Реакции характерные только для циклических форм моносахаридов – по гликозидному гидроксилу.

В результате этих реакций могут образовываться различные гликозиды (О-, N-, или S-гликозиды). Реакция лежит в основе образования всех сложных углеводов.

Пример образования О-гликозида D-фруктозы. Реакция идёт в присутствии кислого катализатора.

Свойства гликозидов.

v Легко гидролизуются в кислой среде

v В растворах не мутаротируют, потому что кольцо не может развернуться – гликозидный гидроксил занят радикальной группой

Изображение кольцевых форм моносахаридов

По правилам Хеуорса.

1.Кольца изображают лежащими в плоскости, перпендикулярной плоскости листа. Связи от атомов углерода изображают перпендикулярно плоскости кольца. Пятичленное кольцо называют фуранозным по аналогии с гетероциклом фурана, шестичленное – пиранозным по аналогии с кольцом пирана. Атомы углерода в кольце нумеруют от правого угла. Фуранозное кольцо содержит 4 атома углерода, пиранозное – 5.

2.Группы, лежащие справа от углеродной цепи в развёрнутом изображении, располагают под плоскостью кольца, группы лежащие слева от цепи – изображают над плоскостью кольца.

3.Последний углерод в цепи (пятый или шестой, в зависимости от моносахарида) в виде группы СН₂ОН всегда располагают над кольцом.

На примере рибозы:

Рис. 2-7. Иллюстрация правил Хеуорса

4.Гликозидный гидроксил в кольцевой форме может располагаться либо над кольцом, либо – под кольцом. В зависимости от этого различают две изомерные формы, которые называют аномерами. Если гидроксил находится над кольцом – это β-аномер, если – под кольцом, то это – α-аномер.

Таким образом, молекула глюкозы, изображенная в форме Хеуорса, будет выглядеть так:

β-аномер

α-аномер

Рис. 2-8. D-Глюкоза-пираноза

27. Свойства дисахаридов.

Все дисахариды можно разделить по способности окисляться, восстанавливая окислитель, на восстанавливающие и не восстанавливающие.

Восстанавливающие дисахариды

Целлобиоза – дисахаридный фрагмент цепей целлюлозы. В свободном виде не встречается. Состоит из 2-х остатков β-глюкозы

Мальтоза – солодовый сахар – фрагмент молекулы крахмала. Содержится в солоде – продукте расщепления зерна. Состоит из 2-х остатков α-глюкозы

Лактоза – молочный сахар – основной углевод любого молока. Состоит из остатка β-галактозы и остатка α-глюкозы

В названии связи указывают конфигурацию гликозидного гидроксила (α или β) и номера атомов, образующих эту связь

По месту свободного гликозидного гидроксила кольца могут раскрываться. Поэтому эти дисахариды обладают восстанавливающими свойствами

Целлобиоза Мальтоза Лактоза β-1,4 α-1,4 β-1,4

Невосстанавливающие дисахариды

Сахароза – свекловичный или тростниковый сахар – основной углевод растительных клеток. Состоит из остатка α-глюкозы и остатка β-фруктозы

Связь – α-1, β-2-О-гликозидная

Сахароза не обладает восстанавливающими свойствами, потому что кольца не могут разворачиваться (нет свободных гликозидных гидроксилов)

Свойства дисахаридов

1. Все дисахариды легко гидролизуются до образующих их моносахаридов. В пробирке гидролиз катализируется кислотой, в живых клетках – ферментами

2. Редуцирующие (восстанавливающие) дисахариды, благодаря наличию свободного гликозидного гидроксила, могут переходить в развёрнутую альдегидную форму. В результате оксо-группа может окислиться, восстанавливая молекулу окислителя (бромная вода, гидроксид меди (II) или оксид серебра). Этим объясняется название дисахаридов «редуцирующие», или «восстанвливающие».

3. Нередуцирующие дисахариды не могут переходить в раскрытую, цепную форму, потому что у них нет свободного гликозидного гидроксила, поэтому они не могут и окисляться.

4. Редуцирующие дисахариды, при растворении в воде, из циклической формы переходят в развёрнутую, а развёрнутая – опять в циклическую (α или β). В результате, через определенный промежуток времени, в растворе устанавливается равновесие между всеми этими формами. Пока равновесие не установилось, будет наблюдаться явление мутаротации.

5. Свежеприготовленные растворы нередуцирующих дисахаридов не мутаротируют, так как циклические формы не переходят в развёрнутые.

28.Крахмал (С6Н10О5)n– резервное питательное вещество растений – содержится в семенах, клубнях, корнях, листьях. Например, в картофеле – 12–24% крахмала, а в зернах кукурузы – 57–72%.

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, различающихся строением цепи молекулы, – амилозы и амилопектина. В большинстве растений крахмал состоит из 20–25% амилозы и 75–80% амилопектина. Полный гидролиз крахмала (как амилозы, так и амилопектина) приводит к D-глюкозе. При мягких условиях можно выделить промежуточные продукты гидролиза – декстрины – полисахариды (С6Н10О5)m с меньшей молекулярной массой, чем крахмал (m < n), олигосахариды, а также дисахарид мальтозу.

Гликоген (животный крахмал) образуется в печени и мышцах животных и играет важную роль в обмене углеводов в животных организмах. Гликоген – белый аморфный порошок, растворяется в воде с образованием коллоидных растворов, при гидролизе дает мальтозу и D-глюкозу. Подобно амилопектину, гликоген является нелинейным полимером D-глюкозы с -1,4- и

-1,6-гликозидными связями. Каждая ветвь содержит 12–18 звеньев глюкозы. Однако гликоген имеет меньшую молекулярную массу и еще более разветвленное строение (примерно 100 ответвлений в молекуле), чем амилопектин. Общее содержание гликогена в организме взрослого хорошо питающегося человека примерно 350 г, которые в равных долях распределены между печенью и мускулами. Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.Только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоциты) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма.

1 2 345

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: