Для моносахаридов как гетерофункциональных соединений характерны разнообразные виды изомерии.

Структурная изомери я – изомерия характера функциональной группы. Функциональными изомерами являются альдозы и кетозы. В молекуле альдоз карбонильная группа входит в состав альдегидной группы Н – С = О, в молекуле кетоз – в ½

состав кетогруппы – С = О.

½ Например, глюкоза и фруктоза являются функциональными изомерами.

Пространственная изомерия. Функциональные изомеры различаются и расположением гидроксильных групп, как это видно из сравнения структур глюкозы и галактозы. Такие пространственные изомеры называются диастереомерами. Они различаются физическими и химическими свойствами.

‌‌‌

Оптическая изомерия. Для моносахаридов характерна оптическая изомерия (оптическая стереоизомерия). В молекулах моносахаридов содержатся асимметрические (хиральные) атомы углерода (С*), находящиеся в sp³ -гибридизации и связанные с четырьмя различными атомами или группами. Оптические, или зеркальные, изомеры называют энантиомерами. Энантиомеры имеют идентичные физические и химические свойства. Число оптических стереоизомеров связано с числом асимметрических атомов углерода формулой N = 2ⁿ.

КАТЕГОРИИ: Главная Случайная страница Познавательное Новые статьи Контакты Заказать работу Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Изомерия моносахаридов ⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒ Классификация углеводов.   Углеводы обычно подразделяют по способности к гидролизу на моносахариды, олигосахариды и полисахариды (схема 1). Моносахариды не гидролизуются, а олиго- и полисахариды, способные к гидролизу, можно рассматривать как продукты поликонденсации моносахаридов. Моносахариды – это простые углеводы или монозы. Моносахариды не могут гидролизоваться и превращаться в более простые углеводы. Химический состав моносахаридов выражается общей формулой: По числу углеродных атомов (n) в молекуле моносахариды (монозы) подразделяются на триозы (С3), тетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6) и т.д. Окончание – оза указывает на принадлежность вещества к классу углеводов. Полисахариды – это сложные углеводы или полиозы, построенные из большого числа остатков моносахаридов (n). Химический состав полисахаридов выражается общей формулой:   В свою очередь полисахариды делят на две группы: а)сахароподобные углеводы или олигосахариды (греческое "oligos" – немногий), в состав молекул которых входит от 3 до 20 остатков моносахаридов. При гидролизе олигосахаридов образуется соответствующее число тех же моносахаридов. К этой группе относятся, например дисахариды – сахароза, лактоза, целлобиоза и др.; б)несахароподобные или высокомолекулярные полисахариды, образующиеся поликонденсацией моносахаридов. Полисахариды имеют молекулярную массу от 104 до 109. Полный гидролиз полисахаридов приводит к образованию соответствующих моносахаридов. Полисахариды, состоящие из остатков моносахарида одного вида, называются гомополисахаридами. Если полисахарид состоит из моносахаридов двух видов или более, его называют гетерополисахаридом. К высокомолекулярным полисахаридам (гомополисахаридам) относятся, прежде всего, крахмал, гликоген, клетчатка.     КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ       УГЛЕВОДЫ               МОНОСАХАРИДЫ   (простые углеводы или монозы)   ОЛИГОСАХАРИДЫ   (дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т.д.)     ПОЛИСАХАРИДЫ   (высокомолекулярные полисахариды или полиозы)   Альдозы     Кетозы     Гомо- полисахариды     Гетеро- полисахариды   Схема 1. ‌ 2. Моносахариды (монозы).   В моносахаридах неразветвленная цепь атомов углерода включает от 3 до 10 атомов. В природе распространены и имеют наибольшее значение пентозы С5Н10О5 и гексозы С6Н12О6. По химическому строению моносахариды представляют собой многоатомные спирты, имеющие альдегидную группу (альдегидоспирты или оксиальдегиды) или кетонную группу (кетоспирты или оксикетоны). Первые называются – альдозы, а вторые – кетозы.

Например, для альдогексоз карбонильной формы, где количество асимметрических атомов углерода (С*) равно четырем (n = 4), количество оптических изомеров равно 16 (N = 2⁴ = 16) или 8 пар зеркальных изомеров (антиподов).

Для обозначения многочисленных стереоизомеров используют проекционные формулы, предложенные немецким ученым Эмилем Фишером.

В качестве обозначения противоположных конфигураций углеводов с одинаковыми названиями применяются буквы D и L, которые указывают принадлежность к двум рядам, например:

Весь стереохимический D-ряд моносахаридов – до гексоз включительно можно изобразить схемой (схема 2).

Поскольку молекулы моносахаридов построены несимметрично, то для них не существует оптически неактивных мезоформ. Так, известны D(+) – и L(-) – глюкоза, являющиеся зеркальными изображениями одной по отношению к другой.

D-ряд альдоз

Т е т р о з ы

П е н т о з ы П е н т о з ы

Схема 2

Экспериментальный факт, фиксируемый поляриметром, вращения поляризованного света вправо обозначается знаком (+); вращение влево – знаком (-). Символы знаков D(+) – и L(-) могут очень часто не совпадать. Отношение изомеров к D- или L-ряду по предложению русского химика А.М. Розанова в 1906 году основано на получении моносахаридов из соответствующего оптически активного глицеринового альдегида путем надстройки углеродной цепи. Молекула глицеринового альдегида имеет один асимметрический атом углерода (С*). Конфигурацию стереоизомера, у которого группа –ОН находится по правую сторону асимметрического атома углерода назвали D- глицериновый альдегид. Соответственно, зеркальное изображение D-глицеринового альдегида (антипода) назвали L-глицериновым альдегидом с группой –ОН, находящейся по левую сторону асимметрического атома углерода (С*).

Позже (1951 г.) конфигурации D- и L-глицеринового альдегида были подтверждены.

Моносахариды, полученные из D-глицеринового альдегида путем надстройки углеродной цепи со стороны альдегидной группы, условились относить к D-ряду независимо от знака вращения поляризованного света. Соответственно, моносахариды, полученные из L-глицеринового альдегида относят к L-ряду. На схеме 2 приведены альдозы D-ряда, образованные из D-глицеринового альдегида. Такое же число альдогексоз существует и для L-ряда.

Все моносахариды растительного происхождения относятся к D-ряду.

Дата добавления: 2015-07-13; Просмотров: 15805; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!