Химические свойства моносахаридов

Моносахариды проявляют свойства спиртов, карбонильных соединений и полуацеталей, поэтому рассматривая различные реакции сахаров будет приводиться формула той таутомерной формы, которая непосредственно участвует в данной реакции.

1. Окисление моносахаридов дает полиоксикислоты (-оновые и –аровые)

2. Восстановление сахаров дает многоатомные спирты:

3. Удлинение цепи альдоз (оксинитрильный синтез):

Ход синтеза: оксинитрил, оксикарбоновая кислота. Δ-лактон, гептоза в виде двух стереоизомеров.

4. Изомеризация моносахаридов под действием щелочей.

Под действием щелочи снимается протон, связанный с α-углеродным атомом, на котором имеется частичный положительный заряд. При этом, отрицательный заряд в образовавшемся карбанионе делокализуется, перемещаясь к атому кислорода и образуя енолят-анион:

енолят-анион

ендиол

При обратном превращении ендиола в карбонильную форму могут образовываться все три изомера, а именно:

5. Алкилирование. При алкилировании сахара реагируют в полуацетальной (циклической) таутомерной форме

6. Ацилирование. При действии на глюкозу уксусного ангидрида получается пентаацетилглюкоза.

7. Реакция с гидроксиламином – метод установления строения углеводов и перехода от высших сахаров к низшим.

12.4. Олигосахариды: особенности строения, химические свойства

В зависимости от числа молекул моносахаридов, образующихся при гидролизе молекулы олигосахарида, различают дисахариды и трисахариды. Наибольшее значение имеют дисахариды, которые можно разделить на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие:

Восстанавливающие: 4-[β-D-глюкопиранозил]-D-глюкопираноза(целлобиоза)

4-[α-D-глюкопиранозил]-D-глюкоза (мальтоза),

4-[β-D-галактопиранозил]-D-глюкопираноза (лактоза)

Невоссанавливающие: 2-[α-D-глюкопиранозил]-β-D-фруктофуранозид

В осуществлении связи между моносахаридами принимают участие от одной молекулы обязательно гликозидный (полуацетальный) гидроксил, а от второй – или гликозидный или спиртовый. Если в реакции принимают участие оба гликозидных гидроксила, то образуется невосстанавливающий дисахарид и наоборот. Восстанавливающий дисахарид содержит один свободный полуацетальный гидроксил и, поэтому, способен к мутаротации, реагирует с реактивами на карбонильную группу, восстанавливается в многоатомный спирт и окисляется в бионовую кислоту.

Гидроксильные группы восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов вступают в реакции алкилирования и ацилирования:

12.5. Несахароподобные полисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка.

Полисахариды представляют собой продукты поликонденсации большого числа (до сотен тысяч) молекул моносахаридов. В образовании полисахаридов могут принимать участие как пентозы, так и гексозы. В первом случае образуются пентозаны, а во втором – гексозаны: крахмал, гликоген, клетчатка, инулин и т.д.

Полисахарид крахмал делится на две фракции:

1 – амилоза

2 – амилопектин

Амилоза – малоразветвленная цепь со степенью полимеризации ~ 1000.

Амилопектин – сильно разветвленная цепь со степенью полимеризации более 4000. В местах ветвления α-1,6 глюкозидная связь.

Инулин – основой является β-D-фруктофураноза.

Пектин – основой является галактуроновая кислота.

В основе клетчатки - β-D-глюкоза.

ГЛАВА 13. ПЕПТИДЫ И БЕЛКИ

Протеиногенные аминокислоты

α-Аминокислоты, входящие в состав белка называются протеиногенными. В зависимости от химического состава и строения они делятся на несколько групп

а) Моноамино-, монокарбоновые алифатические кислоты:

б) Гидроксилсодержащие моноамино-, монокарбоновые алифатические аминокислоты:

в) Серусодержащие аминокислоты

г) Моноаминодикарбоновые аминокислоты

д) Диамино-, монокарбоновые аминокислоты

е) Ароматические аминокислоты

ж) Гетероциклические аминокислоты