Углеводы. Моносахариды. Курский государственный медицинский университет Кафедра биоорганической
monosakharidy_farm.ppt
- 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
Цель лекции: • с формирова ть представлени е о взаимосвязи строения и свойств 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: Энергетическая (глюкоза, крахмал, гликоген) Структурная (целлюлоза, хитин) Защитная (гликопротеиды) Синтетическая (рибоза, дезоксирибоза)
Содержание углеводов в живых организмах (%)
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. Международная комиссия по реформе химической номенклатуры Углеводы Глицидысахариды или простые сахара
Классификация углеводов
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 углерода в цепи
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 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 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 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
Цикло-оксо-таутомери я моносахаридов
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»
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 CH 2 OH Формула Колли-Толленса Формула Хеуорса
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 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 2 OH Формула Колли-Толленса Формула Хеуорса
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 ациклическими формами
Реакции циклических форм моносахаридов
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. 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 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 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, 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 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 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 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
OOH OHOH HO CH 2 -O-P = OOH OH 6 6 -фосфат β-D-глюкопиранозы
Реакции ациклических форм моносахаридов
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 OHHC O H H HOH CH 2 OHHO OHH
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 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 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 — 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 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 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 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 OH этанол + CO 2 CH 3 -CH-COOH OH молочная кислота HOOC-CH 2 -С-CH 2 -COOH OH лимонная кислота
D-глюкозамин
N-ацетил-D-глюкозамин
Аскорбиновая кислота (витамин С)