Свойства моносахаридов

Моносахариды – полифункциональные соединения со смешанными функциями. Их химические свойства определяются наличием в молекуле карбонильной группы, спиртовых гидроксилов и полуацетального гидроксила.

1. Окисление

а) при осторожном окислении альдоз бромной водой образуются одноосновные полиоксикислоты с тем же числом атомов углерода – альдоновые кислоты (глюкоза глюконовая кислота,

м анноза манноновая кислота и т.д.):

б) при более сильном окислении концентрированной азотной кислотой образуются двухосновные оксикислоты – сахарные кислоты (глюкоза глюкосахарная кислота):

2. Восстановление

При восстановлении моносахаридов они переходят в многоатомные спирты (D-глюкоза сорбит; D – ксилоза ксилит):

3. Реакция со спиртами

Среди реакций, которые обусловлены свойствами моносахаридов как циклических многоатомных спиртов, особую роль играет полуацетальный гидроксил.

Так, при нагревании моносахаридов с низшими спиртами в присутствии НСl атом водорода в гликозидном гидроксиле замещается на алкильный радикал с образованием простого эфира – гликозида:

- D- глюкопираноза -D- глюкопиранозид

Остальные спиртовые гидроксилы в этих условиях во взаимодействие не вступают.

О – гликозиды широко распространены в растительном мире. В большинстве природных гликозидов в качестве сахарной компоненты выступает D – глюкоза и почти все они являются β-глюкозидами. Несахарная компонента называется агликоном и обладает сложным строением. Обычно гликозиды классифицируют по агликоновой компоненте.

Важное значение имеют и азотсодержащие, так называемые N – гликозиды, в которых агликон связан с монозой через атом азота (в том числе нуклеозиды).

В гликозидах отсутствует полуацетальный гидроксил, поэтому они не способны к таутомерии и не проявляют восстанавливающих свойств.

4. Брожение моносахаридов

Брожение – это расщепление сахаров под влиянием биологических катализаторов – ферментов. Процессы брожения протекают сложными путями – через ряд промежуточных продуктов. Различные микроорганизмы вызывают определенные виды брожения. Например:

а) спиртовое брожение

С₆Н₁₂О₆ 2 С₂Н₅ОН + 2 СО₂ ↑

этанол

б) маслянокислое брожение

С₆Н₁₂О₆ СН₃ – (СН₂)₂ – СООН + 2Н₂ + 2 СО₂ ↑

масляная кислота

в) молочнокислое брожение

С₆Н₁₂О₆ 2 СН₃ – СН – СООН

|

ОН молочная кислота

г) лимоннокислое брожение

ОН

|

С₆Н₁₂О₆ НООС – СН₂ – С – СН₂ – СООН + 2Н₂О

|

СООН

лимонная кислота

Производные моносахаридов

Большую группу производных моносахаридов составляют фосфорные эфиры, которые образуются в ходе превращений углеводов в тканях.

Некоторые из них:

В природе широко распространены два аминопроизводных моносахарида: глюкозамин и галактозамин, которые существуют как в линейной, так и в циклической форме. Глюкозамин входит в состав многих полисахаридов, содержащихся в тканях животных и человека; галактозамин является компонентом гликопротеинов и гликолипидов:

В состав полисахаридов входит глюкуроновая кислота.

По химической природе аскорбиновая кислота близка к моносахаридам L-ряда и является внутренним циклическим эфиром (лактоном) одной из альдоновых кислот:

Получают синтетически из D-глюкозы. Содержится в соке лимона, черной смородины, плодах шиповника, свежей капусте.