ТЕОРИЯ УГЛЕВОДОВ

Простейшие углеводы — это сахара или сахариды, это полигидроксилированные альдегиды или кетоны. Они классифицируются как альдозы, если они имеют альдегидную функцию, и кетозы, если они имеют кетоновую функцию.
Альдозы классифицируют в зависимости от числа атомов углерода: альдотриозы, альдотетрозы, альдопентозы и альдогексозы.

плитка 01

[1] Альдоза из трех атомов углерода (альдотриоза)

[2] Альдоза из четырех атомов углерода (альдотетроза)

[3] Альдоза из пяти атомов углерода (альдопентоза)

[4] Альдоза с шестью атомами углерода (альдогексоза)

В следующей таблице собраны природные моносахариды, содержащие альдегидную группу, называемые альдозами. Таблица построена, начиная с наименьшей альдозы, глицеральдегида (альдотриозы). Эритрозу и треозу (альдотетрозы) получают из глицеринового альдегида присоединением четвертого углерода. Добавление пятого углерода к альдотетрозам дает альдопентозы, которые, в свою очередь, образуют альдогексозы, добавляя шестой углерод.

Природные кетозы представляют собой семейство моносахаридов, которые содержат кетоновую группу в положении 2 цепи.

При изучении оптического вращения природного глицеральдегида было замечено, что оно совпадает с правовращающим энантиомером и было названо D-глицеральдегидом. Левовращающий энантиомер, не встречающийся в природе, был назван L-глицеральдегидом.

Проекция Хаворта позволяет рисовать полуацетальные формы на плоскости. В случае фураноз мы уже использовали это обозначение в предыдущих примерах, поэтому я приведу пример пиранозы в этой проекции.

проекция хаворт 01

Сахара в растворе находятся в основном в циклической форме, называемой полуацеталем. Полуацеталь получают атакой одной из гидроксильных групп цепи на карбониле. Образующиеся циклы состоят из пяти или шести членов.

полуацеталь глюкозы

[1] D-глюкоза

[2] b -D-глюкопираноза

[3] а -D-глюкопираноза

Мутаротация – это взаимопревращение аномеров через открытую форму. Так, глюкоза находится в водной среде в виде смеси альфа- и бета-аномеров и небольшое количество в открытом виде. Давайте посмотрим на этот баланс.

мутаротация 01

[1] b -D-глюкопираноза (63,6%)

[2] D-глюкоза (0,003%)

[3] а -D-глюкопираноза (36,4%)

Синтез Килиани-Фишера позволяет удлинить цепь моносахаридов за счет образования и последующего восстановления циангидринов. Большой проблемой синтеза является отсутствие стереоселективности.

Cu(II) и Ag(I) способны селективно окислять карбонильную группу альдоз до карбоновой кислоты с образованием осадков Cu 2 O и элементарного Ag.

Фелинг эссе

[1] D-глюкоза

[2] D-глюконовая кислота

[3] Осажденный оксид меди