Вопрос 13. Напишите -фуранозную и -пиранозную формы l-арабинозы. Изобразите их аномеры в виде проекций Фишера.

Ответ. За исходное соединение необходимо взять D-арабинозу. Записываем её формулу и строим формулу её энантиомера (см. вопрос 6).

L-арабиноза – альдопентоза. Её фуранозная форма образуется за счет взаимодействия альдегидной группы с гидроксилом четвертого углеродного атома; а пиранозная форма – за счет взаимодействия альдегидной группы с гидроксилом пятого атома углерода. При циклизации водород гидроксильной группы (С⁵ или С⁴) присоединяется к кислороду альдегидной группы за счет разрыва -связи С–О, образуя полуацетальный, или гликозидный, гидроксил (заключен в рамку). Кислород гидроксильной группы у атома С⁴ или С⁵ после отщепления от него водорода соединяется с углеродом альдегидной группы у атома С¹. Возникает кислородный мостик, связывающий атомы С¹–С⁴ и замыкающий пятичленный цикл, или С¹–С⁵ и замыкающий шестичленный цикл.

О О НО Н Н ОН

С – Н ¹С – Н C С

Н О Н Н ² ОН H ОН H ОН

Н ОН НО ³ Н HO Н HO Н

Н ОН НО ⁴ Н О Н О Н

СН₂ОН ⁵СН₂ОН СН₂ОН СН₂ОН

D-арабиноза L-арабиноза -L-арабинофураноза -L-арабинофураноза

О О НО Н Н ОН

С – Н ¹С – Н C С

Н О Н Н ² ОН H ОН H ОН

Н ОН НО ³ Н HO Н HO Н

Н ОН НО ⁴ Н НО Н НО Н

СН₂ОН ⁵СН₂ОН О СН₂ О СН₂

D-арабиноза L-арабиноза -L-арабинопираноза -L-арабинопираноза

В полуацетальной форме первый атом углерода превратился в асимметрический. В результате этого при замыкании цикла из одной открытой альдегидной формы (оксоформы) получаются две циклические полуацетальные формы, отличающиеся одна от другой положением полуацетального гидроксила.

Циклическая форма, у которой полуацетальный гидроксил расположен по одну сторону (в циc-положении) с гидроксилом, определяющим конфигурацию (принадлежность к D- или L-ряду) монозы, называется -формой. Циклическая форма, у которой полуацетальный гидроксил находится в транс-положении с гидроксилом, определяющим конфигурацию, называется -формой.  и -Формы представляют собой диастереомеры, называющиеся аномерами.

Вопрос 14. Какие соединения получаются при восстановлении d-глюкозы и d-фруктозы?

О твет. При восстановлении моносахаридов образуются многоатомные спирты (полиолы), называемые альдитами. Восстановление обычно проводят водородом в присутствии металлических катализаторов (палладий, никель) или боргидридом натрия. Водород присоединяется по месту разрыва двойной связи углерод – кислород карбонильной группы. При восстановлении альдоз получается лишь один продукт (полиол), например при восстановлении D-глюкозы образуется шестиатомный спирт D-глюцит (L-сорбит):

D-глюцит, как и D-глюкоза является оптически активным соединением, т.к. в его молекуле присутствует 4 асимметрических атома углерода (2, 3, 4, 5) и отсутствуют элементы симметрии.

В осстановление глюкозы в сорбит является первой стадией химического синтеза аскорбиновой кислоты. Сорбит окисляют микробиологически, используя микроорганизм Acetobacter suboxydans; образующуюся L-сорбозу в несколько стадий превращают в аскорбиновую кислоту.

При восстановлении кетоз получается смесь двух полиолов, т.к. атом углерода, входивший в состав кетогруппы, после восстановления становится асимметрическим и для него возможно двоякое расположение ОН группы и атома водорода в пространстве (как слева, так и справа от углеродной цепи). Например, для D-фруктозы имеем:

D-глюцит и D-маннит обладают оптической активностью.

Многоатомные спирты, получающиеся при восстановлении моносахаридов, - кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде; обладают сладким вкусом и могут использоваться, как заменители сахара при сахарном диабете (ксилит, сорбит).