Моносахариди (монози) - Студопедія
1) Залежно від кількості атомів вуглецю в молекулемоносахарида розрізняють тріози (три атоми вуглецю), тетрози, пентози, гексози, гептози і т.д.
2) Залежно від характеру карбонільної групи (альдегідна або кетонна) моносахариди можуть бути альдегідо- або кетоноспиртами. Моносахариди, що містять альдегідну групу називаютьсяальдозами, кетонну групу -кетозами.
Більшість моносахаридів мають тривіальні назви: ксилоза, рибоза, глюкоза, фруктоза тощо. (Див. табл. 49). Ці назви мають суфікс "оза". Тривіальні назви застосовують для назв за систематичною номенклатурою похідних цих вуглеводів. Наприклад, рибоза: рибуронова кислота, рибарова кислота, рибить.
Німецький хімік Е.Фішер для зображення моносахаридів запропонував проекційні формули, що відображають їхню просторову будову. Атоми вуглецю, пов'язані з гідроксильними групами у формулі Фішера (крім первинного СН2ОН) не зображуються. Нумерація головного ланцюга починається від атома вуглецю альдегідної групи або з того боку, де ближче знаходиться кето-група. Так як дані монози містять карбонільну групу, то називають таку форму зображенняоксоформою.
Всі монози містять асиметричні атоми вуглецю (при атомі вуглецю є чотири різні заступники) і існують у вигляді кількох оптичних (просторових) ізомерів. Кількість просторових ізомерів можна визначити за формулою Фішера: N = 2 n де n - число асиметричних атомів вуглецю. Наприклад, у наведеній нижче монозі, асиметричні атоми вуглецю позначені зірочками. Кількість таких атомів – 4. Отже, підставивши формулу Фішера це число, отримаємо кількість просторових ізомерів – 16.
Для всіх моноз встановлено відносні зміни, тобто. просторове розташування гідроксильних груп у асиметричних атомів вуглецю щодо конфігурації D-гліцеринового альдегіду.
Приналежність моносахарида до того чи іншого генетичного ряду визначається за його останнього, рахуючи від альдегідної групи, асиметричного атома вуглецю. Якщо вона відповідає конфігурації D-гліцеринового альдегіду (група -OH стоїть праворуч від вертикальної лінії), то моноза відноситься доD -ряду. Якщо група -OH стоїть ліворуч, то відповідає конфігурації L-гліцеринового альдегіду, і моноза відноситься доL ряду.
Монози, що відрізняються один від одного конфігурацією лише одного асиметричного атома вуглецю, називаютьсяепімерами. Наприклад: D-глюкоза і D-манноза.
Монози, що відрізняються один від одного конфігурацією кількох асиметричних атомів вуглецю, називаютьсядіастереомерами. Наприклад: D-глюкоза і D-талозу.
Монози, які мають протилежну конфігурацію всіх асиметричних атовів вуглецю і ставляться один до одного як предмет до свого дзеркального зображення, називають енантіомерами. Наприклад: D-глюкоза та L-глюкоза.
Хеуорс встановив властивості моносахаридів, які пояснюються запропонованими вище оксоформами:
а) повільно реагують з NaHSO3;
б) підвищена реакційна здатність однієї з ОН-груп;
в) наявність у 2 рази більшої кількості ізомерів, ніж передбачає формула Фішера;
г) явище мутаротації.
Було встановлено, що моносахариди можуть мати двояку будову:
1) альдегідо- та кетоноспиртів -оксоформа
2) внутрішніх циклічних напівацеталей-циклічна форма.
Остання не містить вільної альдегідної або кетонної груп, але може утворювати оксоформу шляхом розриву циклу.
У кристалічному стані моносахариди мають циклічну будову, а розчинах можуть бути циклічними і відкритими оксо-формами.
Для циклічних форм моносахаридів прийнято їх зображення у вигляді формул Хеуорса: піранозна та фуранозна.
Циклічна форма моноз утворюється при внутрішньомолекулярній взаємодії карбонільної групи та гідроксильної, пов'язаної з п'ятим (С-5) або четвертим (С-4) атомами вуглецю. Дана реакція призводить до утворення простого ефірного зв'язку та появи нової гідроксильної групи. Ця група називаєтьсянапівацетальною абоглікозидною.
Взаємодія карбонільної групи з гідроксильною при С-5 призводить до утворення шестичленного циклу: 5 атомів вуглецю та один атом кисню. Отже цикл утворюється піранозний.
Взаємодія карбонільної групи з гідроксильною при С-4 призводить до утворення п'ятичленного циклу: 4 атова вуглецю та один атом кисню. Отже, цикл утворюється фуранозним.
Піранозний та фуранозний цикли зображуються в горизонтальній площині. Зв'язки, розташовані ближче до спостерігача, зображують жирною лінією. Атом кисню у піранозному циклі розташовують у правому верхньому кутку, а фуранозного – за площиною циклу у верхньому кутку. Атоми вуглецю, які перебувають у циклі, не пишуть. Нумерацію атомів вуглецю починають від кисню за годинниковою стрілкою.
Гідроксильні групи розташовують у циклі за певним правилом: якщо гідроксильна група при відповідному вуглеці в оксо-формі (у проекції Фішера) знаходиться зліва від вертикальної лінії, то вциклічній формі її зображують над площиною циклу при даному атомі вуглецю (вгору), і навпаки, праворуч - під площиною (вниз).
Положення напівацетального гідроксилу в циклічній формі визначає належність монози до однієї заномерних форм - α або β.Аномери - діастереомери, які відрізняються конфігурацією напівацетального гідроксилу при атомах вуглецю С-1 (для альдоз) або С-2 (для кетоз). Для моноз D-ряду у -аномеру гідроксильна група знаходиться під площиною циклу, у -аномеру - над площиною. Для моноз L-ряду навпаки. Додавання ще одного додаткового асиметричного атома вуглецю для циклічних форм моноз призводить до збільшення кількості стереоізомерів вдвічі. Наприклад, для глюкози в оксоформі кількість стереоізомерів 16, циклічної - 32.
Наведемо приклади утворення циклічних піранозних та фуранозних формул Хеуорса для деяких альдоз та кетоз.
Назви циклічних формул моносахаридів складається з:
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:
Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно