдозами, а з кетогрупою − кетозами. За числом атомів вуглецю в молекулі моносахариди діляться на тетрози, пентози, гексози і т.д.

Тетрози Пентози Гексози

С₄Н₈О₄ С₅Н₁₀О₅ С₆Н₁₂О₆

───────────────────────────────────────

СНО СНО СНО

׀ ׀ ׀

Альдози: ^*(СНОН)₂ ^* (СНОН)₃ ^*(СНОН)₄

׀ ׀ ׀

СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН

Альдотетрози альдопентози альдогексози

────────────────────────────────────────

СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН

׀ ׀ ׀

Кетози: С = О С = О С = О

׀ ׀ ׀

^*СНОН ^*(СНОН)₂ ^*(СНОН)₃

׀ ׀ ׀

СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН

_* Асиметричний атом вуглецю

Асиметричний атом вуглецю – це атом, зв’язаний з чотирьма різними замісниками.

Альдози і кетози з однаковим числом атомів вуглецю ізомерні між собою. Найбільше значення серед моносахаридів мають гексози і пентози.

Структура моносахаридів

Для зображення будови моносахаридів використовують проекційні формули Фішера.У формулах Фішера ланцюг вуглецевих атомів розміщується в одну лінію. Нумерація ланцюга починається з атома вуглецю альдегідної групи (у випадку альдоз) або з крайнього атома вуглецю, до якого ближче розміщується кетогрупа ( у випадку кетоз). Атоми водню і групи –ОН біля асиметричних атомів „С” розміщуються зліва і справа від вуглецевого ланцюга.

В залежності від просторового розміщення атомів „Н” і ОН-груп біля 4-го атома вуглецю у пентоз і біля 5-го атома вуглецю у гексоз моносахариди відносять до D- або L- ряду.

Моносахарид відносять до D-ряду, якщо ОН-група біля цих атомів розміщується справа від ланцюга:

Майже всі моносахариди, які зустрічаються у природі, відносяться до D-ряду.

Для переходу від моносахаридів D-ряду до L-ряду необхідно змінити конфігурацію всіх асиметричних атомів „С” на протилежну.

Розглянуті вище структури моносахаридів є ациклічними. Але моносахариди можуть існувати також в циклічних формах, Циклічні форми утворюються в результаті взаємодії карбонільної групи і однієї з гідроксильних груп з утворенням внутрішніх напівацеталей.

Альдегідна або кетонна група гексоз і пентоз взаємодіє з гідроксильними групами біля С-4 або С-5. В результаті утворюються п’яти або шестичленні цикли. Ці цикли структурно аналогічні оксигеновмісним гетероциклам пірану і фурану .

Тому циклічні форми гексоз і пентоз відповідно називаються піранозними і фуранозними.

В розчинах моносахаридів відбувається міграція протона між гідроксо- і карбонільною групою, при цьому встановлюється рухлива рівновага між циклічними і ациклічними формами. Рухлива рівновага між формами, що взаємно перетворюються, називається таутомерією, а ізомери − таутомерами.

Циклічні форми прийнято зображати перспективними формулами Хеуорса.

Для переходу від формул Фішера до формул Хеуорса необхідно знати наступні правила:

1.Зображуємо цикл у вигляді плоского багатокутника (при цьому цикл знаходиться в площині, перпендикулярній до площини зображення). Нумерацію атомів вуглецю в циклі проводимо за годинниковою стрілкою (символи атомів вуглецю при цьому частіше не записують).

2. Атоми і групи атомів, які у формулі Фішера знаходяться справа від ланцюга, у формулі Хеуорса розміщуються над площиною циклу, і навпаки.

Виключення складає група –СН₂ОН біля 5-го атома вуглецю в гексозах, яка у випадку D-гексоз завжди розміщується над площиною цикла.

Формула Фішера ← D-глюкопіраноза → Формула Хеуорса

В циклічних формах моносахаридів з’являється ще один асиметричний атом вуглецю ( С-1 у альдоз і С-2 у кетоз). Цей асиметричний атом вуглецю називається аномерним. Ізомери вуглеводів, які відрізняються розміщенням атомів і атомних груп біля аномерного атома вуглецю називаються аномерами. Стереоізомер (просторовий ізомер), в якому група –ОН біля аномерного атома “С” розміщується під площиною циклу , називається α-аномером, а стереоізомер з протилежним розміщенням ОН-групи називається

β−аномером:

α -D -Глюкопіраноза β – D- Глюкопіраноза

Аномери не можуть безпосередньо переходити один в другий, перехід від одного аномера до іншого можливий тільки через проміжне утворення ациклічної форми моносахариду.

Таким чином, в розчині глюкози присутні різні таутомерні форми, які знаходяться в стані рівноваги:

Глюкоза (альдегідна форма)

Важливою кетогексозою є D – фруктоза (ізомер глюкози) Для циклічних форм фруктози характерні фуранозні структури. Фуранозний цикл утворюється в результаті взаємодії карбонільної (кетонної) групи з спиртовою групою при 5-му атомі „С”.

β-D-Фрукто- D-Фруктоза α-D-Фрукто-

фураноза (кетоформа ) фураноза

Формула Фішера Формула Фішера

Формула Хеуорса Формула Хеуорса

Серед пентоз найбільш відомі D-рибоза і її похідна 2-дезокси-D-рибоза, у якої немає –ОН групи при другому атомі”С”. Ці моносахариди входять в склад рибо- і дезоксирибонуклеїнових кислот (РНК і ДНК) в фуранозній формі:

β - D - Рибофураноза 2- Дезокси- β - D -

( β - рибоза) рибофураноза

Переглядів: 2825