Вуглеводи Вуглеводами називаються поліоксиальдегіди поліоксикетони й продукти їх

Вуглеводи Вуглеводами називаються поліоксиальдегіди, поліоксикетони й продукти їх конденсації з виділенням води

Вуглевод и Сn H 2 m. Om Моносахариди (монози)Сn H 2 n. On Альдози Полісахариди (поліози) Кетози Тетрози, пентози, гексози, гептози тощо Низькомолекулярні (сахароподібні), олігосахариди Високомолекулярні (несахароподібні)

Будова моносахаридів була встановлена на основі їх властивостей Наприклад для гексоз: Відновленням HJ до 2 -йодгексана доведено наявність нерозгалуженого карбонового ланцюга з шістьма С-атомами в молекулі; приєднують 1 моль синильної кислоти (HCN) і утворюють оксими в реакціях із гідроксиламіном (NH 2 OH), виявляючи цим карбонільну (С=О) групу. Однак в одних моносахаридах (в глюкозі) це – альдегідна група, що окислюється аміачним розчином оксиду срібла і утворює карбоксил, а в інших (у фруктозі) – кетонна , що не окислюється цим реагентом; Ацилуванням оцтовим ангідридом доведено наявність п’яти гідроксильних ОН-груп в молекулі;

Зображення молекул моносахаридів Проекційна формула Фішера Проекційна формула Толенса Перспективна формула Хеуорса

Конфігурація моносахаридів. D- i L-iзомери Наявність n асиметричних атомів карбону в молекулі проводить до існування 2 n просторових ізомерів. До D- і L-рядів моносахаридів належать ті конфігурації останнього асиметричного атома карбону, яким ідентична конфігурація відповідно D- і L-гліцеринового альдегіду .

Конфігурація моносахаридів. Епімери. Моносахариди, що відрізняються конфігурацією другого асиметричного С-атому, називаються епімери.

Утворення півацеталей Моносахариди у кристалічному стані існують у вигляді циклічних півацеталей. Півацеталі - сполуки, в яких атом карбону зв’язаний з гідроксильною і алкоксильною (-OR) групами. Півацеталі утворюються під час приєднання спиртів до альдегідів.

Глікозидний гідроксил. Поняття про аномери Півацетальний гідроксил у циклічній формі моносахариду називається глікозидним. Циклічні форми сахаридів, які відрізняються конфігурацією колишнього карбонільного С-атома, називаються - і - формами або аномерами. В -формі конфігурація колишнього карбонільного С-атома така ж, як і в асиметричного атома D-гліцеринового альдегіду. У формулі Хеуорса глікозидний гідроксил в -аномері спрямований "вниз", тоді як у - аномері − "вгору".

Оксо-цикло-таутомерія (кільцево-ланцюгова таутомерія) Моносахариди можуть існувати в двох формах: відкритій ланцюговій (оксо-формі) и циклічній (півацетальній). Циклізація моносахаридів здійснюється двома способами: з утворенням шестичленного циклу - піранози і п’ятичленного – фуранози внаслідок взаємодії карбонільної групи з гідроксилом при 5 -му або 4 -му С-атомі. У розчині ці форми перебувають у динамічній рівновазі, що називається оксо-цикло- або кільцево-ланцюговою таутомерією. Піранозна переважає. Відкрита форма моноз існує лише в розчинах. У твердому стані монози існують у циклічній формі, про що свідчать дані стереохімії.

Мутаротація (від лат. Muto-змінюю і rotatio - обертання), це самодовільне змінення величини оптичного обертання свіже приготовлених розчинів оптично активних сполук. У випадку глюкози мутаротація пояснюється встановленням рівноваги між 38 % α-форми й 62 % β-форми. Проміжна альдегідна форма втримується в мізерно малій концентрації. Перевага утворення β-форми пояснюється тим, що вона більше термодинамічно стабільна. -аномер

Хімічні властивості моносахаридів 1. Відновлення до поліоксиалканів гліцитів, які зазвичай називаються гліцитами або альдитами:

Хімічні властивості моносахаридів 2. Окиснення до глікарових кислот. Нітратна кислота окиснює альдози й кетози до дикарбонових глікарових (цукрових) кислот.

Хімічні властивості моносахаридів 3. Окиснення до гліконових кислот. Використання м'якого окисника (Br 2, H 2 O, pеактивів Толенса [Ag(NH 3)2 OH] й Фелінга [Cu. SO 4, виннокислий калій – натрій, HO-]) дозволяє окиснювати вибірково тільки альдегідні групи.

Хімічні властивості моносахаридів → 4. Окисна деградація спиртів. Окиснення діолів застосовується під час аналізу вуглеводів.

Хімічні властивості моносахаридів 5. Епімерізація – динамічна рівновага між епімерами у лужному розчині внаслідок утворення однакової єнольної форми - єндіола

Хімічні властивості моносахаридів 6. Утворення озазонів Оскільки в процесі утворення озазону С 2–атом перестає бути хіральним, різні моносахариди утворюють той самий озазон

Хімічні властивості моносахаридів 7. Утворення естерів- поліацетатів:

Хімічні властивості моносахаридів 8. Алкілування моносахаридів: Глікозидний гідроксил на відміну від спиртових алкілується та послідовно гідролізується до вихідного стану у кислому середовищі :

Хімічні властивості моносахаридів 9. Реакції дегідратації та циклізації. Під час нагрівання із сильними мінеральними кислотами пентоза циклізується у фурфурол, а гексози – в оксиметилфурфурол:

Хімічні властивості моносахаридів 10. Бродіння моносахаридів -це розщеплення моносахаридів під впливом різних мікроорганізмів:

Синтез моносахаридів Метод Кіліані - Фішера.

Синтез моносахаридів Ретрореакція Кіліані- Фішера:

Синтез моносахаридів Деградація за Руфом: