Arabinose cyclic formula. Mga espesyal na seksyon ng kurso. a) Mga formula ng projection ng Fisher
Ang pangunahing anyo ng pagkakaroon ng mga karbohidrat sa mga solusyon ay, tulad ng hindi inaasahan, paikot. Ang cyclic form ng carbohydrates ay lumilitaw bilang isang resulta ng isang intramolecular reaksyon ng pagbuo hemiacetal kapag ang isang pangkat ng carbonyl ay nakikipag-ugnayan sa isa sa mga hydroxyl ng parehong molekula (madalas sa ikalima). Nagreresulta ito sa isang medyo matatag na istraktura ng singsing na may anim na miyembro, ang mga conformation na malapit na katulad ng sa cyclohexane. Dahil ang anim na miyembro na singsing na naglalaman ng oxygen ay halos magkapareho sa istraktura sa pyran , ang mga ito ay tinatawag na pyranose form o simple pyranoses . Sa mas maliit na halaga, naglalaman ang mga solusyon furanose mga anyo ng carbohydrates na nabuo sa pamamagitan ng reaksyon ng isang carbonyl group na may hydroxyl sa ikaapat na carbon atom. Kapag ang mala-kristal na D-glucose ay natunaw sa tubig, mayroong higit o mas kaunting mabilis (depende sa pagkakaroon ng mga catalyst para sa pagbuo ng hemiacetal) na pagbabago sa anggulo ng pag-ikot ng eroplano ng polarized na ilaw mula 112 deg hanggang sa ilang halaga ng balanse ( tungkol sa 53.8 deg). Ang halagang ito ay tipikal para sa pinaghalong lahat ng limang anyo ng D-glucose na nasa solusyon (dalawang pyranose, dalawang furanose at linear). Ang bahagi ng linear form ay nagkakahalaga ng mas mababa sa 1 porsyento. Bilang resulta ng pagbibisikleta, karagdagang sentro asymmetry, sa carbon number 1. Ang conformation sa carbon atom na ito ngayon ay tumutukoy sa isa sa dalawang bagong isomer, na tinatawag na anomer(a- at b- anomer). Ang interconversion ng glucose ay nabubuo sa isa't isa sa pamamagitan ng pagbuo ng isang linear conformation ay tinatawag mutarotation:
Ang pinakakaraniwang anyo ng representasyon ng mga paikot na anyo ng carbohydrates ay mga istruktura Haworth (Haworth). Ang mga D-isomer sa larawang ito ay may pangkat na CH 2 OH na may ikaanim (o ikalima para sa ribose) na carbon atom na matatagpuan sa itaas ng eroplano mga singsing. a Ang mga anomer ay inilalarawan bilang may anomeric hydroxyl sa ilalim ng eroplano singsing, at b-anomer- sa itaas ng eroplano mga singsing.
Ganito ang hitsura ng mga paikot na hugis fructose at ribose(furanose):
Lahat ng nagaganap na paikot na anyo ng D-fructose:
Ang pyranose form ng ribose ay hindi gaanong karaniwan:
Ang pangkat ng hydroxyl sa bagong sentro ng kawalaan ng simetrya ay hemiacetal, na malinaw na nakikilala ito sa mga katangian ng kemikal mula sa natitirang mga hydroxyl sa molekula. Samakatuwid, ito ay tinatawag na anomeric (o glycosidic) hydroxyl. Sa ilalim ng banayad na kondisyon ng acid catalysis, ang pagbuo ng buong acetal (glycoside)
sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang molekula ng anumang alkohol o, sa pangkalahatan, bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa anumang alkohol hydroxyl, kabilang ang isa pang anomeric hydroxyl. Ang mga karaniwang glycoside ng ganitong uri ay disaccharides.
Mga paikot na anyo ng galactose at mannose:
Ang mga patakaran para sa paglipat mula sa mga linear patungo sa mga paikot na anyo ay ang mga pagpapangkat sa kanan sa mga linear na anyo ay ipinapakita sa ilalim ng singsing sa mga paikot na anyo, at ang nasa kaliwa ay nasa itaas ng singsing.
Ang pinakamahalagang monosaccharides
Ang pinakakaraniwang monosaccharide ay D-glucose. Ang formula nito ay napakadaling tandaan: ito ay aldohexose, sa Fisher formula kung saan ang lahat ng hydroxyl group, maliban sa isa - ang pangalawa mula sa itaas (sa C-3) ay matatagpuan sa kanan.
D-mannose D-glucose D-galactose
Ang Aldohexose, na naiiba sa D-glucose sa lokasyon ng unang hydroxyl group (sa C-2), ay tinatawag na D-mannose, at ang pangatlo (sa C-4) ay tinatawag na D-galactose. Ang D-fructose ay naiiba sa D-glucose dahil ito ay isang ketose at hindi isang aldose.
D-fructose D-arabinose L-arabinose
Maliban sa hexoses pinakamahalaga may pentoses din. Ang D-arabinose ay naiiba sa D-glucose sa kawalan ng C-1. Sa kalikasan, karaniwan ang L-arabinose, na isang salamin na imahe ng D-arabinose. Ito ay nakapaloob sa cherry glue. Ang xylose formula ay maaaring makuha mula sa glucose formula sa pamamagitan ng pag-alis ng huling carbon atom. Sa formula ng D-ribose, na bahagi ng mga nucleic acid, lahat ng hydroxyl group ay matatagpuan sa kanan. Kasama rin sa komposisyon ng mga nucleic acid ang 2-deoxy-D-ribose, na naiiba sa D-ribose sa kawalan ng hydroxyl group sa pangalawang carbon atom.
Hal. 2. Iguhit ang projection formula ni Fischer para sa mga sumusunod na D-series na hexoses: glucose, mannose, galactose, at fructose.
D-xylose D-ribose 2-deoxy-D-ribose
Epimerization
Sa ilalim ng pagkilos ng mga base, halimbawa, sa glucose, ang hydrogen ng -carbon atom na may kaugnayan sa carbonyl group ay pumasa sa oxygen ng pangkat na ito, bilang isang resulta kung saan nabuo ang enol form. Sa kasong ito, nawawala ang chirality ng pangalawang carbon atom. Sa panahon ng reverse transformation, ang bumabalik na proton ay maaaring lumapit mula sa magkabilang panig ng eroplano, na hahantong sa pagbuo ng parehong orihinal na D-glucose at ang bagong D-mannose carbohydrate, i.e. lumilitaw ang isang isomer na may bagong posisyon ng pangkat ng hydroxyl. Bilang karagdagan, ang isa pang karbohidrat ay lumitaw na may isang bagong pag-aayos ng pangkat ng carbonyl. Ang ganitong pagbabago ay tinatawag epimerisasyon.
D-glucose enol form (enediol) D-mannose
D-fructose
Dalawang stereoisomer na naglalaman ng maraming chiral center ngunit magkaiba sa configuration isa lamang sa mga sentro tinawag mga epimer. Dalawang carbohydrates na naiiba sa posisyon ng hydroxyl group ay tinatawag mga epimer. Ang pagbuo ng isang equilibrium mixture ng tatlong carbohydrates ay maaaring maganap sa pamamagitan ng paggamot na may mga base ng alinman sa tatlong carbohydrates na ito.
Hal. 3. Anong mga monosaccharides ang tinatawag na epimeric? Sumulat ng mga formula ng projection para sa monoses ng epimeric D-mannose.
Mga paikot na anyo ng monosis, mutarotation
Ang isang katangian ng hydroxyaldehydes at hydroxyketones, na kinabibilangan ng mga monoses, ay ang kanilang pagkahilig na bumuo ng cyclic hemiacetals at hemiketals; madali itong nangyayari kung ang mga nagreresultang singsing ay binubuo ng 5 at 6 na atomo, kabilang ang oxygen.
5-hydroxypentanal (open form) (cyclic form)
Ang mga bukas at paikot na anyo ng carbohydrates ay balanse sa isa't isa, na nakamit bilang resulta ng pagbabagong-anyo ng tautomeric. Ang ganitong uri ng tautomerism ay tinatawag tautomerismo ng ring-chain.
Ang laki ng cycle ay ipinahiwatig sa pamamagitan ng pagpapalit sa generic na suffix na monoz - oz sa - pyranose- para sa anim na miyembro na cycle at - furanose para sa limang-matagalang cycle. Ang mga pangalan ng mga cycle ay nagmula sa mga pangalan ng kaukulang oxygen-containing heterocycles:
furan pyran
Hindi tulad ng conventional aldehydes, ang aldoses ay hindi tumutugon sa sodium bisulfite at hindi nagbibigay ng pulang kulay na may fuchsinsulfuric acid. Ito ay dahil ang mga aldoses ay nakararami sa mga paikot na anyo.
Karaniwang gumagawa ang glucose ng isang anim na miyembro na hemiacetal at samakatuwid ang hydroxyl group na matatagpuan sa C-5 ay ginagamit para dito. Kapag nabuo ang cyclic form, ang C-1 ay nagiging stereocenter: ang hemiacetal hydroxyl group na lumilitaw dito (tinatawag itong glycosidic) ay maaaring ilagay sa kaliwa o sa kanan:
D-glucopyranose D-glucose -D-glucopyranose
(Tollens formula) (Fischer formula) (Tollens formula)
Ang mga cyclic na anyo ng aldoses ay hemiacetals. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng intramolecular interaction ng hydroxyl at carbonyl group. Ang reaksyong ito ay bumubuo ng bagong stereocenter sa C-1 atom. Ang mga paikot na anyo ng monoses ay diastereomer. Ang ganitong mga diastereomer ay tinatawag anomer. Ang hemiacetal carbon atom ay tinatawag na anomeric atom. Ang mga anomer ay itinalaga at -anomer, depende sa lokasyon ng pangkat ng hydroxyl sa C-1 atom. Sa -anomer, ang glycosidic hydroxyl ay matatagpuan sa parehong panig ng penultimate carbon atom (sa D-row sa kanan), at sa -anomer - sa kabilang panig (sa D-row - sa ang kaliwa). Ang buong pangalan ng parehong anomer ng D-glucose ay magiging ayon sa pagkakabanggit - o -D-glucopyranose.
Sa conformational formula ng α-anomer ng D-glucopyranose, lahat ng hydroxyl group at ang -CH 2 OH group ay sumasakop sa equatorial position. Ang α-anomer formula ay nakikilala sa pamamagitan ng axial arrangement ng anomeric hydroxyl. Parehong anomer
Ang D-glucose sa mala-kristal na estado ay medyo matatag at ang bawat isa sa kanila ay maaaring ihiwalay sa purong anyo, pareho sa kanila ang paikutin ang eroplano ng polarized na ilaw.
Upang magtalaga ng mga paikot na anyo sa kasalukuyan sa chemistry ng carbohydrates, mas madalas na ginagamit ang mga formula ng armchair, katulad ng mga ginagamit upang italaga ang cyclohexane at ang mga derivatives nito.
Kaya pl. 146 tungkol sa С T. pl. 150 o C
D-glucose -D-glucopyranose -D-glucopyranose
20D +112o +19O
D-(+)-Glucose crystallize mula sa tubig sa anyo ng -D-glucopyranose, at mula sa pyridine - sa anyo ng -D-glucopyranose. Sa isang may tubig na solusyon, ang isang equilibrium ay itinatag kung saan mayroong 36% -D-glucopyranose at 64% -D-glucopyranose, na nagbibigay ng average na halaga para sa tiyak na pag-ikot ng solusyon 20 D = +52.5 O .
Ang kababalaghang ito ay tinatawag mutarotation. Ang anggulo ng pag-ikot ng eroplano ng polarized light ng solusyon sa panahon ng pagtatatag ng equilibrium sa pagitan ng mga isomer ay unti-unting nagbabago. Ang kababalaghan ng mutarotation ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa panahon ng decyclization, ang stereocenter sa C-1 ay nawawala (pagbabago sa isang carbonyl group), at ang kasunod na cyclization ay humahantong sa pagbuo ng parehong mga anomer. Tanging ang mga asukal na may libreng glycosidic hydroxyl, iyon ay, may kakayahang ring-chain tautomerism, ang sumasailalim sa mutarotation.
Kung ang isa sa mga anomer ay inilagay sa solusyon, ang bawat isa sa kanila ay magiging isang equilibrium na halo ng mga anomer na may isang tiyak na optical rotation na +52.5 o, na binubuo ng 36% ng -anomer at 64% ng -anomer. Ang konsentrasyon ng bukas na anyo kung saan ang mga anomer ay interconvert ay 0.024% lamang.
Minsan ang mga cyclic form ay inilalarawan nang hindi tinukoy ang oryentasyon ng glycosidic hydroxyl:
D-glucopyranose
Dahil ang D-mannose ay naiiba sa D-glucose sa lokasyon ng hydroxyl group lamang sa C-2, at D-galactose - sa C-4, ang conformational formula ng mga monoses na ito ay madaling makuha mula sa conformational formula ng kaukulang glucose anomers. :
D-mannopyranose -D-galactopyranose
Ang kagustuhan para sa posisyon ng ehe ng pangkat ng hydroxyl ay tinatawag anomeric na epekto.
