Углеводы. Моносахариды. Курский государственный медицинский университет Кафедра биоорганической

  • Размер: 1.6 Mегабайта
  • Количество слайдов: 55

Описание презентации Углеводы. Моносахариды. Курский государственный медицинский университет Кафедра биоорганической по слайдам

  Углеводы. Моносахариды. Курский государственный медицинский университет Кафедра биоорганической химии Углеводы. Моносахариды. Курский государственный медицинский университет Кафедра биоорганической химии

  Цель лекции:  • с формирова ть представлени е о взаимосвязи строения и свойств Цель лекции: • с формирова ть представлени е о взаимосвязи строения и свойств моносахаридов

  План лекции • Медико-биологическое значение моносахаридов;  • Стер е оизомерия моносахаридов;  • План лекции • Медико-биологическое значение моносахаридов; • Стер е оизомерия моносахаридов; • Цикло-оксо-таутомерия моносахаридов; • Реакции циклических форм моносахаридов; • Реакции ациклических форм моносахаридов;

  Углеводы – обширная группа природных веществ, выполняющих в растительном и животном организмах разнообразные функции: Углеводы – обширная группа природных веществ, выполняющих в растительном и животном организмах разнообразные функции: Энергетическая (глюкоза, крахмал, гликоген) Структурная (целлюлоза, хитин) Защитная (гликопротеиды) Синтетическая (рибоза, дезоксирибоза)

  Содержание углеводов в живых организмах () Содержание углеводов в живых организмах (%)

  6 CO 2+ 6 H 2 O  C 6 H 12 O 6+ 6 CO 2+ 6 H 2 O C 6 H 12 O 6+ 6 O 2 h n. CO 2+ m. H 2 O Cn(H 2 O)m+ n. O 2 hглюкоза «гидрат углерода» = углевод

  предложен в 1844 г. профессором  Дерптского (Тартуского университета) К. Г. Шмидтом 1927 г. предложен в 1844 г. профессором Дерптского (Тартуского университета) К. Г. Шмидтом 1927 г. Международная комиссия по реформе химической номенклатуры Углеводы Глицидысахариды или простые сахара

  Классификация углеводов Классификация углеводов

  Классификация моносахаридов по характеру оксогруппы C (CH-OH)n CH 2 -OHHOальдозы кетозы(CH-OH)n CH 2 -OH Классификация моносахаридов по характеру оксогруппы C (CH-OH)n CH 2 -OHHOальдозы кетозы(CH-OH)n CH 2 -OH O CH 2 -OH

  • триозы • тетрозы • пентозы  • гексозы. Классификация моносахаридов по числу атомов • триозы • тетрозы • пентозы • гексозы. Классификация моносахаридов по числу атомов углерода в цепи

  Стереоизомерия моносахаридов CH 2 CH HCH CH CH C O OH OHOH альдогексоза* * Стереоизомерия моносахаридов CH 2 CH HCH CH CH C O OH OHOH альдогексоза* * N=2 n =2 4 =16 8 пар энантиомеров

  Стереоизомерия моносахаридов C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH 654321 CHO CH Стереоизомерия моносахаридов C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH 654321 CHO CH 2 OHH OH D-глицериновый альдегид. D-глюкоза C O H HOHO H H CH 2 OHHO HH OH L-глюкоза энантиомеры

  C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH 654321 D-глюкоза HO HO C C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH 654321 D-глюкоза HO HO C O H H HHH CH 2 OHOHOH 65 4321 D-галактоза. C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHHO 654321 D-манноза эпимерыдиастереомеры

  C O H H OHOH CH 2 OHH CH 2 C O H H C O H H OHOH CH 2 OHH CH 2 C O H H OH CH 2 OHH OH C O H H HOH CH 2 OHHO OHH D-рибоза D-ксилоза. D-дезоксирибоза альдопентозы

  CH 2 OH O HH HC CH 2 OHHO OHOH 65 4321 D-фруктоза кетогексоза CH 2 OH O HH HC CH 2 OHHO OHOH 65 4321 D-фруктоза кетогексоза

  Цикло-оксо-таутомери я моносахаридов Цикло-оксо-таутомери я моносахаридов

  CH OH CH 2 OH C CC C H H H OH O H. CH OH CH 2 OH C CC C H H H OH O H. . δ+

  R-C O H + HO-R’ R-C OH HO-. . полуацетальный гидроксил R’ кислородный «мостик» R-C O H + HO-R’ R-C OH HO-. . полуацетальный гидроксил R’ кислородный «мостик»

  C O H CH 2 OHHO OHOHOH 654321 OOH CH CH 2 OHHO OHOH C O H CH 2 OHHO OHOHOH 654321 OOH CH CH 2 OHHO OHOH 654321 C H CH 2 OHHO OHOH 654321 OHOα β аномеры

