Monosaxaridlar ochiq shakl hosil qilishi mumkin sikllar, ya'ni. halqalarga yaqin.
Keling, buni bir misol bilan ko'rib chiqaylik glyukoza.
Shuni eslang glyukoza olti atomli aldegid spirti(geksoza). Uning molekulasi bir vaqtning o'zida o'z ichiga oladi aldegid guruhi va bir nechta gidroksil guruhlari OH(OH - spirtli ichimliklarning funktsional guruhi).
Bir-birlari bilan muloqot qilishda aldegid va biri gidroksil guruhlari bir xil molekulaga tegishli glyukoza, ikkinchisi shakllanadi tsikl, uzuk.
Beshinchi uglerod atomining gidroksil guruhidan vodorod atomi aldegid guruhiga o'tadi va u erda kislorod bilan birlashadi. Yangi hosil bo'lgan gidroksil guruhi ( U) deyiladi glikozid.
Uning xususiyatlari sezilarli darajada farq qiladi spirtli ichimliklar(glikoza) gidroksil guruhlari monosaxaridlar.
Beshinchi uglerod atomining gidroksil guruhidagi kislorod atomi aldegid guruhidagi uglerod bilan birlashadi, natijada halqa hosil bo'ladi:
Alfa- Va glyukozaning beta-anomerlari glikozidlar guruhining holatida farqlanadi U molekulaning uglerod zanjiriga nisbatan.
Biz olti a'zoli tsiklning kelib chiqishini ko'rib chiqdik. Ammo tsikllar ham bo'lishi mumkin besh a'zoli.
Agar aldegid guruhidagi uglerod gidroksil guruhi kislorodi bilan biriksa, bu sodir bo'ladi. to'rtinchi uglerod atomida, va yuqorida muhokama qilinganidek, beshinchi emas. Kichikroq uzuk oling.
Olti a'zoli tsikllar deyiladi piranoza, besh muddatli - furanoza. Tsikllarning nomlari tegishli geterotsiklik birikmalarning nomlaridan kelib chiqadi - furan Va pirana.
Tsiklik shakllarning nomlarida monosaxaridning o'zi nomi bilan bir qatorda "oxiri" ko'rsatilgan - piranoza yoki furanoza sikl hajmini tavsiflovchi. Masalan: alfa-D-glyukofuranoza, beta-D-glyukopiranoza va boshqalar.
Monosaxaridlarning siklik shakllari termodinamik jihatdan barqarorroqdir ochiq shakllar bilan solishtirganda, shuning uchun tabiatda ular ko'proq uchraydi.
Glyukoza
Glyukoza(boshqa yunon tilidan glyukos - shirin) ( C6H12O6) yoki uzum shakar - monosaxaridlarning eng muhimi; shirin ta'mli oq kristallar, suvda oson eriydi.
Glyukoza aloqasi seriyaning bir qismidir disaxaridlar(maltoza, saxaroza va laktoza) va polisaxaridlar(tsellyuloza, kraxmal).
Glyukoza uzum sharbatida, ko'plab mevalarda, shuningdek, hayvonlar va odamlarning qonida mavjud.
Muskullar ishi asosan oksidlanish jarayonida ajralib chiqadigan energiya hisobiga amalga oshiriladi. glyukoza.
Glyukoza olti atomli aldegid spirti:
Glyukoza qachon olingan gidroliz polisakkaridlar ( kraxmal Va tsellyuloza) fermentlar va mineral kislotalar ta'sirida. Tabiatda glyukoza davrida o'simliklar tomonidan ishlab chiqariladi fotosintez.
Fruktoza
Fruktoza yoki meva shakar S6N12O6 – monosaxarid, ko'plab meva va berry sharbatlarida glyukoza hamrohi.
Fruktroza monosaxarid aloqasi sifatida saxaroza va laktulozaning bir qismidir.
Fruktoza glyukozadan ancha shirinroq. U bilan aralashmalar asalning bir qismidir.
Tuzilishi bo'yicha fruktoza olti atomli keto spirti:
Glyukoza va boshqa aldozalardan farqli o'laroq, fruktoza ishqoriy va kislotali eritmalarda beqaror; polisaxaridlar yoki glikozidlarning kislotali gidrolizi sharoitida parchalanadi.
Galaktoza
Galaktoza - monosaxarid, tabiatda eng ko'p uchraydigan olti atomli spirtlardan biri geksoza hisoblanadi.
Galaktoza asiklik va siklik shakllarda mavjud.
dan farq qiladi glyukoza 4-uglerod atomidagi guruhlarning fazoviy joylashishi.
Galaktoza suvda, spirtda yomon eriydi.
O'simlik to'qimalarida galaktoza rafinoza, melibioza, staxioz, shuningdek, polisaxaridlar - galaktanlar, pektin moddalari, saponinlar, turli xil milklar va shilimshiqlar, arab saqichlari va boshqalar tarkibiga kiradi.
Hayvonlarda va odamlarda galaktoza- laktoza (sut qandi), galaktogen, guruhga xos polisaxaridlar, serebrozidlar va mukoproteinlarning ajralmas qismi.
Galaktoza ko'p bakterial polisaxaridlar tarkibiga kiradi va laktoza xamirturush deb ataladigan achitqi orqali achitilishi mumkin. Hayvon va o'simlik to'qimalarida galaktoza osonlik bilan aylanadi glyukoza, yaxshiroq so'riladi, askorbin va galakturon kislotalarga aylanishi mumkin.
Oligosakkaridlar. saxaroza.
Oligosakkaridlar turlaridan biri hisoblanadi polisaxaridlar.
Oligosakkaridlar bir nechta monosaxarid qoldiqlaridan tashkil topgan uglevodlardir (yunoncha ὀligos - ozchilikdan).
Qoida tariqasida, ularning molekulalari dan o'z ichiga oladi 2 oldin 10 ta monosaxarid qoldiqlari va nisbatan kichik molekulyar og'irlikka ega.
Eng keng tarqalgan oligosakkaridlar bor disaxaridlar Va trisaxaridlar.
disaxaridlar
Disaxaridlar ikkita monosaxariddan iborat. Disaxaridlarning umumiy formulasi odatda C 12 H 22 O 11.
Aldozlar aldegidlarga xos bo'lgan barcha xususiyatlardan uzoqda namoyon bo'ladi. Demak, ular fuksin sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishmaydi va natriy gidrosulfit bilan juda sekin reaksiyaga kirishadi. Shu bilan birga, gidroksil guruhlaridan birining faolligi oshishi kuzatiladi, aldoz izomerlari soni Fisher formulasi bo'yicha prognoz qilinganidan ikki baravar ko'p, bundan tashqari, aldozalar mutarotatsiya fenomeni - burchakning o'zgarishi bilan tavsiflanadi. yangi tayyorlangan eritmalarning aylanishi.
Bu qarama-qarshiliklarni tushuntirish uchun XIX asr oxirida. monosaxaridlar faqat chiziqli shaklda emas, balki tarkibida karbonil guruhi bo'lmagan tsiklik ichki hemiatsetallar shaklida ham mavjud bo'lishi mumkinligi g'oyasi ilgari surildi. Keyinchalik monosaxaridlar bilan xarakterlanishi isbotlangan siklozanjir tautomerizmi: kristall holatda ular tsiklik tuzilishga ega bo'lib, eritmalarda ular dinamik muvozanatda bo'lgan tsiklik va ochiq zanjirli shakllarda mavjud.
Monosaxaridlarning siklik shakllarining hosil bo'lishi gidroksil guruhlaridan birining karbonil guruhiga molekulyar qo'shilishi reaktsiyasi natijasida yuzaga keladi. Eng barqarorlari besh va olti a'zoli tsikllardir. Shuning uchun, uglevodlarning tsiklik shakllarini shakllantirish jarayonida, furanoza(besh a'zoli) va piranoza(olti a'zoli) sikllar. Glyukoza va riboza misollarida siklik shakllarning hosil bo'lishini ko'rib chiqing.
Tsiklizatsiya paytida glyukoza asosan piranozali tsiklni hosil qiladi. Piranoza halqasi 5 ta uglerod atomidan va 1 ta kislorod atomidan iborat. U hosil bo'lganda, qo'shilishda beshinchi (C 5) uglerod atomining gidroksil guruhi ishtirok etadi.
Monosaxaridlarning siklik shakllarining shakllanishi aldegid guruhining C 5 da joylashgan gidroksil bilan, kamroq tez-tez C 4 - atomida o'zaro ta'siridan kelib chiqadi: Olingan birikma ichki tsiklik hemiatsetaldir. Shuning uchun monozalarning siklik shakllari deyiladi yarimasetal.
Halqaning yopilishi natijasida molekulada yangi assimetrik markaz paydo bo'ladi - bu izomerlar sonining ikki baravar ko'payishiga olib keladi:
Aniqroq qilib aytganda, monosaxaridlarning tsiklik shakllarining tuzilishini "istiqbolli" Haworth formulalari yordamida ifodalash mumkin:
Siklik shakldagi birinchi uglerod atomidagi -OH guruhi deyiladi glikozid gidroksil. U qolgan gidroksil guruhlarga qaraganda ancha reaktivdir, spirtlar yoki ikkinchi monosaxarid molekulasi bilan oson reaksiyaga kirishadi. glikozidlar.
Fisherning proyeksiya formulalaridan Xovort formulalariga o'tish quyidagi qoidalarga muvofiq amalga oshiriladi:
1) Fisher formulasida gidroksil guruhi siklik yarimatsetal hosil bo'lishida ishtirok etadigan uglerod atomida o'rinbosarlarning juft miqdordagi almashinishi amalga oshiriladi. O'zgartirish shu tarzda amalga oshiriladiki, bu OH-guruh karbonil guruhi bilan bir xil vertikalda joylashgan va pastki qismida joylashgan.