Hal. apat. Hindi tulad ng glucose, ang D-mannose ay binubuo ng 69% α-anomer at 31% α-anomer. Isulat ang mga formula para sa parehong anomer ng mannopyranose.
Pagsasanay 5. Hexose, sa Fischer formula kung saan lahat ng hydroxyl group
matatagpuan sa kanan, na tinatawag na D-allosis. Iguhit ang bukas at paikot na mga formula ng D-allose.
Bilang karagdagan sa mga conformational formula para sa cyclic forms ng carbohydrates, ang mga pinasimple na cyclic formula ayon kay Hayworth (Haworth) ay kadalasang ginagamit. Ang paglipat mula sa mga conformational formula patungo sa mga formula ng Hayworth ay napakasimple: ang cycle ay pinatag, ang mga bono sa carbon atom ng mga substituent ay inilalarawan nang patayo.
conformational formula Haworth formula
D-glucopyranose -D-glucopyranose
Ang mga formula ni Haworth para sa natitirang mga aldohexoses ay madaling nakuha mula sa formula
D-glucopyranose. Lahat ng nakasulat sa kanan sa Fisher formula sa cyclic formula ay nakasulat sa ibaba at vice versa:
D-fructose -D-fructofuranose -D-glucopyranose
Kung gusto nating i-flip ang cyclic formula na may pag-alis mula sa drawing plane, kung gayon ang lahat ng mga substituent ay dapat na palitan.
D-fructofuranose
Hal. 6. Pangalanan ang mga sumusunod na monoses:
Hal. 7. Isulat ang mga conformational formula para sa -D-glucopyranose, -D-glucopyranose, -D-fructofuranose, -D-galactopyranose at -D-mannopyranose.
Hal. walo. Ang Hexose, na naiiba sa glucose lamang sa lokasyon ng pangkat ng aldehyde, ay tinatawag na gulose. Isulat ang formula ng hexose na ito at ipahiwatig sa pangalan nito kung saang serye (D o L) ito kabilang.
Hal. 9. Isulat ang mga inaasahang formula ng Haworth para sa -D-glucopyranose, -D-glucopyranose, -D-fructofuranose, -D-galactopyranose, at -D-mannopyranose.
Pagsasanay 10. Anong phenomenon ang tinatawag na mutarotation? Ipaliwanag gamit ang D-mannose bilang isang halimbawa, dahil ang parehong anomer sa equilibrium system ay nasa pyranose form. Paano matutukoy ang mutarotation?
a) Mga formula ng projection ng Fisher
Para sa mas mabilis at mas maginhawang pagsusulat ng configuration, iminungkahi ni E. Fischer na katawanin sila gamit ang mga formula ng projection. Ang carbon chain ay kinakatawan ng isang patayong linya, sa mga dulo kung saan ang una at huling functional na mga grupo ay nakasulat (ang aldehyde group ay palaging nakasulat sa tuktok). Ang mga pangkat ng H at OH ay nakasulat sa kanan o kaliwa ng kadena, ayon sa kanilang spatial na pag-aayos sa molekula. Halimbawa, ang glucose, ayon kay Fischer, ay nakasulat tulad nito:
b) Mga formula ng "Perspektibo" (mga formula ni Haworth)
Ang mga formula na ipinakita sa itaas ay hindi kayang magbigay ng komprehensibong geometric na representasyon ng hemiacetal na istraktura ng monosa. Noong 1928, iminungkahi ni Haworth ang mga "promising" na mga formula na mas malapit na sumasalamin sa mga tunay na istruktura ng mga sangkap.
Ang oxygen atom ay palaging inilalagay sa kanang sulok sa itaas. Para sa isang mas natatanging imahe ng eroplano ng singsing, ang bahagi nito na nakaharap sa mambabasa ay ipinahiwatig ng mga makapal na linya. Ang mga carbon atom na kasama sa cycle, bilang panuntunan, ay hindi nakasulat, ngunit binibilang lamang. Ang mga vertical na linya ay iginuhit sa pamamagitan ng mga ito, sa mga dulo kung saan ang mga hydrogen atoms at hydroxyl group ay nakasulat alinsunod sa kanilang spatial na pag-aayos sa molekula:
Kapag isinusulat ang formula ng Haworth para sa anumang monosaccharide, dapat sundin ang mga sumusunod na patakaran:
1) lahat ng mga grupo na matatagpuan sa kanan ng carbon core sa karaniwang mga formula (Fischer formula) ay sumasakop sa isang posisyon sa ilalim ng ring plane sa Haworth formula; at ang mga grupo sa kaliwa ay nasa itaas ng eroplano ng singsing, maliban sa hydrogen atom, sa C 4 sa furanoses at C 5 sa pyranoses;
2) ang pangkat ng pagtatapos - CH 2 OH ay inilalagay din sa itaas ng eroplano ng singsing.
Para sa mga paikot na anyo ng ketosis, ginagamit din ang mga formula ni Haworth:
Ang mga pormula ng projection ni Haworth ay maaaring lumikha ng isang maling kuru-kuro tungkol sa spatial na istraktura ng mga molekula ng carbohydrate - na parang ang mga singsing na pyranose at furanose ay flat, na sa katotohanan ay hindi. Sa katunayan, ang pyranose ring ay maaaring tumagal ng dalawang pagsasaayos - ang hugis ng isang upuan at ang hugis ng isang bangka:
Mula sa isang masiglang pananaw, ang hugis ng upuan ay mas matatag; ito ay siya na nananaig sa karamihan ng mga natural na monosaccharides.
Gayunpaman, ang mga projection ng Haworth ay naging laganap; ang mga ito ay mas simple at mas mahusay na display Mga katangian ng kemikal monosaccharides.
2.4 Mga indibidwal na kinatawan ng monosaccharides
Ang mga hexoses at pentose ay ang pinakamalawak na ipinamamahagi sa kalikasan.
Among pentose Ang pinakamahalaga ay arabinose, xylose, ribose at deoxyribose. Ang mga pentose ay matatagpuan sa kalikasan pangunahin bilang mga sangkap ng mga molekulang polysaccharide na tinatawag na mga pentosan, pati na rin ang mga gilagid ng gulay.
L-arabinose
Sa kalikasan, ang L (+)-arabinose ay higit na matatagpuan. Ito ay matatagpuan bilang isang monosaccharide sa cherry glue, beets. Ang L-arabinose ay malawak na ipinamamahagi sa mga halaman bilang isang bahagi ng uhog, gilagid, pectin at hemicelluloses. Ang Arabinose ay nakuha sa pamamagitan ng hydrolysis ng cherry glue o beet pulp. Kapag ang arabinose ay nabawasan, ang polyhydric alcohol arabitol ay nakuha, at kapag na-oxidize, ang arabonic acid ay nakuha.
Monosaccharides maaaring mabuo ang bukas na anyo mga cycle, ibig sabihin. malapit sa mga singsing.
Tingnan natin ito sa isang halimbawa glucose.
Tandaan mo yan glucose ay anim na atomic aldehyde na alkohol(hexose). Ang molekula nito ay sabay-sabay na naglalaman pangkat ng aldehyde at iilan mga pangkat ng hydroxyl OH(Ang OH ay ang functional na grupo ng mga alkohol).
Kapag nakikipag-ugnayan sa isa't isa aldehyde at isa sa mga pangkat ng hydroxyl kabilang sa parehong molekula glucose, ang huli ay bumubuo ikot, singsing.
Ang hydrogen atom mula sa hydroxyl group ng ikalimang carbon atom ay pumasa sa aldehyde group at pinagsasama sa oxygen doon. Ang bagong nabuong hydroxyl group ( SIYA) ay tinatawag na glycosidic.
Malaki ang pagkakaiba ng mga katangian nito sa alak(glycose) mga pangkat ng hydroxyl monosaccharides.
Ang oxygen atom mula sa hydroxyl group ng ikalimang carbon atom ay pinagsama sa carbon ng aldehyde group, na nagreresulta sa pagbuo ng isang singsing:
Alpha- at beta anomer ng glucose naiiba sa posisyon ng glycosidic group SIYA may kaugnayan sa carbon chain ng molekula.
Isinaalang-alang namin ang pinagmulan ng anim na miyembro na cycle. Ngunit ang mga cycle ay maaari ding limang miyembro.
Mangyayari ito kung ang carbon mula sa pangkat ng aldehyde ay pinagsama sa oxygen ng pangkat ng hydroxyl. sa ikaapat na carbon atom, at hindi sa ikalima, gaya ng tinalakay sa itaas. Kumuha ng mas maliit na singsing.
Ang anim na miyembro na cycle ay tinatawag pyranose, limang termino - furanose. Ang mga pangalan ng mga cycle ay nagmula sa mga pangalan ng mga kaugnay na heterocyclic compound - furan at pyrana.