  OOH CH CH 2 OHHO OHOH 654321 α α-D-глюко пираноза. O OH OHOH HO OOH CH CH 2 OHHO OHOH 654321 α α-D-глюко пираноза. O OH OHOH HO CH 2 OH Формула Колли-Толленса Формула Хеуорса

  OHO C H CH 2 OHHO OHOH 654321β β-D-глюко пираноза. O OH OHOH HO OHO C H CH 2 OHHO OHOH 654321β β-D-глюко пираноза. O OH OHOH HO CH 2 OH Формула Колли-Толленса Формула Хеуорса

  C O H CH 2 OHHO OHOHOH 654321 OOH CH CH 2 OHHO OHOH C O H CH 2 OHHO OHOHOH 654321 OOH CH CH 2 OHHO OHOH 654321 α OHO C H CH 2 OHHO OHOH 654321β

  OOH CH CH 2 OHHO OHOH 654321 α α-D-глюко фураноза. O OH OHOHHO CH OOH CH CH 2 OHHO OHOH 654321 α α-D-глюко фураноза. O OH OHOHHO CH 2 OH Формула Колли-Толленса Формула Хеуорса

  OHO C H CH 2 OHHO OHOH 654321β β-D-глюко фураноза. O OH OHOHHO CH OHO C H CH 2 OHHO OHOH 654321β β-D-глюко фураноза. O OH OHOHHO CH 2 OH Формула Колли-Толленса Формула Хеуорса

  Моносахариды – циклические полуацетали многоатомных альдегидо- (кетоно-) спиртов,  находящиеся в равновесии со своими Моносахариды – циклические полуацетали многоатомных альдегидо- (кетоно-) спиртов, находящиеся в равновесии со своими ациклическими формами

  Реакции циклических форм моносахаридов Реакции циклических форм моносахаридов

  Образование O-гликозидов. O OH OHOH HO CH 2 OH β-D-глюкопираноза CH 3 OH HCl Образование O-гликозидов. O OH OHOH HO CH 2 OH β-D-глюкопираноза CH 3 OH HCl газ. O OCH 3 OHOH HO CH 2 OH +O-метил-β-D- глюкопиран озид H 2 O

  Гидролиз гликозидов. O OC 2 H 5 OHOH HO CH 2 OH β-D-глюкопиран оза. Гидролиз гликозидов. O OC 2 H 5 OHOH HO CH 2 OH β-D-глюкопиран оза. H 2 O H +O OH OHOH HO CH 2 OH +O-этил-β-D- глюкопиран озид C 2 H 5 OH

  OOH OH OHCH 2 OH β-D-рибофуран оза C 2 H 5 NH 2 O OOH OH OHCH 2 OH β-D-рибофуран оза C 2 H 5 NH 2 O NHC 2 H 5 OH OHCH 2 OH N-этил-β-D- рибофуран озид + H 2 OОбразование N-гликозидов

  Образование простых эфиров. O OH OHOH HO CH 2 OH β-D-глюкопираноза CH 3 I Образование простых эфиров. O OH OHOH HO CH 2 OH β-D-глюкопираноза CH 3 I изб. Na. OHO OCH 3 OСH 3 H 3 СO CH 2 OСH 3 + H 2 O+ Na. I O-гликозидная связь простая эфирная связь

  OOCH 3 OСH 3 H 3 СO CH 2 OСH 3 H 2 O, OOCH 3 OСH 3 H 3 СO CH 2 OСH 3 H 2 O, H + O OH OСH 3 H 3 СO CH 2 OСH

  Образование сложных эфиров. O OH OHOH HO CH 2 OH (CH 3 CO) 2 Образование сложных эфиров. O OH OHOH HO CH 2 OH (CH 3 CO) 2 O избыток O O-C-CH 3 OCOCH 3 OAc Ac. O CH 2 OAc O Acβ-D-глюкопираноза пентаацетилглюкоза

  Гидролиз сложных эфиров. O O-C-CH 3 OCOCH 3 OAc Ac. O CH 2 OAc Гидролиз сложных эфиров. O O-C-CH 3 OCOCH 3 OAc Ac. O CH 2 OAc O Ac H 2 O, H + O OH OHOH HO CH 2 OH + 5 CH 3 COOHпентаацетилглюкоза β-D-глюкопираноза

  Гидролиз сложных эфиров. O O-C-CH 3 OCOCH 3 OAc Ac. O CH 2 OAc Гидролиз сложных эфиров. O O-C-CH 3 OCOCH 3 OAc Ac. O CH 2 OAc O Ac H 2 O, Na. OH OHOH HO CH 2 OH + 5 CH 3 COONaпентаацетилглюкоза β-D-глюкопираноза