Misol uchun, D-glyukozaning piranoz halqasini hosil qilish C 5 da OH-guruhini o'z ichiga oladi. Biz ikkita almashtirishni amalga oshiramiz va Fisher proyeksiyasida tsiklik shaklni yozamiz:
Furanoz sikli hosil bo'lgan taqdirda ham xuddi shunday harakat qilamiz. Endi C 4 dagi OH-guruhi tsiklning shakllanishida ishtirok etadi:
2) Tsiklning tuzilishiga qarab, tegishli "bo'sh" olinadi:
Fisher proyeksiyasida uglerod zanjirining o'ng tomonida joylashgan barcha o'rinbosarlar halqa tekisligi ostida joylashgan; mos ravishda, chapda joylashgan o'rinbosarlar - tekislik ustida.
E'tibor bering, D seriyali monosaxaridlarning piranoz shakllarida CH 2 OH guruhi doimo halqa tekisligidan yuqorida joylashgan. A-anomerlarda glikozid OH-guruhi halqa tekisligi ostida joylashgan bo'lsa,
b-anomer - tekislik ustida.
Tsiklik shakllarning nomlari quyidagicha tuzilgan: birinchi navbatda glikozidlar guruhining pozitsiyasi (a- yoki b-) ko'rsatiladi, keyin saxarid stereokimyoviy qatorga (D- yoki L-), so'ngra semantik qismga kiradi. sikl nomi (−furan− yoki −piran−), nom −oz qo‘shimchasi bilan tugaydi.
Agar anomerizatsiya ko'rsatilmagan bo'lsa yoki u anomerlarning muvozanat aralashmasi bo'lsa, glikozidlar guruhining holati to'lqinli chiziq bilan ko'rsatiladi:
Mutarotatsiya
Furanoza va piranoza halqalari, shuningdek a- va b-anomerlar turli termodinamik barqarorlikka ega. Biroq, monosaxaridlar eritmada ham ochiq shaklda, ham barcha mumkin bo'lgan tsiklik shakllarda mavjud. Bu shakllarning nisbati monosaxaridning ochiq shaklining tuzilishiga, erituvchining tabiatiga va boshqa omillarga bog'liq. Umuman olganda, piranoza halqalari furanozalarga qaraganda ancha barqaror, b-anomerlar esa o'rinbosarlarning ekvatorial konformatsiyasi tufayli qutbli erituvchilarda barqarorroqdir.
Suvli eritmada furanoza halqalarining piranoza halqalariga va a-anomerlarning b-anomerlarga va aksincha o'zaro o'zgarishi mumkin. Monosaxaridning ochiq va siklik shakllari orasidagi bu dinamik muvozanat siklo-okso-tautomerizm deb ataladi. a- va b-anomerlarning o'zaro konversiyasi deyiladi anomerizatsiya.
Muvozanat holatiga kelgunga qadar ba'zi tautomer shakllarining boshqalarga o'tishi bilan bog'liq bo'lgan yangi tayyorlangan shakar eritmalarining aylanish burchagining o'zgarishi deyiladi. mutarotatsiya.
Tsikllanish reaksiyasi molekulaning alkogol va aldegid guruhlarining bir-biri bilan reaksiyaga kirishish qobiliyatiga asoslanadi. O'z ichiga olgan uglerod zanjiri sp 3-uglerod atomlari egilgan, shuning uchun beshinchi uglerod atomidagi gidroksil guruhi aldegid guruhiga yaqinlashadi va u bilan reaksiyaga kirisha oladi. Masalan, 1-holatda glyukozaning siklizatsiyasi paytida hosil bo'lgan gidroksil guruhi halqa tekisligiga nisbatan past yoki yuqori pozitsiyani egallashi mumkin, bu esa mos ravishda glyukozaning a- va b-shakllarini hosil qiladi:
 |  |  |
||
| a- D- glyukoza (glyukopiranoza) | b- D- glyukoza (glyukopiranoza) |
Eritmada glyukozaning tsiklik va chiziqli shakllari o'rtasida muvozanat mavjud, sikllanish reaktsiyasi teskari bo'ladi.
Tsiklik shaklda glyukoza molekulasi aldegid guruhini o'z ichiga olmaydi va shuning uchun aldegidlarning xususiyatlarini ko'rsatmaydi. Tsikllanish jarayonida aldegid guruhidan hosil bo'lgan gidroksil guruhi deyiladi glikozid (asetal) . Atama " anomlar " glikozid atomining tsiklik shakldagi konfiguratsiyasida farq qiluvchi diastereomerik monosaxaridlar juftligini bildiradi, masalan, anomerik a- D- va b- D- glyukoza.
Aldozalar uchun bo'lgani kabi, ketozlar uchun ham chiziqli va tsiklik shakllarning muvozanati mavjud. Masalan, fruktozaning sikllanishi besh yoki olti a'zoli halqalarning shakllanishiga olib kelishi mumkin:
fruktopiranoza fruktofuranoza
(asosiy shakl)
Monosaxaridlarning yangi tayyorlangan eritmalari vaqt o'tishi bilan yorug'likning qutblanish tekisligining burilish burchagini ma'lum bir qiymatga o'zgartiradi. Bu hodisa nomini oldi mutarotatsiya . Buning sababi shundaki, eritmada anomerlar (monosaxaridlarning a- va b-shakllari) bir-biriga o'tadi va harakatchan muvozanat o'rnatiladi. Anomerlar yorug'likning qutblanish tekisligini turli burchaklarda aylantiradi va ularning konsentratsiyasi muvozanat o'rnatilgunga qadar o'zgarganligi sababli, umumiy aylanish burchagi ham o'zgaradi.
disaxaridlar
Disaxaridlar monosaxaridlarning kondensatsiyalanish mahsulotlaridir. Bunday holda, monosaxaridlarning (ko'p atomli spirtlar) tsiklik shakllarining molekulalararo suvsizlanishi kislorod ko'priklariga ulashgan gidroksil guruhlari ishtirokida sodir bo'ladi. Disaxarid molekulasida bog'langan ikkita monosaxarid molekulasining qoldiqlari bir xil yoki boshqacha bo'lishi mumkin. Disaxarid hosil bo'lganda, bitta monosaxarid molekulasi har doim ikkinchisi bilan yarimatsetal gidroksil yordamida bog' hosil qiladi. Ikkinchi monosaxarid molekulasi ham, masalan, monosaxarid hosil bo'lganda sodir bo'lganidek, yarimatsetal gidroksil bilan bu bog'lanishning shakllanishida ishtirok etishi mumkin. saxaroza:
 a- D- glyukoza | + |
 fruktoza | |||
 saxaroza, C 12 H 22 O 11 (1-[- D-fruktofuranosil]- - D-glyukopiranozid) |
|||||
Bunday holda, har ikkala monosaxarid qoldiqlari barqaror tsiklik shaklga ega; bunday disaxarid gidrolizsiz aldegid yoki keton guruhi hosil bo'lmaydi. Bunday disaxaridlar aldegid yoki keton xossalariga ega emas, kumush oyna reaksiyasini bermaydi va deyiladi. qaytarmaydigan disaxaridlar.
Saxaroza tabiatda juda keng tarqalgan disaxarid bo'lib, u ko'plab mevalar, mevalar va mevalarda mavjud. Saxaroza tarkibi, ayniqsa, qand lavlagi va shakarqamishda yuqori bo'lib, ular oziq-ovqat shakarini sanoatda ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Qaytarmaydigan disaxaridlarning yana bir misoli trehaloza :
1-[-D-glukopiranozil]--D-glyukopiranozid
Trehaloza birinchi marta ergotdan ajratilgan; suv o'tlari, xamirturush, yuqori zamburug'lar, likenlar, ba'zi yuqori o'simliklar, bir qator qurtlar va hasharotlarning gemolimfasida ham uchraydi.
Agar disaxarid hosil bo`lish reaksiyasida bitta monosaxarid molekulasining yarimatsetal gidroksili va boshqa molekulaning spirt gidroksili ishtirok etsa, disaxarid molekulasida bitta yarimatsetal gidroksil qoladi. Bunda monosaxarid qoldiqlaridan birining siklik shakli aldegid shakliga aylanishi mumkin. Shu tarzda tuzilgan disaxaridlar qaytaruvchi xususiyatlarga ega va kumush oyna reaktsiyasi kabi tipik aldegid reaktsiyalarini ishlab chiqarishga qodir. disaxaridlarni kamaytirish ).
Disaxaridlarni kamaytirish, xususan, maltoz (4-[ -D-glyukopiranosil]- - D-glyukopiranoza), ikkita molekuladan hosil bo'lgan a- D-glyukoza, ulardan biri glikozid gidroksilni, ikkinchisi esa 4-pozitsiyada spirt guruhini ta'minlaydi:
Maltoza yoki solod shakari arpa, javdar va boshqa donlarning unib chiqqan donlarida (solodida) ko'p miqdorda topiladi; pomidor, polen va bir qator o'simliklarning nektarida ham uchraydi.
Disaxaridlarni kamaytirishning boshqa misollari:
laktoza, 4-[-D-galaktopiranosil]--D-glukopiranoza
(sut va sut mahsulotlarida uchraydi)
sellobioza, 4-[-D-glukopiranosil]--D-glukopiranoza
(ba'zi daraxtlarning sharbatida erkin topiladi)
Polisaxaridlar
Polisaxaridlar - monosaxaridlarning polikondensatsiyasi mahsuloti. Kraxmal va tsellyuloza glyukoza zanjirlari tomonidan hosil bo'lgan polisaxaridlardir: nC 6 H 12 O 6 ® (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O.
Kraxmal a-dan hosil bo'lgan polisaxaridlar aralashmasidir. D- glyukoza. Kraxmal polisaxaridlari ikkita fraksiyaga bo'linadi: amiloza (15-25%) va amilopektin (75-85%).
Amiloza qoldiqlarida a- D-glyukozalar 1 va 4 pozitsiyalarda gidroksil guruhlari ishtirokida bir-biri bilan bog'langan:
Amiloza kristall moddadir. Yod eritmasi bilan ko'k rang beradi (kraxmal uchun sifatli reaktsiya). Kislotali muhitda gidroliz paytida qizdirilganda amiloza dastlabki molekulalarga parchalanadi. D- glyukoza:
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O nC 6 H 12 O 6.
Amilopektin molekulalarida a- D-glyukozalar bir-biri bilan gidroksil guruhlari orqali 1, 4 va 6 pozitsiyalarda bog'langan:
Amilopektin amorf modda bo'lib, issiq suvda amilozaga qaraganda yaxshiroq eriydi. Yod ishtirokida amilopektin binafsha rangga aylanadi va kislotalar bilan qizdirilganda glyukozaga gidrolizlanadi.
Tsellyuloza qoldiqlardan iborat b- D- glyukoza 1 va 4 pozitsiyalarda gidroksil guruhlari orqali bir-biri bilan bog'langan:
Tsellyuloza gidrolizida, xuddi kraxmal gidrolizida bo'lgani kabi, glyukoza hosil bo'ladi. Biroq, tsellyulozaning parchalanishi yanada og'ir sharoitlarda sodir bo'ladi, shuning uchun kislotalar bilan o'zaro ta'sirlashganda u efirlarni hosil qiladi:
N + 3nH2O–NO 2 ® n + 3nH 2 O
tsellyuloza nitrat kislotasi nitrotsellyuloza
(piroksilin)
N + 3nHOOSCH 3 ® n + 3nH 2 O
tsellyuloza sirka kislotasi tsellyuloza asetat
(atsetat tolasi)
Organosulfur birikmalari- molekulada uglerod-oltingugurt bog'ini o'z ichiga olgan kimyoviy birikmalar. Oltingugurt kislorodning analogi bo'lganligi sababli, u uni funktsional guruhlarda almashtira oladi va tiollar (merkaptanlar), tioefirlar, tioaldegidlar, tio kislotalar. Tio- prefiksi (tioalkogollar, tioaldegidlar, monotio- va diotiokislotalar) odatda organosulfur birikmalari nomida paydo bo'ladi. Thio türevleri kuchli kislotali xususiyatlarga ega va juda yoqimsiz hidga ega; ba'zilari juda zaharli. Sulfonik kislotalar -SO 2 OH guruhini o'z ichiga oladi, ular organik moddalarning sulfat kislota bilan o'zaro ta'siridan olinadi.
Tiollar yoki merkaptanlar- organik moddalar, RSH umumiy formulasiga ega bo'lgan spirtlarning oltingugurt analoglari, bu erda R uglevodorod radikali, masalan, metantiol (metil merkaptan) (CH 3 SH), etanetiol (etil merkaptan) (C 2 H 5 SH) va boshqalar. Merkaptanlar simob ionlarini bog'lash qobiliyati uchun o'z nomini oldilar.
Tiollar zaif kislotali xususiyatlarga ega va metallar bilan tiolatlar (merkaptidlar) hosil qiladi. Ular tegishli spirtlarga qaraganda ancha kuchli kislotalardir. -2 oksidlanish holatidagi oltingugurt qaytaruvchi xususiyatga ega bo'lganligi sababli, tiollar oksidlovchi moddalarning eng keng doirasi (kislorod, peroksidlar, galogenlar va boshqalar) tomonidan oson oksidlanadi. Yengil oksidlovchi moddalar (yod, alifatik sulfoksidlar, faollashgan marganets dioksidi va boshqalar) tiollar bilan reaksiyaga kirishib, disulfidlar hosil qiladi: 2RSH RSSR
Kuchliroq oksidlovchi moddalar (masalan, permanganat) ta'sirida avval sulfin kislotalari, keyin esa sulfonik kislotalar hosil bo'ladi: RSH + [O] + [O] RSO 3 H.
Tiollar aralashmasi skunklar tomonidan ajratilgan moddada, shuningdek, oqsillarning parchalanish mahsulotlarida uchraydi. Merkapto guruhini o'z ichiga olgan HSCH 2 CH(NH 2)COOH aminokislota sistein ko'plab oqsillarning tarkibiy qismidir, oqsillarni translatsiyadan keyingi modifikatsiyasi paytida disulfid ko'priklarini hosil qilish bilan sisteinning oksidlanishi eng muhim omil hisoblanadi. ularning uchinchi darajali tuzilishini shakllantirishda.
Tioefirlar (organik sulfidlar) strukturasi RSR 1 umumiy formulasi bilan ifodalangan oltingugurt organi birikmalarining sinfidir. Tioefirlar suyuqlik yoki past eriydigan qattiq moddalar bo'lib, xarakterli "organosulfur" hidiga ega. Tioeter guruhi muhim biologik birikmalar - vitamin B 7 va muhim amino kislotalar metioninning bir qismidir.
Tioaldegidlar va tioketonlar- kislorod atomi oltingugurt atomi bilan almashtirilgan aldegidlar va ketonlarning analoglari organosulfur birikmalari. Tioaldegidlar yuqori reaktivdir va odatda tayyorlash vaqtida siklooligomerlanadi. Nukleofil moddalar (suv, spirtlar, aminlar) bilan tioketonlar tiokarbonil uglerod atomida qo'shimcha mahsulotlar hosil qiladi: RC(S)R" + HX RRC(SH)X
Tiokarboksilik kislotalar- organik moddalar, karboksilik kislotalarning analoglari, ularda bitta kislorod atomi oltingugurt atomi bilan almashtiriladi. Ular ikkita holatda mavjud - tiol R-CO-SH va tion R-CS-OH. Ular antibiotiklarni sintez qilishda qo'llaniladi.
Sulfonik kislotalar(sulfonik kislotalar) - sulfo guruhini o'z ichiga olgan organik birikmalar -SO 3 H. Odatda kristalli gigroskopik moddalar, suvda yaxshi eriydi. Kuchli kislotalar tuzlari kabi suvda oson eriydi. Ular bo'yoqlar, dorilar, sirt faol moddalar va boshqalarni sintez qilishda oraliq mahsulot sifatida ishlatiladi.
Monosaxaridlarning karbonil shakllari. Monosaxaridlarning tuzilishi va stereokimyosini ochib berish uchun kimyogarlarga yuz yildan ortiq vaqt kerak bo'ldi. Ko'p yillik izlanishlar natijasida kimyoviy tabiatiga ko'ra monosaxaridlar polioksialdegidlar yoki polioksiketonlar ekanligi aniqlandi. Ko'pgina monosaxaridlar uglerod atomlarining chiziqli zanjiriga ega. Monosaxaridlarning eng muhim vakillari geksozalar - glyukoza (uzum shakar) va fruktoza (meva shakari). Ikkala geksoza ham izomerdir va bir xil molekulyar formulaga ega C 6 H 12 O 6. Glyukozaning oltita uglerodlari to'g'ri, tarmoqlanmagan zanjir hosil qiladi:
Bu vodorod yodidi ta'sirida uning 2-iyodogeksanga qaytarilishi bilan isbotlangan:
Aldegid guruhining mavjudligi gidrosiyan kislotasining glyukozaga, shuningdek aldegidlarga qo'shilishi bilan isbotlangan (Kiliani, 1887):
,
Qayerda R \u003d C 5 H 11 O 5
Bundan tashqari, glyukoza aldegid guruhiga sifatli reaktsiyalar beradi: [Ag (NH) 2 ]OH va Feling suyuqligi bilan o'zaro ta'sirlashganda "kumush oyna". Ikkala holatda ham aldegid guruhi karboksil guruhiga oksidlanadi va glyukonik kislota hosil bo'ladi:
1869 yilda A.A. Kolli glyukoza besh molekula sirka angidrid bilan reaksiyaga kirishib, beshta ester guruhini hosil qilishini va shuning uchun besh atomli spirt ekanligini aniqladi:
Fruktoza vodorod yodidi bilan qaytarilganda 2-iyodogeksan ham beradi, bu uning chiziqli tuzilishini isbotlaydi. Karbonil guruhining mavjudligini gidroksian kislotasi yoki gidroklorik kislota gidroksilamin bilan o'zaro ta'sir qilish orqali isbotlash mumkin:
Karbonil guruhining uglerod zanjirida joylashishi fruktoza oksidlanishining uglerod zanjirining uzilishi va oksalat va tartarik kislotalarning hosil bo'lishi bilan sodir bo'lishi bilan isbotlangan:
Glyukoza singari, fruktoza besh molekula sirka angidrid bilan reaksiyaga kirishib, beshta ester guruhini hosil qiladi, shuning uchun u beshta gidroksil guruhini o'z ichiga oladi.
Shunday qilib, fruktoza pentahidrik keto spirtidir:
Bu monosaxaridlarning ochiq zanjirli shakllari (oksoformlar).
Monosaxaridlarning siklik shakllari. Monosaxarid eritmalari aldegid yoki keton shakllari bilan birga har doim siklik hemiatsetal shakllarni (oksiformalar) o'z ichiga oladi va ochiq shaklning tarkibi past (foiz fraktsiyalari). Kristalli individual holatda barcha monosaxaridlar (triozlardan tashqari) polioksialdegidlar yoki polioksiketonlarning ichki yarimasetallaridir. Poliatsetallarning tuzilishi aldegidga alkogol molekulasi qo'shilganda paydo bo'ladigan yarimatsetallarning tuzilishiga o'xshaydi:
Monosaxaridlar bo'lsa, bu reaktsiya eng "qulay" joylashgan gidroksil bilan molekulyar ravishda sodir bo'ladi. Odatda, hemiatsetallar beqaror, ammo monosaxaridlarda hemiatsetal shakli barqaror, chunki tsiklik hemiatsetal shaklning shakllanishi intramolekulyar ravishda sodir bo'ladi. Monosaxaridlarning siklik shakllari aldegid (keton) guruhining beshinchi yoki to'rtinchi uglerod atomidagi gidroksil guruhi bilan o'zaro ta'siri natijasida paydo bo'ladi. Barqaror tsiklik hemiatsetal shakllar hosil bo'ladi - piranoza (olti a'zoli sikl) yoki furanoza (besh a'zoli sikl). Bu shakllar mos keladigan geterosiklik birikmalardan, olti a'zoli pirandan (aniqrog'i tetrahidropiran) va besh a'zoli furandan (aniqrog'i tetrahidrofuran) nom oldi. Shuni ta'kidlash kerakki, avvalgi karbonil guruhi o'rnida hosil bo'lgan gidroksil deyiladi yarimasetal yoki glikozid va spirtli gidroksillardan xossalari bilan farq qiladi.
Monosaxaridning tsiklik shaklidagi halqaning o'lchamini ko'rsatish uchun monosaxarid nomining oxirgi ikki harfi ("ose") besh a'zoli halqa yoki "piranoza" bo'lsa, "furanoza" oxiri bilan almashtiriladi. ” olti a'zoli uzuk holatida.
Monozning siklik shaklida aldegid yoki keton guruhi mavjud emas, faqat gidroksil guruhlari mavjud. Bu gidroksillar har xil: bitta yarimatsetal gidroksil karbonil va spirt guruhlarining molekula ichidagi o'zaro ta'siri natijasida paydo bo'lgan; qandlar uchun bu gidroksil glikozid deb ham ataladi; qolgan gidroksillar spirt bo'lib, glyukozada oltinchi uglerod atomida ulardan biri birlamchi, qolganlari ikkinchi darajali.
Stereokimyo. Uglevodlar optik izomeriyaga ega.
1. Monosaxaridlarning ochiq shakllari. Monosaxarid molekulalari assimetrik uglerod atomlariga (xiral markazlarga) ega, bu bir xil strukturaviy formulaga mos keladigan ko'p miqdordagi stereoizomerlarning mavjudligiga sababdir.
Fisher proyeksiya formulalari, D- va L ketma-ket. Stereoizomerlarning tasviri uchun E. Fisherning proyeksiya formulalaridan foydalanish qulay. Proyeksiya formulasini olish uchun monosaxaridning uglerod zanjiri vertikal ravishda zanjirning yuqori qismida okso guruhi bilan joylashtiriladi va zanjirning o'zi kuzatuvchiga qaragan qavariq bilan yarim doira shakliga ega bo'lishi kerak. Barcha assimetrik uglerod atomlari tutilgan konformatsiyada va guruhlar H Va U kuzatuvchi tomon yo'naltirilgan (2-rasm).
2-rasm - Tetroza (eritroza) ning proyeksiya formulasini olish.
Enantiomerlar bir-birining oyna tasviri bo'lgan fazoviy izomerlar bo'lganligi sababli, har bir juft enantiomer bir xil nomga ega va ularning qarama-qarshi konfiguratsiyasi ko'rsatilgan ( D Va L). Masalan, glyukoza uchun:
Monosaxaridlarning nisbiy konfiguratsiyasi (nisbiy). D - yoki L- qator) konfiguratsiya standarti - glitseraldegid bilan belgilanadi. Karbonil guruhidan ("terminal") eng uzoqda joylashgan, eng yuqori raqamga ega bo'lgan assimetrik uglerod atomining konfiguratsiyasi uning chiral markazining konfiguratsiyasi bilan taqqoslanadi. Aldopentozalarda bu atom bo'ladi 4 dan, va aldogeksozalarda 5 dan, ketoheksozlarda - 5 dan va hokazo. Agar monosaxaridda bu mavjud bo'lsa U- guruh o'ng tomonda D - glitseraldegid, keyin monosaxaridga ishora qiladi D - ketma-ket. Monosaxaridlar tomonidan qutblangan yorug'likning qutblanish tekisligining aylanish belgisi ularning tegishliligiga bevosita bog'liq bo'lishi mumkin emas. D - Va L- qator, u eksperimental tarzda aniqlanadi. Demak, aldopentozlar va aldogeksozalar orasida D -stereokimyoviy qator, chap va o'ng qo'lli birikmalar ham mavjud. Masalan, tabiiy fruktoza va glyukoza quyidagicha belgilanadi: D (-) fruktoza (yoki undan oldin). D , l fruktoza), ya'ni fruktoza chap aylanishga ega; D (+) glyukoza (yoki undan oldin). D ,d glyukoza), ya'ni glyukoza to'g'ri aylanishga ega. D (+) va L(-) glitserin aldegidlari qandlar (aldozlar) genetik qatorining ajdodlaridir. Ushbu seriyadagi har bir monosaxarid glitseraldegiddan boshlab, yana bitta uglerod atomining kiritilishi bilan ikkita stereoizomer (diastereomer) beradi - (3-rasm). Ketozlar oilasi (4-rasm) zanjirni bir uglerod atomi bilan ketma-ket kengaytirish orqali rasmiy ravishda dihidroksiasetondan olinishi mumkin.
ketotrioz
3-rasm - Genetika D - bir qator aldozlar
4-rasm - Genetika D - ketoz seriyasi
Tabiiy monosaxaridlarning katta qismi tegishli D - qator. Har bir aldoz D -seriya enantiomerga mos keladi L- qarama-qarshi konfiguratsiyaga ega qatorlar hammasi (!) chirallik markazlari.
Sxemadan ko'rinib turibdiki, D-aldogeksozalarning sakkizta stereoizomerlari bir xil kimyoviy tuzilishga ega, ammo bir yoki bir nechta assimetrik uglerod atomlarining konfiguratsiyasida farqlanadi, ya'ni ular diastereoizomerlardir va shuning uchun ularning har biri o'z nomiga ega (glyukoza, mannoz). , galaktoza va boshqalar). ). Karbonil guruhiga tutashgan faqat bitta assimetrik uglerod atomining konfiguratsiyasi bilan bir-biridan farq qiluvchi aldozalar epimerlar deyiladi. Demak, glyukoza va mannoz, riboza va arabinoza epimerlardir. Epimerlar diastereoizomerlarning alohida holatidir.
Konformatsion izomeriya haqida tushuncha. Tsiklik shakldagi shakarlar uchun fazoviy izomerizmning yana bir turi mumkin - kosmosda olti a'zoli tsiklning uglerod atomlarining joylashishi bilan bog'liq konformatsion izomeriya. Biroq, agar siklogeksan uchun faqat ikkita konformatsiya ma'lum bo'lsa - "stul" va "vanna", u holda piranoza shaklidagi monosaxaridlar uchun 8 ta konformatsiya ma'lum - ikkita stulga o'xshash va oltita vannada geteroatom - kislorod mavjudligi sababli. olti a'zoli tsikl. Oltita vannaga o'xshash konformatsiyalar energiya jihatidan kamroq qulaydir va ularning mavjudligini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Ikki kreslo konformatsiyasidan
C1 izomeri afzalroqdir, chunki undagi o'rinbosarlarning katta qismi ekvatorial yo'nalishda halqa tekisligiga to'g'ri keladi. Ko'pchilik monosaxaridlar mavjud bo'lgan C1 - konformatsiya shaklida, masalan, uchun D -bu konformatsiyadagi glyukopiranoza birlamchi spirtdir CH 2 OH-guruh va gidroksil guruhlar ekvatorial pozitsiyalarni egallaydi. Shu bilan birga, hemiatsetal gidroksil at b-anomer ekvatorialda, va a-anomer - eksenel pozitsiyalarda. Shunung uchun b-anomer D -muvozanat aralashmasida glyukoza ustunlik qiladi a- anonim:
Anomerlar teng miqdorda emas, balki termodinamik jihatdan barqarorroq diastereoizomerning ustunligi bilan hosil bo'ladi.
konformatsion tuzilish D -glyukopiranoza bu monosaxaridning o'ziga xosligini tushuntiradi. b-D - Glyukopiranoza katta hajmli o'rinbosarlarning to'liq ekvatorial joylashuviga ega bo'lgan monosaxariddir. Olingan yuqori termodinamik barqarorlik uning tabiatda keng tarqalishining asosiy sababidir.
Monosaxaridlarning konformatsion tuzilishi uzun polisaxarid zanjirlarining fazoviy tuzilishini, ya'ni ikkilamchi strukturaning shakllanishini belgilaydi.
Piranoz halqasida kislorod atomining mavjudligi anomerlarning barqarorligiga ta'sir qiluvchi bir qator qo'shimcha omillarni aniqlaydi. Masalan, molekulada almashtirishda D -glyukopiranoza gemiatsetal gidroksil guruhining alkoksiga (glikozidlar hosil bo'lishida) foydali bo'lishi mumkin. a- anomerik shakl. Alkoksi guruhining eksenel pozitsiyani egallash istagi anomerik ta'sir deb ataladigan narsa bilan bog'liq bo'lib, u kosmosda yaqin - tsiklik va alkoksi guruhiga kiritilgan ikkita kislorod atomining elektron juftlari orasidagi itarilish natijasida o'zini namoyon qiladi. IN a- Anomerda elektron juftlarining bunday itarishi yo'q, chunki kislorod atomlari fazoviy ravishda chiqariladi.
R-, S- monosaxaridlarning nomenklaturasi. D, L- monosaxaridlar uchun belgi tizimi unchalik universal emas, chunki u ko'plab chirallik markazlaridan birining konfiguratsiyasiga asoslangan. Biroq, u karbongidrat kimyosida qo'llaniladi va kamdan-kam hollarda almashtiriladi R-, S- nomenklatura.
