2.2 Реакции с участием всех гидроксильных групп

2.2.1 Алкилирование. При действии на моносахариды более сильных алкилирующих агентов, например алкилгалогенидов, наряду с гликозидным гидроксилом в реакцию вступают все спиртовые гидроксилы монозы с образованием простых эфиров. Простые эфиры не гидролизуются, а гликозидная связь легко подвергается гидролитическому расщеплению в кислой среде:

Большое практическое значение имеют триметилсилиловые эфиры моносахаридов (ТМС-эфиры). Моносахариды – нелетучие соединения, поэтому для анализа методами ГЖХ или масс-спектрометрии их необходимо перевести в летучие производные, например ТМС-эфиры, путем взаимодействия с триметилхлорсиланом (СН₃)₃SiCl:

2.2.2 Образование сложных эфиров. Моносахариды легко ацилируются ангидридами и галогенангидридами органических кислот, образуя сложные эфиры с участием всех гидроксильных групп. Например, при действии с уксусным ангидридом получаются ацетильные производные моносахаридов:

Сложные эфиры моноз гидролизуются как в кислой, так и щелочной средах. Большое значение имеют эфиры неорганических кислот, в частности, эфиры фосфорной кислоты – фосфаты. Они содержатся во всех растительных и животных организмах и представляют собой метаболически активные формы моносахаридов. К ним прежде всего относят фосфаты D-глюкозы и D-фруктозы:

Фосфаты D-рибозы и 2-дезокси-D-рибозы служат структурными элементами нуклеиновых кислот и ряда коферментов.

2.2.3 Действие кислот. Действие кислот на пентозы и гексозы может быть использовано для их распознования, а именно: при нагревании пентоз с разбавленными кислотами легко происходит их дегидратация (отщепление трех молекул воды ) и образуется летучий гетероциклический альдегид – фурфурол:

Действие кислот на гексозы ведет сначала к образованию 5-гидроксиметилфурфурола, который при кипячении с разбавленными кислотами разлагается с образованием левулиновой и муравьиной кислот:

Фурфурол и 5-гидроксиметилфурфурол способны вступать в реакции конденсации с фенолами (-нафтол, резорцин, флороглюцин) и ароматическими аминами (анилин, дефиниламин) с образованием окрашенных продуктов. Фурфурол дает красное окрашивание с анилином (качественная реакция на пентозы); 5-гидроксиметилфурфурол – красное окрашивание с резорцином (реакция Селиванова).

Некоторые цветные качественные реакции используются в количественном (колориметрическом) определении сахаров, а также хроматографии для обнаружения моносахаридов.

2.2.4 Брожение сахаров это сложный процесс расщепления моносахаридов с выделением СО₂ под действием ферментов. Брожению подвергаются сахара, у которых число атомов углерода кратно трем (гексозы). Брожение гексоз различной конфигурации происходит с неодинаковой легкостью. Различают разные виды брожения:

Существуют и другие виды брожения. Процессы брожения сахаров играют важную роль и широко используются в промышленности.

2. Олигосахариды

Олигосахариды – сахароподобные сложные углеводы, характеризую-щиеся сравнительно невысокой (несколько сотен) молекулярной массой, хорошей растворимостью в воде, легкой кристаллизацией и, как правило, сладким вкусом. Молекулы олигосахаридов составлены из небольшого числа (2–8) молекул моносахаридов.

В зависимости от количества остатков моносахаридов, входящих в молекулы олигосахаридов, различают:

• дисахариды (биозы), гидролизующиеся на две молекулы моносахаридов;

• трисахариды (триозы), гидролизующиеся на три молекулы моносахаридов и т.д.

Наибольший интерес из олигосахаридов представляют дисахариды (биозы), которые широко распространены в природе и имеют огромное практическое значение.