  O OH OH OHO = P-O-CH 2 HOHO 5 -фосфат β-D-рибофуранозы 5 O OH OH OHO = P-O-CH 2 HOHO 5 -фосфат β-D-рибофуранозы

  OOH OHOH HO CH 2 -O-P = OOH OH 6 6 -фосфат β-D-глюкопиранозы OOH OHOH HO CH 2 -O-P = OOH OH 6 6 -фосфат β-D-глюкопиранозы

  Реакции ациклических форм моносахаридов Реакции ациклических форм моносахаридов

  Восстановление  моносахаридов C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH [H] CH Восстановление моносахаридов C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH [H] CH 2 OH HH HH CH 2 OHHO OHOHOH D-глюкоза глюцит (сорбит)

  Восстановление  моносахаридов [H] D-ксилоза ксилит CH 2 OH H HOH CH 2 OHHO Восстановление моносахаридов [H] D-ксилоза ксилит CH 2 OH H HOH CH 2 OHHO OHHC O H H HOH CH 2 OHHO OHH

  Окисление моносахаридов Слабыми окислителями в щелочной среде C O H HH HH CH 2 Окисление моносахаридов Слабыми окислителями в щелочной среде C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH D-глюкоза Ag(NH 3 ) 2 OH t o продукты окисления глюкозы + Ag + NH 3 + H 2 O Cu(OH) 2 t o продукты окисления глюкозы + Cu 2 O + H 2 O

  Качественной реакцией на фруктозу  реакция Селивановаф р у к т о з а Качественной реакцией на фруктозу реакция Селивановаф р у к т о з а to — 3 H 2 OO H O C H 2 C O H 5 — г и д р о к с и м е т и л ф у р о л

  Окисление моносахаридов Слабыми окислителями в нейтральной и слабокислой среде C O H HH HH Окисление моносахаридов Слабыми окислителями в нейтральной и слабокислой среде C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH D-глюкоза Br 2 , H 2 O (HOBr) C O OH HH HH CH 2 OHHO OHOHOH D-глюконовая кислота

  C O OH HH HH CH 2 OHHO OHOHOH Ca(OH) 2 C O O C O OH HH HH CH 2 OHHO OHOHOH Ca(OH) 2 C O O — HH HH CH 2 OHHO OHOHOH 2 Ca 2+ D-глюконовая кислота глюконат кальция

  Окисление моносахаридов Сильными окислителями в сильнокислой среде C O H HH HH CH 2 Окисление моносахаридов Сильными окислителями в сильнокислой среде C O H HH HH CH 2 OHHO OHOHOH HNO 3 COOH HH HH COOHHO OHOHOH D-глюкаровая кислота D-глюкоза разбавл.

  OO H O H C H 2 O H D -г л ю к OO H O H C H 2 O H D -г л ю к о п и р а н о з а O -м е т и л — — D -г л ю к о п и р а н о з и д C H 3 O H , H C l г а з. OO C H 3 O H H O C H 2 O H — H 2 O [ O ]OO C H 3 O H H O C O O H H 2 O , H+ — C H 3 O H O H O H H O C O O H O H H O O — м е т и л л и к о з и д D — г л ю к у р о н о в о й к и с л о т ы D — г л ю к у р о н о в а я к и с л о т а ( а ц и к л и ч е с к а я ф о р м а ) D — г л ю к у р о н о в а я к и с л о т а ( ц и к л и ч е с к а я ф о р м а )Получение глюкуроновой кислоты НО НО

  OO H O H C H 2 O H D -г л ю к OO H O H C H 2 O H D -г л ю к о п и р а н о з а O -м е т и л — — D -г л ю к о п и р а н о з и д C H 3 O H , H C l г а з. OO C H 3 O H C H 2 O H — H 2 O [ O ]OO C H 3 O H C O O H H 2 O , H+ — C H 3 O H O H O H C O O H O H H O O — м е т и л л и к о з и д D — г л ю к у р о н о в о й к и с л о т ы D — г л ю к у р о н о в а я к и с л о т а ( а ц и к л и ч е с к а я ф о р м а ) D — г л ю к у р о н о в а я к и с л о т а ( ц и к л и ч е с к а я ф о р м а )НО

  Реакции брожения глюкозы глюкоза C 6 H 12 O 6 C 2 H 5 Реакции брожения глюкозы глюкоза C 6 H 12 O 6 C 2 H 5 OH этанол + CO 2 CH 3 -CH-COOH OH молочная кислота HOOC-CH 2 -С-CH 2 -COOH OH лимонная кислота

  D-глюкозамин D-глюкозамин

  N-ацетил-D-глюкозамин N-ацетил-D-глюкозамин

  Аскорбиновая кислота (витамин С) Аскорбиновая кислота (витамин С)