Masalan, D -glyukoza nomlanadi (2 R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahidroksigeksanal:
Monosaxaridlarning tsiklik shakllarida, halqaning kattaligidan (piranoza yoki furanoza) qat'i nazar, karbonil guruhining uglerod atomi assimetrik bo'ladi va u ham 2 ta oyna konfiguratsiyasiga ega. Masalan, uchun D - glyukoza:
1 dan- yangi chiral markaz, bu atom anomerik deb ataladi. Glyukozaning ikkita stereoizomerik shakli bitta chiral markazning konfiguratsiyasida farqlanadi 1 dan va chaqiriladi a- Va b- shakllar, a- Va b- anomerlar. Da a- anomer, anomerik markazning konfiguratsiyasi "terminal" xiral markazning konfiguratsiyasi bilan bir xil bo'lib, u tegishliligini aniqlaydi. D - yoki L- ketma-ket, va b- anomer qarama-qarshi, ya'ni bular U- Guruhlar qarama-qarshi tomonlarda joylashgan. Anomerik prefikslar a- Va b- faqat konfiguratsiya prefikslari bilan birgalikda ishlatiladi ( D - Va L-). Ammo umuman olganda a- Va b- Anomerlar, yana bir qancha xirallik markazlari mavjudligi sababli, enantiomerlar (oyna izomerlari) emas, balki diastereo-izomerlardir. Shuning uchun monosaxaridlarning siklik shakllari ochiqlarga qaraganda bitta assimetrik uglerod atomini o'z ichiga oladi, shuning uchun ular ikki baravar ko'p optik faol izomerlarga ega, ya'ni N = 2 5 = 32.
Perspektiv Xavort formulalari. Monosaxaridlarning siklik shakllarini tasvirlash uchun siz Haworthning yanada yorqin va istiqbolli formulalaridan foydalanishingiz mumkin. Xavort formulalari istiqbolda ko'rsatilgan olti burchakli va beshburchakdir - tsikl gorizontal tekislikda yotadi, kuzatuvchiga yaqinroq bo'lgan bog'lanishlar qalinroq chiziqlar bilan ko'rsatilgan. Kislorod atomi o'ng yuqori burchakdagi piranoz tsiklida, furanozada - tsikl tekisligining orqasida joylashgan, tsiklga kiritilgan uglerod atomlari yozilmaydi, faqat kisloroddan soat yo'nalishi bo'yicha raqamlanadi. Barcha guruhlar (H Va U), Fisher formulasida o'ng tomonda joylashgan, tsikl tekisligi ostida yoziladi va chap tomonda - tsikl tekisligidan yuqorida joylashgan, oxiri CH 2 OH guruh, agar monosaxarid tegishli bo'lsa, molekula tekisligidan yuqorida joylashgan D -satr, va tekislik ostidan, agar u tegishli bo'lsa L- qator.
Shunday qilib, Xavort formulalarida yarimasetal gidroksil va terminal CH 2 OH guruh joylashgan a- halqaning qarama-qarshi tomonlarida anomerlar, esa b- anomerlar - bir tomonda (yarim asetal gidroksillar aylanada joylashgan):
Xuddi shunday, furanoz shaklining anomerlaridan birining misolidan foydalanib, Fisher formulalaridan Xovort formulalariga o'tish mumkin. D - fruktoza:
Eritmalardagi monosaxaridlarning tautomerligi. Monosaxaridlarning xarakterli xususiyati ularning tautomerik o'zgarishlarga aniq qobiliyatidir. Uglevodlar tarixan tautomerizm hodisasi kuzatilgan birinchi moddalardan biri edi. Eritmalarda monosaxaridlarning ikki xil izomeriyasi mavjud:
· keto-enol;
halqa-zanjir yoki okso-oksi-tautomerizm.
Monosaxaridlarning keto-enol tautomeriyasi ishqorlar ta'sirida sodir bo'ladi va karbonil shakli (aldegid yoki keton)ning ikkita bilan endiol shakliga o'tishidan iborat. U-qo'sh bog' bilan bog'langan uglerod atomlaridagi guruhlar, ya'ni epimerik monosaxaridlar uchun umumiy endiol hosil bo'lishida. Keto-enol tautomerizmi orqali epimerik monosaxaridlar bir-biriga aylanishi mumkin. Masalan, ishqoriy muhitda fruktoza Feling suyuqligi bilan reaksiyaga kirishadigan glyukozaga tautomerik transformatsiyaga uchraydi:
Monosaxaridlarning halqa-zanjirli tautomeriyasi eritmada dinamik muvozanatda bo'lgan monosaxaridning halqasimon (tsiklik) shakllari va zanjir (ya'ni ochiq uglerod zanjiri bilan) shakllarining mavjudligidan iborat. Odatda monosaxaridlarning siklik shakllari ochiq zanjirli shaklga nisbatan ustunlik qiladi. Masalan, suvli eritmalarda glyukoza asosan shaklda bo'lishi ma'lum a- Va b- glyukopiranoz, kamroq darajada - shaklda a- Va b- glyukofuranoz va juda oz miqdorda glyukoza - ochiq, aldegid shaklida (0,024%). Umuman olganda, piranoza shakllari furanoza shakllaridan keskin ustunlik qiladi. Eritmalarda monosaxaridlarning to'rtta siklik tautomerlari o'rtasida muvozanatning o'rnatilishi ochiq shakl - okso shakl orqali amalga oshiriladi:
Reaktsiya sharoitiga va ishlatiladigan reagentlarga qarab, monosaxaridlar tautomerik shakllardan birida reaksiyaga kirishadi: piranoza, furanoza yoki asiklik, okso shakl, chunki reaktsiya davomida ulardan birini iste'mol qilish tautomer muvozanatini reaksiyaga kirishuvchi shaklga siljitadi. Masalan, okso shaklining ahamiyatsiz tarkibiga qaramasdan, glyukoza aldegid guruhiga xos bo'lgan reaktsiyalarga kiradi. Monosaxaridlarning ko'p kimyoviy xossalari asosida tautomerizm yotadi. Shunga o'xshash tautomerik transformatsiyalar barcha monosaxaridlar va eng mashhur disaxaridlar bilan eritmalarda sodir bo'ladi. Shunday qilib, ketoheksozning eng muhim vakili uchun D -fruktoza tautomer o'zgarishlar sxemasi quyidagicha:
Mutarotatsiya. Monosaxaridlarning halqa zanjirli tautomeriyasi oddiy uglevodlarning qiziq xususiyatining sababidir. Kristal holatida monosaxaridlar faqat tsiklik shaklda bo'ladi. Shartlarga qarab, u ham kristallanadi a-, yoki b- shakl. Shunday qilib, suvdan kristallanish natijasida glyukoza shaklda olinadi a-D - glyukopiranoza va piridindan kristallanishda - shaklda b-D - glyukopiranoza. Eritishdan keyin a-D - Suvdagi glyukopiranoza, dastlab, uning o'ziga xos aylanishning xarakterli qiymati kuzatiladi, [ ga teng. a] = +112,2 0. Biroq, eritma turganda, bu qiymat asta-sekin kamayadi va nihoyat +52,5 0 barqaror qiymatga etadi. Bu hodisa mutarotatsiya deb ataladi.
Mutarotatsiya- polarizatsiya tekisligining burilish burchagining o'z-o'zidan o'zgarishi yoki yangi tayyorlangan shakar eritmasi turganda optik faollikning o'zgarishi hodisasi, eritmada tsikliklar o'rtasida muvozanat o'rnatilganligi sababli. a- Va b- piranoza shakllari, ular piranoza halqasining ochilishi natijasida ochiq okso shakl hosil bo'lishi natijasida bir-biriga o'tadi.
Oʻzaro almashish a- Va b- deb ataladigan oraliq okso shakl orqali bir-biriga anomerlar kiradi anomerizatsiya .
Optik izomeriya
Monosaxaridlar optik faol moddalardir. Ular assimetrik uglerod atomlarini o'z ichiga oladi. Glyukozada to'rtta, fruktozada uchta. Natijada monosaxaridlar ko'p sonli stereoizomerlarga ega. To'rtta assimetrik uglerod atomiga ega bo'lgan glyukozaning stereoizomerlari soni quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi: N=2n, N=24=16 stereoizomerlar. Bu raqamdan optik faol stereoizomerlarning yarmi ikkinchi yarmining antipodlaridir. Shunday qilib, aldogeksozalarning 16 ta stereoizomerlari 8 juft antipod hosil qiladi. Masalan, tabiiy monosaxarid D-glyukoza antipod L-glyukozaga mos keladi (sintetik ravishda olingan).
Aldozaning optik izomerlari glitseraldegiddan olingan bo'lsa, ularning fazoviy tuzilishini tasavvur qilish eng qulaydir. U ikkita optik izomer (antipod) sifatida mavjud.
D- va L-seriyali monosaxaridlarning fazoviy konfiguratsiyasi.
Monosaxaridlarning ochiq shakllarini tezroq va qulayroq yozish uchun E. Fisher ularni proyeksiya formulalari bilan ifodalashni taklif qildi. Uglerod zanjiri vertikal chiziq sifatida tasvirlangan, uning uchlarida birinchi va oxirgi funktsional guruhlar yoziladi (aldegid guruhi har doim tepada yoziladi). H va OH guruhlari molekuladagi fazoviy joylashuviga muvofiq zanjirning o'ng va chap tomoniga yoziladi.
Monosaxaridlarning siklik shakllari
Monosaxaridlarning xususiyatlari uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lib, ular gidroksialdegidlar va oksiketonlarning xususiyatlariga bog'liq emas, masalan:
- gidroksil guruhlaridan birining reaktivligining oshishi kuzatildi;
- Fisher formulasida bashorat qilinganidan ikki baravar ko'p izomerlarning mavjudligi
- mutarotatsiya hodisasi kuzatildi - yangi tayyorlangan eritmalarning burilish burchagining o'zgarishi va boshqalar.
Tadqiqotlar natijasida kristall holatdagi monosaxaridlar tsiklik tuzilishga ega ekanligi aniqlandi. Monosaxarid eritmalari aldegid yoki keton shakllari bilan bir qatorda har doim tsiklik hemiatsetal shakllarni (oksiformalar) o'z ichiga oladi va ochiq okso shaklining tarkibi past (foiz fraktsiyalari).
