углеводы. Моносахариды не гидролизуются Общая формула Сn(H2O)n
 Скачать 4.89 Mb.
|
|
Подготовили: Адилбаева Ш Алиева А «УГЛЕВОДЫ» УГЛЕВОДЫ Важнейшие химические соединения растительного и животного мира (12% сухого веса организма)
Общая формула: Сn(H2O)n , где n 4 Пример: глюкоза С6Н12О6 = С6(Н2О)6 2. ОЛИГОСАХАРИДЫ – при гидролизе образуется от 2 до 10 моносахаридов Общая формула: Сn(H2O)m , где n m Пример: сахароза С12Н22О11 = С12(Н2О)11 КАРЛ ШМИДТ (1822-1894) автор слова «углеводы» По способности к гидролизу бывают: конденсационные полимеры моносахаридов 3. ПОЛИСАХАРИДЫ – при гидролизе образуется более 10 моносахаридов Общая формула: Сn(H2O)m , где n m Пример: крахмал [С6(H2O)5]x гетерофункциональные соединения, которые содержат одну карбонильную группу и несколько гидроксильных групп общее название: ГЛИКОЗА МОНОСАХАРИДЫ Классификация моносахаридов
альдегид - альдоза, кетон - кетоза 2. По числу атомов С в скелете: 5 - пентоза, 6 - гексоза и т.п. Можно объединить два критерия: альдопентоза кетогексоза МОНОСАХАРИДЫ: ПРЕДСТАВИТЕЛИ количество оптических изомеров N = 2n, где n – число асимметрических (хиральных) атомов углерода МОНОСАХАРИДЫ: ИЗОМЕРИЯ 1. СТРУКТУРНАЯ альдогексоза – кетогексоза 2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ А. Энантиомеры (зеркальные антиподы) МОНОСАХАРИДЫ: ИЗОМЕРИЯ 2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ Б. Диастереомеры (отличаются некоторыми хиральными центрами) 2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ В. Эпимеры (отличаются одним хиральным центром) свежеприготовленный раствор глюкозы [a]D = + 112º 1. МУТАРОТАЦИЯ – изменение угла вращения плоскости поляризованного света свежеприготовленным раствором сахара во времени до достижения постоянного значения МОНОСАХАРИДЫ: СВОЙСТВА раствор глюкозы после длительной выдержки [a]D = + 52,5º 2. КОЛЬЧАТО-ЦЕПНАЯ (оксикарбонил-полуацетальная) таутомерия – динамическое равновесие в растворе полуацетальный (гликозидный) гидроксил аномерный центр МОНОСАХАРИДЫ: СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ Проекционные формулы Фишера Перспективные формулы Хеуорса ЭМИЛЬ ГЕРМАН ФИШЕР (1852-1919) УОЛТЕР НОРМЕН ХЕУОРС (Haworth) (1883-1950) пираноза фураноза МОНОСАХАРИДЫ: СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ переход от формул Фишера к формулам Хеуорса
-D-глюкопираноза D-рибоза D-глюкоза -D-рибофураноза МОНОСАХАРИДЫ: ТАУТОМЕРНОЕ РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРЕ МОНОСАХАРИДЫ: ТАУТОМЕРНОЕ РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРЕ
МОНОСАХАРИДЫ: РЕАКЦИОННЫЕ ЦЕНТРЫ МОНОСАХАРИДЫ: РЕАКЦИИ ПО ПОЛУАЦЕТАЛЬНОМУ ГИДРОКСИЛУ Растительные гликозиды (в миндале, горчице, ванили и др.), ди- и полисахариды Нуклеозиды (входят с состав нуклеиновых кислот) Антибиотики Гликозиды не способны к мутаротации! МОНОСАХАРИДЫ: РЕАКЦИИ ПО ПОЛУАЦЕТАЛЬНОМУ ГИДРОКСИЛУ 1. МЯГКОЕ АЛКИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие со спиртами 2. МЯГКОЕ АЦИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие с кислотами МОНОСАХАРИДЫ: РЕАКЦИИ ПО СПИРТОВЫМ ГИДРОКСИЛАМ 1. ЖЕСТКОЕ АЛКИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие с галогеналканами 2. ЖЕСТКОЕ АЦИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие с ангидридами и галогенангидридами МОНОСАХАРИДЫ: РЕАКЦИИ ПО