Sa mga pangalan ng cyclic form, kasama ang pangalan ng monosaccharide mismo, ang "end" ay ipinahiwatig - pyranose o furanose nailalarawan ang laki ng cycle. Halimbawa: alpha-D-glucofuranose, beta-D-glucopyranose, atbp.
Ang mga paikot na anyo ng monosaccharides ay thermodynamically mas matatag sa paghahambing sa mga bukas na anyo, samakatuwid, sa kalikasan ang mga ito ay mas karaniwan.
Glucose
Glucose(mula sa ibang Greek γλυκύς - matamis) ( C6H12O6) o asukal sa ubas - ang pinakamahalaga sa monosaccharides; puting kristal ng matamis na lasa, madaling natutunaw sa tubig.
Ang link ng glucose ay bahagi ng serye disaccharides(maltose, sucrose at lactose) at polysaccharides(selulusa, almirol).
Glucose matatagpuan sa katas ng ubas, sa maraming prutas, gayundin sa dugo ng mga hayop at tao.
Ang muscular work ay ginagawa pangunahin dahil sa enerhiya na inilabas sa panahon ng oksihenasyon. glucose.
Glucose ay isang hexahydric aldehyde alcohol:
Glucose nakuha noong hydrolysis polysaccharides ( almirol at selulusa) sa ilalim ng pagkilos ng mga enzyme at mineral acid. Sa kalikasan glucose ginawa ng mga halaman sa panahon potosintesis.
Fructose
Fructose o asukal sa prutas С6Н12О6 – monosaccharide, isang kasama ng glucose sa maraming prutas at berry juice.
Fructrose bilang isang monosaccharide link ay bahagi ng sucrose at lactulose.
Fructose mas matamis kaysa sa glucose. Ang mga halo dito ay bahagi ng pulot.
Sa pamamagitan ng istraktura fructose ay isang anim na hydric keto alcohol:
Hindi tulad ng glucose at iba pang aldoses, fructose hindi matatag sa parehong alkalina at acidic na solusyon; nabubulok sa ilalim ng mga kondisyon ng acid hydrolysis ng polysaccharides o glycosides.
Galactose
Galactose - monosaccharide, isa sa mga pinaka-karaniwang nagaganap na anim na hydric na alkohol sa kalikasan ay hexose.
Galactose umiiral sa acyclic at cyclic forms.
Naiiba mula sa glucose spatial arrangement ng mga grupo sa ika-4 na carbon atom.
Galactose natutunaw sa tubig, mahina sa alkohol.
Sa mga tisyu ng halaman galactose ay bahagi ng raffinose, melibiose, stachyose, pati na rin ang polysaccharides - galactans, pectin substances, saponins, iba't ibang gum at mucus, gum arabic, atbp.
Sa hayop at tao galactose - sangkap lactose (asukal sa gatas), galactogen, polysaccharides na partikular sa grupo, cerebrosides at mucoproteins.
Galactose kasama sa maraming bacterial polysaccharides at maaaring i-ferment ng tinatawag na lactose yeast. Sa mga tisyu ng hayop at halaman galactose madaling maging glucose, na mas mahusay na hinihigop, ay maaaring ma-convert sa ascorbic at galacturonic acid.
Oligosaccharides. Sucrose.
Oligosaccharides ay isa sa mga uri polysaccharides.
Oligosaccharides ay carbohydrates na binubuo ng ilang monosaccharide residues (mula sa Greek. ὀλίγος - few).
Bilang isang patakaran, ang kanilang mga molecule ay naglalaman ng mula sa 2 dati 10 monosaccharide residues at may medyo maliit na molekular na timbang.
Ang pinakakaraniwan sa oligosaccharides ay disaccharides at trisaccharides.
disaccharides
Ang disaccharides ay binubuo ng dalawang monosaccharides. Ang pangkalahatang formula para sa disaccharides ay karaniwang C 12 H 22 O 11 .
§ 2. MONOSACCHARIDES
Spatial isomerism
Sa pamamagitan ng kanilang kemikal na kalikasan, ang mga monosaccharides ay aldehyde o keto alcohols. Ang pinakasimpleng kinatawan ng monosaccharides, aldotriasis, ay glyceraldehyde (2,3-dihydroxypropanal).
