Хімічні властивості моносахаридів

Моносахариди являють собою сполуки зі змішаними функціями. Так, як в розчинах вони існують в декількох таутомерних формах, зв'язаних між собою в рівновагу, в залежності від умов і природи діючого реагенту в реакцію можуть вступати або оксикарбонільна форма, або циклічні напівацетальні форми. При цьому рівновага буде безперервно посуватися в бік утворення той форми, яка вступає до взаємодії.

1) Окислення. В реакції окислення моносахариди вступають в оксикарбінільній формі, по альдегідній групі. Використовують м'які окислювачі, тому що під дією сильних окислювачів утворюються більш складні продукти. Наприклад, при окисленні Д-глюкози бромною водою, утворюється Д-глюконова кислота. Окислювач НОBr (кислота), яка утворюється в водному розчині брому:

Д-глюкоза Д-глюконова кислота

Якісними реакціями на моносахариди є реакції окислення аміачним розчином оксиду срібла та рідиною Фелінга. При цьому утворюється осад металевого срібла в першому випадку або цегляного – червоний осад Cu₂O у другому випадку:

2) Відновлення. При відновленні D-глюкози воднем при наявності kat (Ni) утворюється шестиатомний спирт – Д-сорбіт:

Д-глюкоза Д-сорбіт

Цю реакцію також дає і фруктоза. Сорбіт використовують, як замінник сахарози в харчуванні людей, хворих на цукровий діабет.

3) Утворення простих ефірів. Завдяки присутності в молекулах моносахаридів декількох гідроксильних груп, моносахариди проявляють властивості багатоатомних спиртів. Найбільше значення мають реакції етерифікації (утворення складних ефірів).

Серед гідроксильних груп моносахаридів найбільш активний в реакціях напівацетальний гідроксил, висока рухомість атома водню в цьому гідроксилі обумовлена здібністю перетворення напівацетальних форм у оксикарбонільні.

При взаємодії моносахаридів зі спиртами утворюються неповні прості ефіри – глікозиди. В цій реакції приймає участь лише напівацетальний гідроксил, який називають глікозидним гідроксилом. Інші спиртові гідроксильні групи в цих умовах ці спиртами не взаємодіють:

α-Д-глюкопіраноза метил-α-Д-глюкопіраноза

Глюкозиди широко розповсюджені в природі і мають велике біологічне значення. В природних глікозидах моносахариди часто з'єднані з різноманітними не сахарними складними речовинами (барвники, алкалоїди). Не сахарний компонент, з'єднаний з глікозидом називають агліконом.

При дії на моносахариди йодистих алкілів можна замістити алкільними радикалами водень не тільки напівацетальної, але й всіх інших гідроксильних груп. При цьому утворюються повні прості ефіри моносахаридів:

α-Д-глюкопіраноза пентаметил-α-Д-глюкопіраноза

4) Утворення складних ефірів. При дії на глюкозу оцтового ангідриду утворюються її пентаацетальні похідні – повні складні ефіри.

α-Д-глюкопіраноза пентаацетил-α-Д-глюкопіраноза

В природі зустрічаються і мають велике значення неповні складні ефіри ортофосфорної кислоти і моносахаридів. Фосфати Д-глюкози і Д-фруктози утворюються як проміжні продукти при спиртовому бродінні. Фосфати беруть участь в утворенні нуклеїнових кислот.

6-фосфат-α-Д-глюкопіранози

5) Бродіння моносахаридів. Бродінням називають розщеплення цукрі під впливом біологічних каталізаторів – ферментів. Процеси бродіння відбуваються складними шляхами через ряд проміжних продуктів. Існують різні види бродіння, основні з них:

а) спиртове бродіння:

С₆Н₁₂О₆→2СН₃-СН₂-ОН+2СО₂↑

б) маслянокисле:

С₆Н₁₂О₆→СН₂-СН₂-СН₂СООН+2Н₂+2СО₂↑

в) молочнокисле:

ОН

С₆Н₁₂О₆→2СН₃-СН-СООН

г) лимоннокисле:

ОН

С₆Н₁₂О₆+3О→НООС-СН₂-С-СН₂-СООН+2Н₂О

СООН

Дата добавления: 2014-01-07