Monosaxaridlarning tsiklik shakllari aldegid (keton) guruhining beshinchi yoki to'rtinchi uglerod atomidagi gidroksil guruhi bilan o'zaro ta'siri natijasida paydo bo'ladi - OH guruhining kislorodi karbonil guruhining uglerod atomiga, vodorod esa OH guruhining karbonil guruhining kislorod atomiga biriktirilgan.
Turg'un tsiklik yarimasetal shakllar hosil bo'ladi - piranoza (olti a'zoli tsikl) yoki furanoza (besh a'zoli tsikl). Bu shakllar mos keladigan geterotsiklik birikmalardan, olti a'zoli shakllar pirandan (aniqrog'i tetrahidropiran) va besh a'zoli shakllardan furandan (aniqrog'i tetrahidrofuran) nom oldi. Sobiq karbonil guruhi joylashgan joyda hosil bo'lgan gidroksil yarimatsetal yoki glikozid deb ataladi va spirtli gidroksillardan xossalari bilan farq qiladi.
Monosaxaridning tsiklik shaklidagi halqaning o'lchamini ko'rsatish uchun monosaxarid nomining oxirgi ikki harfi ("ose") besh a'zoli halqa yoki "piranoza" bo'lsa, "furanoza" oxiri bilan almashtiriladi. ” olti a'zoli halqada, masalan, glyukopiranoza, fruktofuranoza, ribofuranoza va boshqalar.
Monozning siklik shaklida aldegid yoki keton guruhi mavjud emas, faqat gidroksil guruhlari mavjud. Bu gidroksillar har xil: bitta yarimatsetal gidroksil karbonil va spirt guruhlarining molekula ichidagi o'zaro ta'siri natijasida paydo bo'lgan; qandlar uchun bu gidroksil glikozid deb ham ataladi; qolgan gidroksillar spirtdir.
Monoslarning yarimatsetal shakllarini yanada qulayroq imlo va nomlash uchun Xavort ularni vodorodlangan piran va furan geterosikllarining hosilalari sifatida ko'rib chiqishni taklif qildi:
Furan kabi besh a'zoli halqaga ega bo'lgan monosaxaridlar deyiladi furanozlar. Olti a'zoli halqaga ega bo'lganlar piran hosilalari sifatida tasniflanadi va deyiladi piranozlar. Tsikl turi nomidan oldin shakar nomining boshlang'ich bo'g'ini yozing, masalan, a-D (+) -glyukopiranoza, b-L (-) -ribofuranoza va boshqalar.
Perspektivda ko'rsatilgan olti burchakli (piranlar) va beshburchaklar (furanlar) - tsikl gorizontal tekislikda yotadi, kuzatuvchiga yaqinroq joylashgan bog'lanishlar qalinroq chiziqlar bilan tasvirlangan. Kislorod atomi olti a'zoli (piranoza) tsiklda yuqori o'ng burchakda, besh a'zoli (furanoza) - tsikl tekisligining orqasida joylashgan, tsiklga kiritilgan uglerod atomlari yozilmagan, faqat raqamlangan. kisloroddan soat yo'nalishi bo'yicha. Uglerod atomlari orqali vertikal chiziqlar o'tkaziladi, ularning uchlarida vodorod atomlari va OH guruhlari yoziladi.
Keling, Fisherning proyeksiya formulalari va Xovortning istiqbolli formulalari o'rtasidagi munosabatni ko'rib chiqaylik. Fisher formulasining o'ng tomonida joylashgan barcha guruhlar (H va OH) tsikl tekisligi ostida yoziladi va chapda joylashganlar - tsikl tekisligidan yuqorida, terminal CH2-OH guruhi tekisligidan yuqorida joylashgan. molekula, agar monosaxarid D-seriyaga tegishli bo'lsa, va L-seriyaga tegishli bo'lsa, tekislik ostida.
Shunday qilib, Xavort formulalarida yarimasetal gidroksil va terminal CH2-OH guruhi halqaning qarama-qarshi tomonlaridagi a-anomerlarda va b-anomerlarning bir tomonida joylashgan (gemiatsetal gidroksillar aylana shaklida).
Xuddi shunday, D-fruktozaning furanoz shaklining anomerlaridan biri misolida Fisher formulalaridan Xovort formulalariga o'tish mumkin:
Oldingi123456789Keyingi
Monosaxaridlarning xossalari o‘rganilgach, ochiq (zanjirli) formulalar qandlarning kimyoviy xulq-atvorini to‘liq tavsiflay olmasligi ma’lum bo‘ldi.
Masalan, glyukoza molekulasida beshta OH- guruhi mavjudligiga qaramay, ulardan faqat bittasi quruq vodorod xlorid ishtirokida spirtlar bilan reaksiyaga kirishib, glikozidlarni hosil qiladi. Bunday qarama-qarshiliklarni tushuntirish uchun monozalarning haqiqiy tuzilishi faqat ochiq (zanjirli) formula bilan tavsiflanmaydi (1870 y. A. Kolli; 1883 y. B. Tollens).
Monosaxaridlar suvli eritmada ochiq va siklik shakldagi tautomer aralashmalarini hosil qiladi. Ularning shakllanishi aldegid yoki keton guruhiga alkogol guruhlarining nukleofil qo'shilishining molekulyar reaktsiyasiga asoslanadi:
H+ hemiatsetal,
HOR yoki glikozid
gidroksil
yarimasetal
 |
Bu reaktsiya uglevod uglerod zanjirining tirnoqqa o'xshash konformatsiyasi bilan osonlashadi:
1925-30 yillarda
V. Xovort mumkin bo'lgan tsiklik tautomerlarning hajmini eksperimental ravishda aniqladi. U qo'ng'iroq qilishni taklif qildi Furanozlar tomonidan uglevodlarning besh a'zoli tsikllari va furan va piran hosilalari sifatida piranozlarning olti a'zoli tsikllari, mos ravishda:
furan piran
Fisher va Xovort bo‘yicha D-ribozaning siklozanjirli tautomerlarini chizing.
Ribozaning piranoza shakllari ribozaning C5 dagi gidroksil guruhining aldegid guruhi bilan o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi:
 |
|||
 |
|||
 |
B,D-ribopiranoza D-riboza a,D-ribopiranoza
Tsiklik yarimatsetal shaklning shakllanishi birinchi uglerod atomida yangi xiral markazning paydo bo'lishiga olib keladi, bunday sikllanish natijasida konfiguratsiyada faqat C1 atomi bilan farq qiluvchi ikkita diastereomer olinadi va deyiladi. a- Va b-anomerlar.
a-shaklda yarimatsetal (glikozid) gidroksil molekulaning uglerod zanjirining o'ng tomonida joylashgan; u gidroksil bilan bir tomonda joylashgan bo'lib, u uglevodning D seriyasiga tegishli yoki yo'qligini aniqlaydi.
b-shaklda bu guruh qarama-qarshi tomonda, chap tomonda.
Xuddi shunday, faqat C4 atomida gidroksil ishtirokida D-ribozaning furanoz shakllari hosil bo'ladi:
 |
 |
||||
a,D-ribopiranoza D-riboza a,D-ribofuranoza
(siklik shakl) (ochiq shakl) (doira shakli)
Istisno - bu tsiklizatsiya sodir bo'lgan uglerod atomidagi o'rinbosarlar.
Bunday uglerod atomida o'rinbosarlarning tsiklik almashinuvini amalga oshirish kerak (qarang.
chizma).
a, D - ribopiranoza (Havort bo'yicha) a, D - ribofuranoza (Havort bo'yicha)
Monosaxaridlarning siklozanjirli tautomeriyasi - ochiq tautomer shakl orqali bir-biriga aylana oladigan tautomer shakllar aralashmasining suvli eritmasida mavjudligi:
 |
|||||
 |
|||||
a,D-ribopiranoza a,D-ribofuranoza
 |
|||||
 |
|||||
b,D-ribopiranoza b,D-ribofuranoza
Shakarlarning mutarotatsiyasi
Uglevodning kristall tautomer shakli suvda eritilganda mutarotatsiya hodisasi kuzatiladi.
Mutarotatsiya shu bilan izohlanadiki, kristall siklik tautomer suvda eriydi, asta-sekin ochiq shakldan boshqa barcha tautomer shakllarga o'tadi.Bu holda qutblangan yorug'lik tekisligining aylanish burchagi muvozanatga erishilgunga qadar vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. barcha siklozanjir tautomerlari orasida.
Yangi tayyorlangan shakar eritmalarida qutblangan yorug'lik tekisligining aylanish burchagi vaqtidagi bu o'zgarish mutarotatsiya deb ataladi.
Monosaxaridlarning konformatsiyasi
Siklik shakldagi uglevodlar tekis bo'lmagan konformatsiyalarda mavjud. Shunday qilib, piranoz shakllari uchun energiya jihatidan eng maqbuldir stulning konformatsiyasi.
a,D-ribopiranoza konformatsiyasida ikkita shunday guruh mavjud: birinchi va uchinchi
qoidalari:
a, D-ribopiranoza
Bu shakl kamroq barqaror; uning tarkibi atigi 18% ni tashkil qiladi.
Besh a'zoli tsikllar va asiklik shakl aralashmada kamroq miqdorda mavjud.
diqqat.
Epimerizatsiya
D-fruktoza
Bitta chiral markazning konfiguratsiyasida farq qiluvchi stereoizomerlar deyiladi epimerlar ishqoriy muhitda ularning o'zaro bir-biriga aylanish jarayoni - epimerizatsiya.
Oldingi123456789Keyingi
Monosaxaridlar ochiq shakl hosil qilishi mumkin sikllar, ya'ni.
halqalarga yaqin.
Keling, buni bir misol bilan ko'rib chiqaylik glyukoza.
Shuni eslang glyukoza olti atomli aldegid spirti(geksoza).
Uning molekulasi bir vaqtning o'zida o'z ichiga oladi aldegid guruhi va bir nechta gidroksil guruhlari OH(OH - spirtli ichimliklarning funktsional guruhi).