Isinasaalang-alang ang istraktura ng glyceraldehyde, makikita mo na ang ibinigay na formula ay tumutugma sa dalawang isomer na naiiba sa spatial na istraktura at isang mirror na imahe ng bawat isa:
Ang mga isomer na may parehong molecular formula ngunit naiiba sa pagkakaayos ng mga atomo sa espasyo ay tinatawag spatial, o mga stereoisomer. Dalawang stereoisomer na nauugnay sa isa't isa bilang isang bagay at isang salamin na imahe na hindi nag-tutugma dito ay tinatawag na mga enantiomer. Ang ganitong uri ng spatial isomerism ay tinatawag din sa mata isomerismo.
Ang pagkakaroon ng mga enantiomer sa glyceraldehyde ay dahil sa presensya sa molekula nito chiral carbon atom, i.e. isang atom na nakagapos sa apat na magkakaibang mga substituent. Kung mayroong higit sa isang chiral center sa molekula, ang bilang ng mga optical isomer ay matutukoy ng formula 2 n , kung saan ang n ay ang bilang ng mga chiral center. Ang mga stereoisomer na hindi enantiomer ay tinatawag diastereomer.
Para sa larawan ng mga optical isomer sa isang eroplano, gamitin Mga projection ng Fisher. Kapag nagtatayo ng mga projection ng Fischer, dapat itong isaalang-alang na ang mga atomo o grupo ng mga atom na nakahiga sa isang pahalang na linya ay dapat idirekta patungo sa tagamasid, i.e. lumabas sa eroplano ng papel. Ang mga atomo o mga grupo ng mga atom na nakahiga sa isang patayong linya at bumubuo, bilang panuntunan, ang pangunahing kadena, ay nakadirekta palayo sa tagamasid, i.e. lumampas sa ibabaw ng papel. Para sa mga isomer ng glyceraldehyde na isinasaalang-alang namin, ang pagtatayo ng mga projection ng Fischer ay magpapatuloy tulad ng sumusunod:
Ang glyceraldehyde ay tinatanggap bilang pamantayan para sa pagtatalaga ng mga optical isomer. Upang gawin ito, ang isa sa mga isomer nito ay itinalaga ng titik D, at ang pangalawa - sa pamamagitan ng titik L.
Pentoses at hexoses
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang pinakakaraniwan sa kalikasan ay aldopentoses at aldohexoses. Isinasaalang-alang ang kanilang istraktura, maaari nating tapusin na ang mga aldopentoses ay may 3 chiral centers (ipinahiwatig ng mga asterisk) at, samakatuwid, binubuo sila ng 8 (2 3) optical isomer. Ang Aldohexoses ay may 4 na chiral center at 16 na isomer:
Ang paghahambing ng istraktura ng huling carbohydrate mula sa carbonyl group ng chiral center na may istraktura ng D- at L-glycerol aldehydes, ang lahat ng monosaccharides ay nahahati sa dalawang grupo: D- at L-series. Ang pinakamahalagang kinatawan ng aldopentoses ay D-ribose, D-deoxyribose, D-xylose, L-arabinose, aldohexose - D-glucose at D-galactose, at ketohexose - D-fructose. Ang mga projection ng Fischer ng pinangalanang monosaccharides at ang mga likas na pinagmumulan ng mga ito ay ipinapakita sa ibaba.
Ang mga monosaccharides ay umiiral hindi lamang sa anyo ng mga bukas (linear) na mga form, na ibinigay sa itaas, kundi pati na rin sa anyo ng mga cycle. Ang dalawang anyo na ito (linear at cyclic) ay may kakayahang kusang ipasa ang isa sa isa pa may tubig na solusyon. Tinatawag na dynamic na equilibrium sa pagitan ng structural isomers tautomerismo. Ang pagbuo ng mga cyclic form ng monosaccharides ay nangyayari bilang isang resulta ng reaksyon ng intramolecular na pagdaragdag ng isa sa mga hydroxyl group sa carbonyl group. Ang pinaka-stable ay limang- at anim na miyembro na mga cycle. Samakatuwid, sa panahon ng pagbuo ng mga cyclic form ng carbohydrates, furanose(limang miyembro) at pyranose(anim na miyembro) cycle. Isaalang-alang ang pagbuo ng mga cyclic form sa mga halimbawa ng glucose at ribose.
Ang glucose sa panahon ng cyclization ay bumubuo ng isang nakararami na pyranose cycle. Ang pyranose ring ay binubuo ng 5 carbon atoms at 1 oxygen atom. Kapag ito ay nabuo, ang hydroxyl group ng ikalimang (C 5) carbon atom ay nakikilahok sa karagdagan.
