Утворення глікозидів, їхня роль у побудові оліго- та полісахаридів, нуклеозидів. нуклеотидів та нуклеїнових кислот

Моносахариди. Таутомерні форми моносахаридів. Мутаротація. Хімічні властивості. Утворення глікозидів, їхня роль у побудові оліго- та полісахаридів. Окремі представники моносахаридів.

Моноцукриди — велика група вуглеводів, молекули яких мають просту будову і не здатні до гідролітичного розщеп­лення. Більшість моноцукридів за своїм елементним скла­дом відповідають молекулярній формулі Сn(Н₂О)m. їх кла­сифікують за наявністю в молекулах альдегідної і кетонної груп (альдози і кетози), кількістю карбонових атомів (тріози, тетрози, пентози, гексози і т. д.), хімічною природою (нейтральні й кислі цукри, аміноцукри) та за іншими озна­ками.

Моноцукриди — тверді кристалічні речовини, добре роз­чинні у воді, солодкі на смак, оптично активні. Вони легко вступають у хімічні реакції, характерні для альдегіде- і кетоспиртів. їх неважко виявляти якісними й кількісними реакція­ми (Троммера, Селіванова, «срібного дзеркала» тощо), вони зазнають різних видів бродіння (спиртового, молочнокис­лого, лимоннокислого, маслянокислого, оцтовокислого то­що). Молекули моноцукридів залежно від умов середовища перебувають у вигляді відкритої (ациклічної, карбонільної) і циклічної (фуранозної або піранозної) форм, які таутомерні і здатні (залежно від умов середовища) переходити одна в одну.

У лабораторній практиці, в тому числі й під час клінічних досліджень, виникає необхідність якісно й кількісно визна­чати вміст вуглеводів, насамперед глюкози, в різних біологіч­них рідинах (наприклад, у крові, лікворі, сечі). Для цих цілей часто використовують якісні реакції на наявність у рідинах моноцукридів.

⁄⁄ О Н \ ⁄ ОН

С С ----------------|

| \ H |

| |

Н - С - ОН Н - С - ОН |

| | |

НО - С - Н Таутомерія НО - С - Н О

| | |

Н - С - ОН Н - С - ОН |

| (водний розчин) | |

Н - С - ОН Н - С ---------------

| |

СН₂ОН СН₂ОН

D – глюкоза D – глюкопираноза

В результаті таутомерії виникає новий реакційний центр і нова від’ємність в хімічних реакціях, за рахунок - ОН групи.

Мутаротація (від лат. muto — змінюю та rotatio — обертання), зміна

величини оптичного обертання розчинів оптично активних сполук внаслідок

їх епімеризації.

Мутаротація відбувається внаслідок встановлення таутомерної

рівноваги. При розчиненні вуглевод, що знаходиться в одній з циклічних

форм, переходить у рівноважну суміш п'яти форм.

Зазвичай швидкість мутаротації відповідає оборотній реакції першого

порядку, що відповідає рівновазі між двома таутомерними формами (частіше

між α- та β-ізомерами піранозної форми, оскільки вона переважає в розчинах

моносахаридів). Швидкість мутаротації зростає в присутності кислот або основ.

Реакції за участю циклічних форм. При взаємодії моносахари­дів зі спиртами, фенолами за наявності кислотного каталізатора утворюють глікозиди. В назві їх суфікс -оза замінюється на -озид. Невуглеводну частину молекули глікозиду називають агліконом, а хімічний зв'язок між аномерним атомом Карбону моносахариду і агліконом дістав назву глікозидного зв'язку. В природі вони пере­важно зустрічаються як β—глікозиди.

Як аглікони виступають гідроксилвмісні сполуки (стероїди, мо­носахариди) утворюючи глікозидний зв'язок через атом Оксигену, так звані О-глікозиди.

У N -глікозидах агліконами є залишки аліфатичних, ароматич­них, гетероциклічних амінів, і зв'язок здійснюється через атом Ні­трогену (нуклеотиди, нуклеозиди, АТФ, НАД⁺ та інші).

В S - глікозидах агліконами є тіоли, і зв'язок аглікону з моносахаридом здійснюється через атом Сульфуру (синігрин, при гідролізі якого утворюється гірчичне масло).

При дії спирту у присутності хлороводню(газ) на моносахари­ди утворюються глікозиди, яки легко гідролізуються у кислому се­редовищі з утворенням суміші ос-, (3-аномерів відповідного моно­сахариду.

Аміноцукри - моносахариди, у молекулах яких одна або декіль­ка гідроксильних груп заміщені аміногрупою. D - галактозамін є структурним фрагментом хондраїтинсульфатів; D-глактозамін є структурним компонентом глікопротеїдів і полісахаридів.

Вони вступають в реакції, характерні для аміногрупи і моно­сахаридів.

Представником є нейрамінова кислота, яка трапляється у вигля­ді N - і О - ацильованих похідних, об'єднаних під назвою сіалові кислоти. Сіалові кислоти є структурними компонентами речовин крові, тканин, гангліозидів мозку, глікопротеїдів.

γ -Лактон 2,3-дегідро-L-гулонової кислоти відомий під назвою аскорбінової кислоти (вітамін С). Нестача вітаміну С в організмі викликає захворювання на цингу і зменшує опірність організму до інфекційних захворювань. За рахунок окисно-відновних процесів вітаміну С в організмі відбувається, наприклад, окиснення а-амінокислоти проліну. Потреба у вітаміні С для людини складає 50— 70 мг на добу. Засвоєний промисловий синтез вітаміну С виходячи з В-глюкози. Аскорбінова кислота є консервантом при консерву­ванні фруктів і виробництві сухого молока.

Дата добавления: 2014-01-07