Явление, когда органическое вещество может существовать в нескольких находящихся в равновесии формах, называется таутомерией, а сами формы называются таутомерами

Линейная формула

Однако альдегиды дают окрашивание с фуксинсернистой кислотой (красно-фиолетовое окрашивание) и образуют соединение с гидросульфитом натрия (NaHSO₃). Глюкоза этих реакций не даёт. Это объясняется тем, что глюкоза в водном растворе существует в двух
формах: альдегидной (линейной) и циклической.

Как осуществляется переход линейной формы в циклическую?

Вследствие свободного вращения атомных групп вокруг углеродной связи, альдегидная форма глюкозы может быть изогнута в пространстве таким образом, что гидроксогруппа при пятом углеродном атоме окажется рядом с атомом кислорода альдегидной группы. Так как на атоме кислорода карбонильной группы сосредоточена избыточная отрицательная зарядность, то атом водорода гидроксила при пятом атоме углерода способен переходить к атому кислорода карбонильной группы. В результате такого перехода образуется кислородный мостик между первым и пятым углеродными атомами. Возникает циклическая молекула (шестичленный цикл называется пиранозным).

В водном растворе они находятся в подвижном равновесии с преобладанием циклической формы (99,8 %). Это проекционные формулы Фишера.

Глюкоза имеет две циклические структуры: (кольчато-цепная таутомерия)

Циклические формулы называются перспективными. Они были предложены американским химиком Хеуорсом, получившим в 1937 году Нобелевскую премию за цикл работ по углеводам. Эти формулы учитывают химическое строение и пространственное расположение атомов в молекуле.

Группа –ОН при первом углеродном атоме в циклических формах называется гликозидным гидроксилом. Он резко отличается от остальных четырёх групп по своим свойствам.

Циклические формы не дают качественные реакции на альдегиды.

Если в циклической форме гидроксогруппа при первом и четвёртом углеродным атомом расположены по одну сторону от плоскости цикла, то такая форма называется a-глюкозой, а если по разные - b-глюкоза.

a и b формы глюкозы взаимообратимые. Переход осуществляется в растворе через альдегидную форму.

Стереоизомерия моносахаридов.

Глюкоза – оптически деятельное вещество, её растворы способны вращать плоскость поляризованного света вправо или влево, т.е. для глюкозы характерна оптическая изомерия (оптическая активность - хиральность).

Свет - поток электромагнитных волн, которые являются поперечными колебаниями электрических и магнитных векторов, перпендикулярных друг другу и направлению луча. Если такой пучок света пропустить через призму из исландского шпата - призма Николя, то из этой призмы свет выйдет поляризованным, т.е. электрические и магнитные волны будут иметь строго определённое направление. Если этот поляризованный свет пропустить через растворы некоторых веществ, то плоскость поляризации несколько поворачивается. Такие вещества называются оптически активными. Наука, занимающаяся этими вопросами, называется стереохимией.

1. Призма Николя.
2. Кювета с оптически деятельным веществом.
3. Поляризованный свет (плоскость поляризации наклонна).

Оптические изомеры могут быть у веществ, имеющих асимметрический атом углерода, т.е. атом углерода, соединённый счетырьмя различными заместителями (термин введён Вант - Гоффом). Полученные структуры относятся друг к другу как предмет и его зеркальное изображение.

Знак теоретически определить нельзя, а только опытным путём в поляриметре. Оптические изомеры или оптические антиподы, энантиомеры. В природе встречаются только D - глюкоза. L - антипод был получен синтетически.

Число оптических изомеров определяется по формуле , где n- число асимметрических атомов углерода. У глюкозы - 16 оптических изомеров.

Дата добавления: 2015-07-13