Ang carbonyl group ay pinalitan ng isang hydroxyl group na tinatawag glycosidic, at mga derivatives ng glycosidic group ng carbohydrate - glycosides. Ang isa pang spatial na tampok ng cyclic form ay ang pagbuo ng isang bagong chiral center (C 1 atom). Mayroong dalawang optical isomer na tinatawag anomer. Ang anomer, kung saan ang glycosidic group ay matatagpuan sa parehong paraan tulad ng hydroxyl group, na tumutukoy sa ratio ng monosaccharide sa D- o L-series, ay tinutukoy ng titik , ang iba pang anomer ng titik . Ang istraktura ng monosaccharides sa cyclic form ay madalas na inilalarawan sa anyo ng mga formula ni Haworth. Ang larawang ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang makita pagsasaayos ng isa't isa hydrogen atoms at hydroxyl group na may kaugnayan sa eroplano ng singsing.
Kaya, sa isang solusyon, ang glucose ay umiiral sa anyo ng tatlong anyo na nasa mobile equilibrium, ang ratio sa pagitan ng kung saan ay humigit-kumulang: 0.025% - linear form, 36% - - at 64% - form.
Ang ribose ay pangunahing bumubuo ng limang-member na furanose ring.
Mga katangian ng kemikal
Ang mga kemikal na katangian ng monosaccharides ay tinutukoy ng pagkakaroon ng isang carbonyl group at alcohol hydroxyls sa kanilang mga molekula. Isaalang-alang ang ilang mga reaksyon ng monosaccharides gamit ang halimbawa ng glucose.
Bilang isang polyhydric alcohol, ang glycol, glucose solution ay dissolves ang precipitate ng copper (II) hydroxide upang bumuo ng isang kumplikadong compound.
Ang pangkat ng aldehyde ay bumubuo ng mga alkohol sa pagbabawas. Kapag nabawasan ang glucose, nabubuo ang isang hexahydric na alkohol sorbitol:
Ang sorbitol ay may matamis na lasa at ginagamit bilang isang kapalit ng asukal. Ang Xylitol, isang produkto ng xylose reduction, ay ginagamit din para sa parehong layunin.
Sa mga reaksyon ng oksihenasyon, depende sa likas na katangian ng ahente ng oxidizing, maaaring mabuo ang monobasic (aldonic) o dibasic (glucaric) acid.
Karamihan sa mga monosaccharides ay nagpapababa ng asukal. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng: ang reaksyon ng "salamin na pilak"
at pakikipag-ugnayan sa likido ni Fehling (pagbawas ng asul na Cu(OH) 2 sa dilaw na CuOH at pagkatapos ay orange na Cu 2 O).
Ang glycosidic group ng cyclic forms ng monosaccharides ay may tumaas na reaktibiti. Kaya, kapag nakikipag-ugnayan sa mga alkohol, ang mga eter ay nabuo - glycosides. Dahil ang mga glycoside ay kulang sa isang glycosidic hydroxyl, hindi sila may kakayahang tautomerism, i.e. ang pagbuo ng isang linear form na naglalaman ng isang aldehyde group. Ang mga glycoside ay hindi tumutugon sa ammonia solution ng silver oxide at Fehling's liquid. Gayunpaman, sa isang acidic na kapaligiran, ang mga glycoside ay madaling na-hydrolyzed upang mabuo ang mga panimulang compound:
Sa ilalim ng pagkilos ng mga sistema ng enzyme ng mga microorganism, ang monosaccharides ay maaaring mabago sa iba't ibang mga organikong compound. Ang ganitong mga reaksyon ay tinatawag na fermentation. Ang alkohol na pagbuburo ng glucose ay malawak na kilala, bilang isang resulta kung saan nabuo ang ethyl alcohol. Ang iba pang mga uri ng pagbuburo ay kilala rin, halimbawa, lactic acid, butyric, citrate, glycerin.
- Mga dignidad at damit ng mga pari at monasticism ng Orthodox
- Mga manggagamot at manghuhula - bakit sila pinupuntahan ng mga tao?
- Habang nagkukumpisal. Paghahanda para sa pagtatapat. Listahan ng mga kasalanan para sa pagtatapat. Paano magbihis para sa pagtatapat
- Papuri sa Kabanal-banalang Theotokos Papuri sa Ina ng Diyos kasama ng isang Akathist para sa kanilang ipinagdarasal