Bir-birlari bilan muloqot qilishda aldegid va biri gidroksil guruhlari bir xil molekulaga tegishli glyukoza, ikkinchisi shakllanadi tsikl, uzuk.
Beshinchi uglerod atomining gidroksil guruhidan vodorod atomi aldegid guruhiga o'tadi va u erda kislorod bilan birlashadi.
Yangi hosil bo'lgan gidroksil guruhi ( U) deyiladi glikozid.
Uning xususiyatlari sezilarli darajada farq qiladi spirtli ichimliklar(glikoza) gidroksil guruhlari monosaxaridlar.
Beshinchi uglerod atomining gidroksil guruhidagi kislorod atomi aldegid guruhidagi uglerod bilan birlashadi, natijada halqa hosil bo'ladi:
Alfa- Va glyukozaning beta-anomerlari glikozidlar guruhining holatida farqlanadi U molekulaning uglerod zanjiriga nisbatan.
Biz olti a'zoli tsiklning kelib chiqishini ko'rib chiqdik.
Ammo tsikllar ham bo'lishi mumkin besh a'zoli.
Agar aldegid guruhidagi uglerod gidroksil guruhi kislorodi bilan biriksa, bu sodir bo'ladi. to'rtinchi uglerod atomida, va yuqorida muhokama qilinganidek, beshinchi emas. Kichikroq uzuk oling.
Olti a'zoli tsikllar deyiladi piranoza, besh muddatli - furanoza.
Tsikllarning nomlari tegishli geterotsiklik birikmalarning nomlaridan kelib chiqadi - furan Va pirana.
Tsiklik shakllarning nomlarida monosaxaridning o'zi nomi bilan bir qatorda "oxiri" ko'rsatilgan - piranoza yoki furanoza sikl hajmini tavsiflovchi.
Masalan: alfa-D-glyukofuranoza, beta-D-glyukopiranoza va boshqalar.
Monosaxaridlarning siklik shakllari termodinamik jihatdan barqarorroqdir ochiq shakllar bilan solishtirganda, shuning uchun tabiatda ular ko'proq uchraydi.
Glyukoza
Glyukoza(boshqa yunon tilidan.
glōkōs - shirin) ( C6H12O6) yoki uzum shakar - monosaxaridlarning eng muhimi; shirin ta'mli oq kristallar, suvda oson eriydi.
Glyukoza aloqasi seriyaning bir qismidir disaxaridlar(maltoza, saxaroza va laktoza) va polisaxaridlar(tsellyuloza, kraxmal).
Glyukoza uzum sharbatida, ko'plab mevalarda, shuningdek, hayvonlar va odamlarning qonida mavjud.
Muskullar ishi asosan oksidlanish jarayonida ajralib chiqadigan energiya hisobiga amalga oshiriladi. glyukoza.
Glyukoza olti atomli aldegid spirti:
Glyukoza qachon olingan gidroliz polisakkaridlar ( kraxmal Va tsellyuloza) fermentlar va mineral kislotalar ta'sirida.
Tabiatda glyukoza davrida o'simliklar tomonidan ishlab chiqariladi fotosintez.
Fruktoza
Fruktoza yoki meva shakar S6N12O6 – monosaxarid, ko'plab meva va berry sharbatlarida glyukoza hamrohi.
Fruktroza monosaxarid aloqasi sifatida saxaroza va laktulozaning bir qismidir.
Fruktoza glyukozadan ancha shirinroq.
U bilan aralashmalar asalning bir qismidir.
Tuzilishi bo'yicha fruktoza olti atomli keto spirti:
Glyukoza va boshqa aldozalardan farqli o'laroq, fruktoza ishqoriy va kislotali eritmalarda beqaror; polisaxaridlar yoki glikozidlarning kislotali gidrolizi sharoitida parchalanadi.
Galaktoza
Galaktoza — monosaxarid, tabiatda eng ko'p uchraydigan olti atomli spirtlardan biri geksoza hisoblanadi.
Galaktoza asiklik va siklik shakllarda mavjud.
dan farq qiladi glyukoza 4-uglerod atomidagi guruhlarning fazoviy joylashishi.
Galaktoza suvda, spirtda yomon eriydi.
O'simlik to'qimalarida galaktoza rafinoza, melibioza, staxioz, shuningdek, polisaxaridlar - galaktanlar, pektin moddalari, saponinlar, turli xil milklar va shilimshiqlar, arab saqichlari va boshqalar tarkibiga kiradi.
Hayvonlarda va odamlarda galaktoza- laktoza (sut qandi), galaktogen, guruhga xos polisaxaridlar, serebrozidlar va mukoproteinlarning ajralmas qismi.
Galaktoza ko'p bakterial polisaxaridlar tarkibiga kiradi va laktoza xamirturush deb ataladigan achitqi orqali achitilishi mumkin.
Hayvon va o'simlik to'qimalarida galaktoza osonlik bilan aylanadi glyukoza, yaxshiroq so'riladi, askorbin va galakturon kislotalarga aylanishi mumkin.
Oligosakkaridlar. saxaroza.
Oligosakkaridlar turlaridan biri hisoblanadi polisaxaridlar.
Oligosakkaridlar bir nechta monosaxarid qoldiqlaridan tashkil topgan uglevodlar (yunoncha.
ὀligos - kam).
Qoida tariqasida, ularning molekulalari dan o'z ichiga oladi 2 oldin 10 ta monosaxarid qoldiqlari va nisbatan kichik molekulyar og'irlikka ega.
Eng keng tarqalgan oligosakkaridlar bor disaxaridlar Va trisaxaridlar.
disaxaridlar
Disaxaridlar ikkita monosaxariddan iborat.
Disaxaridlarning umumiy formulasi odatda C12H22O11.
Tegishli ma'lumotlar:
Sayt qidiruvi:
Ma'ruza Uglevodlar
Bu nom tabiatda keng tarqalgan moddalarni bildiradi. Ular o'simlik organizmlarida suv, havodagi karbonat angidrid va quyosh energiyasi ishtirokidagi murakkab kimyoviy reaktsiya natijasida paydo bo'ladi va reaktsiya o'simliklarning yashil qismida joylashgan xlorofill donalarining ishtirokida sodir bo'ladi.
Shunday qilib, uglevodlar (shakarlar) tabiiy organik birikmalarning eng muhim va keng tarqalgan guruhlaridan biridir.
Umumiy formula CmH2nOn (m Va n³3).
O'simlik organizmida 80% gacha (quruq vazn), hayvonlar organizmida esa 2% gacha (quruq vazn) uglevodlardir.
Hayvonlar va odamlarning tanasida uglevodlar (shakarlar) o'simlik kelib chiqishi turli xil oziq-ovqat mahsulotlari bilan birga keladi, tk. shakarni hayvonlardan kelib chiqqan organizmlarda sintez qilish mumkin emas.
O'simliklarda uglevodlar suv va karbonat angidriddan fotosintez jarayonida hosil bo'ladi.
Uglevodlar boshqa tuzilishga ega, ularni ikki guruhga bo'lish mumkin: oddiy va murakkab uglevodlar.
Oddiy uglevodlar (monosaxaridlar) oddiy uglevodlarni hosil qilish uchun gidrolizlana olmaydigan birikmalardir.
Murakkab uglevodlar (polisaxaridlar) oddiy uglevodlarni hosil qilish uchun gidrolizlanishi mumkin bo'lgan birikmalardir.
Monosaxaridlar: riboza, deoksiriboza, glyukoza, fruktoza.
Uglevodlarning fazoviy izomerlari haqida tushuncha.
Monosaxaridlarning siklik shakllari
Monosaxarid molekulalari uchdan to'qqizgacha uglerod atomini o'z ichiga olishi mumkin. Monosaxaridlarning barcha guruhlarining nomlari, shuningdek, alohida vakillarning nomlari -ose bilan tugaydi. Molekuladagi uglerod atomlari soniga qarab monosaxaridlar tetroza, pentoza, geksoza va boshqalarga bo'linadi. Geksozlar va pentozlar eng katta ahamiyatga ega.
Riboza va deoksiriboza
Pentozalar ko'pincha tabiatda uchraydi.
Ulardan riboza va deoksiriboza katta qiziqish uyg'otadi, chunki ular nuklein kislotalarning bir qismidir.
"Dezoksiriboza" nomi shuni ko'rsatadiki, riboza bilan solishtirganda, uning molekulasida bir OH guruhi kamroq.
Riboza va dezoksiriboza molekulalari ham chiziqli, ham tsiklik tuzilishga ega bo'lishi mumkin:
Geksozalarning eng muhim vakillari glyukoza Va fruktoza, uning misolida monosaxaridlarning tuzilishi, nomenklaturasi, izomeriyasi va xossalarini ko'rib chiqamiz.
Tuzilishi
Glyukoza va fruktoza izomerlardir va C6H12O6 molekulyar formulasiga ega.
Monosaxaridlarning tuzilishi quyidagi reaksiyalar yordamida aniqlandi:
1) glyukozaning vodorod yodidi bilan qaytarilishi, bu reaksiya natijasida 2-iyodogeksan hosil bo'ladi.
2) Glyukoza kumush oksidning ammiak eritmasi bilan reaksiyaga kirishadi, bu glyukoza molekulasida aldegid guruhi mavjudligini ko'rsatadi:
(S5N11O5)SON+2OH®(C5H11O5)COONH4+2Ag¯+3NH3+H2O
3) Glyukoza bromli suv bilan oksidlanib, glyukon kislotasiga aylanadi:
(S5N11O6)SON+Br2+N2O®(S5N11O5)SOON+2HBr
4) Glyukoza mis gidroksid bilan o'zaro ta'sir qilganda, eritma ko'k rangga aylanadi - bu ko'p atomli spirtlar uchun sifatli reaktsiya.