КАРБОНИЛЬНОЙ ГРУППЕ 1. ПРИСОЕДИНЕНИЕ СИНИЛЬНОЙ КИСЛОТЫ синтез Фишера-Килиани – удлинение цепи МОНОСАХАРИДЫ: РЕАКЦИИ ПО ОТКРЫТОЙ ФОРМЕ 2. ЭПИМЕРИЗАЦИЯ – изменение удельного вращения углеводов под действием щелочи, происходит за счет равновесной изомеризации моносахаридов (2 альдозы + кетоза) Подобное превращение D-глюкозо-6-фосфата в D-фруктозо-6-фосфат протекает в живых организмах на начальных этапах усвоения глюкозы МОНОСАХАРИДЫ: РЕАКЦИИ ПО ОТКРЫТОЙ ФОРМЕ 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ФЕНИЛГИДРАЗИНОМ – строгое доказательство одинаковой конфигурации 3-х нижних асимметрических атомов углерода МОНОСАХАРИДЫ: OX-RED ПРОЦЕССЫ 1. ВОССТАНОВЛЕНИЕ – получение сахарных спиртов [H]: а) Н2, Pt, tº б) гидриды металлов 2. МЯГКОЕ ОКИСЛЕНИЕ – получение гликОНОВЫХ кислот Можно отличить альдозу от кетозы! При окислении в щелочной среде углеродный скелет углевода подвергается деструкции Альдоза + Ag(NH3)2OH Ag↓ + продукты деструкции МОНОСАХАРИДЫ: OX-RED ПРОЦЕССЫ 3. ЖЕСТКОЕ ОКИСЛЕНИЕ – получение гликАРОВЫХ (сахарных) кислот МОНОСАХАРИДЫ: OX-RED ПРОЦЕССЫ 4. ЖЕСТКОЕ ОКИСЛЕНИЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАЩИТОЙ – получение гликУРОНОВЫХ кислот МОНОСАХАРИДЫ: OX-RED ПРОЦЕССЫ Уроновые кислоты образуются в живых организмах при окислении гликозидов и широко распространены в природе ДИСАХАРИДЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ
Мальтоза (солодовый сахар) 4-(-D-глюкопиранозил)- -D-глюкопираноза Целлобиоза 4-(-D-глюкопиранозил)- -D-глюкопираноза Лактоза (молочный сахар) 4-(-D-галактопиранозил)- -D-глюкопираноза ДИСАХАРИДЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ Трегалоза (грибной сахар) -D-глюкопиранозил- --D-глюкопиранозид 2. НЕВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕ: связь между звеньями осуществляется за счет двух полуацетальных гидроксилов (гликозид-гликозидная связь) Сахароза (тростниковый сахар) -D-глюкопиранозил- --D-фруктофуранозид ДИСАХАРИДЫ: СВОЙСТВА алкилирование ацилирование гидролиз Вне зависимости от типа для дисахаридов характерны: ДИСАХАРИДЫ: СВОЙСТВА окисление кольчато-цепная таутомерия (мутаротация) Только для восстанавливающих дисахаридов характерны: ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ ЦЕЛЛЮЛОЗА (клетчатка) – полимер D-глюкозы, остатки которой соединены -(1-4)-гликозидными связями. Имеет строго линейное нитевидное строение. Структурный полисахарид. Не переваривается большинством живых организмов. ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ КРАХМАЛ – основное резервное вещество растений; смесь полисахаридов амилозы и амилопектина (в соотношении 1 : 4) Амилопектин – разветвленный полимер D-глюкозы, соединенный -1,4- и -1,6-гликозидными связями. Между точками разветвления 20-25 остатков, а ветви содержат от 15 до 45 Амилоза – линейный полимер D-глюкозы, соединенной -(1-4)-гликозидными связями ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ Важнейшая составная часть межклеточного вещества тканей животных. Особенно высоко ее содержание в коже, стекловидном теле глаза, сухожилиях, где она связана с белками. ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА состоит из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина, соединенных -1,3-гликозидной связью, которые связаны -1,4-гликозидными связями. |