Miqdoriy tajribalar glyukoza molekulasida ekanligini ko'rsatdi 5 gidroksil guruhlari. Shunday qilib, glyukoza pentahidrik aldegid spirtidir.
5) Fruktoza molekulasida 5 ta spirt guruhining mavjudligi ham aniqlangan, ammo kuchli oksidlanish bilan fruktoza ikki va to'rtta uglerod atomiga ega bo'lgan ikkita gidroksi kislota hosil qiladi. Bu xatti-harakatlar ketonlarga xosdir.
Shunday qilib, frukto-za ko'p atomli keto-spirtdir:
Shuning uchun monosaxaridlar ko'p atomli aldegid yoki keto spirtlaridir.
Biroq, monosaxaridlarning bunday tuzilishi doirasida bir qator eksperimental faktlarni tushuntirib bo'lmaydi: 1) monosaxaridlar aldegidlarga xos bo'lgan ba'zi reaksiyalarni bermaydi; xususan, ular NaHSO3 bilan o'zaro ta'sirlashganda bisulfit birikmalarini hosil qilmaydi;
2) yangi tayyorlangan glyukoza eritmalarining optik faolligini o'lchashda vaqt o'tishi bilan u pasayganligi ma'lum bo'ldi;
3) monosaxaridlarni HCl ishtirokida metil spirti bilan qizdirganda glikozidlarning kristall choʻkmasi hosil boʻladi, u oson gidrolizlanib, bir molekula spirt hosil qiladi.
Bu faktlarning barchasi har bir monosaxarid bir nechta tautomerik shakllarda mavjud bo'lishi mumkinligi haqida fikr bildirilganda tushuntirilgan.
Eritmada, ochilgan zanjirlardan tashqari, beshinchi uglerod atomidagi aldegid guruhi va gidroksil guruhining molekula ichidagi o'zaro ta'sirida hosil bo'ladigan tsiklik shakllar ham mavjud:
Tsiklik shaklning mavjudligi yuqoridagi barcha anomaliyalarni quyidagicha tushuntiradi:
1) eritmalarda monosaxaridlarning siklik shakllari ustunlik qiladi, ochiq shakllari oz miqdorda;
2) optik faollikning o'zgarishi ochiq va tsiklik shakllar o'rtasidagi muvozanatni o'rnatish bilan bog'liq.
Glikozidlarning hosil bo'lishi boshqa gidroksidlarga qaraganda ko'proq reaktiv bo'lgan glikozid yoki yarimatsetal gidroksil mavjudligi bilan izohlanadi.
Shuning uchun u glikozidlar hosil qilish uchun spirtlar bilan oson ta'sir o'tkazadi. Xavort shakarning tsiklik shakllarini tasvirlashni taklif qildi, shunda halqa va o'rinbosarlari aniq ko'rinadi:
Monosaxaridlarning siklik shakllari besh yoki olti halqa atomini o'z ichiga olishi mumkin.
Olti a'zoli tsiklga ega shakarlar deyiladi piranozlar, masalan, glyukoza - glyukopiranoza; besh a'zoli tsiklga ega bo'lgan shakarlarning tsiklik shakllari deyiladi furanozlar. Besh a'zoli siklli glyukoza glyukofuranoza, besh a'zoli tsiklli fruktoza esa fruktofuranoza hisoblanadi.
Monosaxaridlarning nomenklaturasi va izomeriyasi Monosaxaridlarning nomlarida raqamning yunoncha nomlari mavjud
atomlar va oxiri -ose (yuqoriga qarang).
Aldegid va keton guruhining mavjudligi aldoza, ketoza so'zlarining qo'shilishi bilan ko'rsatiladi.
Glyukoza - aldogeksoza, fruktoza - ketoheksoza.
Izomerizm quyidagilarning mavjudligi bilan bog'liq:
1) aldegid yoki keton guruhi;
2) assimetrik uglerod atomi;
3) tautomerizm (ya'ni molekulaning turli shakllari orasidagi muvozanat).
Monosaxaridlarni olish
1) Tabiatda fotosintez reaktsiyasi natijasida glyukoza va fruktoza (boshqa monosaxaridlar bilan birga) hosil bo'ladi:
Shunga asoslanib, biz bir qator monosaxaridlar tabiatda erkin shaklda uchraydi, masalan, fruktoza va glyukoza mevalarda, fruktoza - asalda va hokazo.
2) Polisaxaridlarning gidrolizlanishi.
Masalan, ishlab chiqarishda glyukoza ko'pincha kraxmalni sulfat kislota ishtirokida gidrolizlash orqali olinadi:
3) Ko'p atomli spirtlarning to'liq bo'lmagan oksidlanishi.
4) Kaltsiy gidroksid ishtirokida formaldegiddan sintez qilish (A. tomonidan taklif qilingan.
M. Butlerov 1861 yilda):
Jismoniy xususiyatlar
Monosaxaridlar kristallanishga qodir, gigroskopik va suvda oson eriydigan qattiq moddalardir. Ularning suvli eritmalari lak-musga neytral reaktsiyaga ega, ularning ko'pchiligi shirin ta'mga ega.
Ular spirtda yomon eriydi, efirda erimaydi.
Glyukoza rangsiz kristall moddadir, ta'mi shirin, suvda yaxshi eriydi. U suvli eritmadan C6H12O6 H2O kristalli gidrat shaklida ajratiladi.
Kimyoviy xossalari
Monosaxaridlarning kimyoviy xossalari ularning molekulalarida turli funksional guruhlar mavjudligi bilan bog‘liq.
Monosaxaridlarning oksidlanishi:
(S5N11O6)SON+2OH®(C6H11O5)COONH4+2Ag¯+3NH3+H2O
2. Spirtli gidroksidlarning reaksiyasi:
a) mis (II) gidroksid bilan mis (II) alkogolat hosil qilish uchun o'zaro ta'sir qilish;
b) efirlarning hosil bo'lishi;
v) karboksilik kislotalar bilan o'zaro ta'sirlashganda efirlarning hosil bo'lishi - esterlanish reaktsiyasi.
Masalan, glyukozaning sirka kislotasi yoki uning xlorid kislotasi bilan o'zaro ta'siri:
3. Glikozidlarning hosil bo'lishi (yuqoriga qarang).
4. Fermentatsiya.
Fermentatsiya murakkab jarayon bo'lib, unda monosaxaridlar turli mikroorganizmlar ta'sirida parchalanadi. Fermentatsiyani ajratib ko'rsatish:
a) spirtli ichimliklar:
Glyukozaning kimyoviy xossalari ham Jadvalda ko'rsatilgan.
Glyukozani qo'llash
Glyukoza qimmatli ozuqaviy mahsulotdir. Organizmda u murakkab biokimyoviy transformatsiyadan o'tadi, shu bilan birga energiya ajralib chiqadi, u bosqichma-bosqich davom etadigan fotosintez jarayonida to'planadi va shuning uchun energiya asta-sekin ajralib chiqadi (51-rasmga qarang).
Glyukoza fermentatsiyasi jarayonlari katta ahamiyatga ega.
Masalan, karam, bodring va nordon sutni tuzlashda glyukozaning sut kislotasi fermentatsiyasi, shuningdek, ozuqani silalashda sodir bo'ladi. Glyukozaning spirtli fermentatsiyasi amaliyotda, masalan, pivo ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.
Fruktoza
Fruktoza glyukoza (C6H12O6) bilan bir xil molekulyar formulaga ega, lekin polihidroksialdegid emas, balki polioksiketondir.
Fruktoza molekulasi uchta assimetrik uglerod atomini o'z ichiga oladi va ularning konfiguratsiyasi glyukoza molekulasidagi mos keladigan atomlar bilan bir xil. Shunday qilib, fruktoza glyukozaning izomeri va "yaqin qarindoshi" dir. U suvda yaxshi eriydi, shirin ta'mga ega (glyukozadan taxminan 3 marta shirinroq).
Fruktoza ham ko'pincha siklik shakllarda (a- yoki b-) topiladi, lekin glyukozadan farqli o'laroq, besh a'zoli shakllarda.
Fruktozaning suvli eritmalarida quyidagi muvozanat sodir bo'ladi:
Fruktoza va glyukoza ko'p miqdorda shirin mevalarda, asalari asalida mavjud.
$L(.8)CH2OH|_(x-.7,y1,W+)<`|HO>_(x-1,2)<|OH>_(x-.7,y-1,W-)<_(y-1.4)CH2OH>_(x1.3,y-.7)O_#2|OH
`-<`/wHO>_p<`-dHO>_p:a_pO_p_(A54,d+)-OH;HO_(A60,w-)#a_(A-60)-OH
$L(.8)_(x-.8,y1,W+)_(x-1.4)_(x-.8,y-1,W-)_(x1.5,y-.6)O_# 1;$itemColor1(red)OH`/|#1|$itemColor1(qizil)OH;H$itemColor1(red)O|#2|H;H|#3|$itemColor1(red)OH;H$itemColor1( qizil)O\|#4|H
CH2OH_(y1.2)C|C<`-HO><-H>|C<`-H><-OH>|C<`-H><_(x2)»»_(y#-1;2)O_(y#2)»»_#2>|CH2OH
Molekulyar formula: C6H12O6
Molekulyar og'irligi: 180.156
Monosaxaridlar
| Tomsk davlat universiteti |
| Organik kimyo kafedrasi |
D-D-(- :
Haworth).
har qanday spirtning molekulasi qo'shilishi yoki umuman olganda, har qanday spirtli gidroksil, shu jumladan boshqa anomerik gidroksil bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida.
Bunday turdagi tipik glikozidlar disaxaridlardir.
Galaktoza va mannozning siklik shakllari:
Chiziqli shakllardan tsiklik shakllarga o'tish qoidalari shundan iboratki, chiziqli shakllardagi o'ngdagi guruhlar tsiklik shakllarda halqa ostida, chapda esa halqa ustida ko'rsatilgan:
DISACHARIDLAR
POLİSAXARIDLAR
