22.1. Моносахариди

Моносахариди — це полігідроксильні сполуки, що містять аль­дегідну або кетонну групи. їх ще називають монозами, або прос­тими вуглеводами (цукрами).

Моносахариди, за винятком глюкози і фруктози, рідко зустрі­чаються в природі у вільному вигляді. Здебільшого вони входять до складу оліго- і полісахаридів, глікозидів, гліколіпідів, нуклео­зидів та інших високомолекулярних сполук.

22.1.1. Класифікація та номенклатура

Моносахариди класифікують, зважаючи на дві ознаки: харак­тер оксогрупи (альдегідна або кетонна) і довжину карбонового ланцюга. Залежно від наявності в структурі моносахаридів альде­гідної або кетонної групи їх поділяють на альдози і кетози. За кіль­кістю атомів Карбону в молекулі моносахариди класифікують на триози (С₃), тетрози (С₄), пентози (С₅), гексози (С₆) і т. д. Моно­сахариди, до складу яких входить понад шість атомів Карбону, називають вищими цукрами. Більшість природних моносахаридів є пентозами і гексозами. Звичайно при класифікації зважають вод-

396

Глава 22

ночас на обидві класифікаційні ознаки, наприклад, альдопентоза, альдогексоза, кетопентоза, кетогексоза.

о

Л

НОН

■

Н.

_•с^°

НОН

нон

⁴СНОН ⁵СН₂ОН

альдопентоза

н.

₂)

²СНОН ³СНОН ⁴СНОН ⁵СНОН

⁶СН₂ОН

альдогексоза

⁶СН₂ОН

кетогексоза

У назвах моносахаридів, як правило, користуються тривіаль­ною номенклатурою. Усі тривіальні назви мають закінчення -оза, наприклад, глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза та ін. Номенкла­туру ШРАС до назв вуглеводів практично не застосовують.

22.1.2. Стереоізомерія

Молекули моносахаридів містять декілька асиметричних атомів Карбону, і тому вони існують у вигляді різних просторових ізоме­рів. Наприклад, альдопентоза має 3 асиметричні атоми Карбону, тому тій же самій структурній формулі відповідає вісім стереоізо­мерів (2³), альдогексоза містить 4 асиметричні атоми Карбону і може існувати у вигляді 2⁴ = 16 стереоізомерів (N=2", де п — кількість асиметричних атомів Карбону).

Для зображення стереоізомерів на площині користуються про­екційною формулою Фішера.

Усі ізомери моносахаридів поділяють на і)- і ^-стереохімічні ряди, належність до яких визначається конфігурацією асиметричного атома Карбону, максимально віддаленого від карбонільної групи (для пен­тоз — С₄, для гексоз — С₅). Якщо конфігурація цього хірального ато­ма Карбону збігається з конфігурацією ^-гліцеринового альдегіду, то моносахарид відносять до .О-ряду, якщо ж із конфігурацією £-гліце-ринового альдегіду, — то до І-ряду, наприклад:

,0

О

Вуглеводи

Н.

•4*

н.

-^

397

|Н-

ІН-

-—ОН: СН₂ОН

2>-гліцериновий альдегід

-—он;

СН₂ОН

і-гліцериновий альдегід

н.

о

о

но-н-ін-

&

-он -н -он -он

Н^

но-^ н^

⁶СН₂ОН

Д-глюкоза

СН₂ОН

=0

-н

-он

-он

⁶СН₂ОН

£>-фруктоза

_ь<

-он -н

-Н!

н-но-но-

СН₂0Н

І-арабіноза

СН₂ОН

=0

-н

-он

-ні

н4 іно-^

⁶сн₂он

і-сорбоза

Так, із 16 стереоізомерів альдогексози 8 належать до 2)-ряду, а 8 — до і-ряду. Представники 2)-ряду є оптичними антиподами Х-ряду, тобто альдогексоза існує у вигляді 8 пар енантіомерів. Наприклад, енантіомерами є О-глюкоза і і-глюкоза.

о

о

^

■^

-он -н -он -он

-н -он -н -н

н-

но-

н-

н-

СН₂ОН

.О-глюкоза

но-

н-

но-

но-

сн₂он

і-глюкоза

Переважна більшість природних моносахаридів належать до -О-ряду. Найважливішими природними моносахаридами є:

о

о

о

н-

н-н-

^

-он -он -он

сн₂он

2>-рибоза

^

а.

-он

-н

-он

н-

но-

н-

сн₂он

/>-ксилоза

^

в.

-он

-н

-н

н-но-но-

сн₂он

І-арабіоза

398-

но-но-

о

о

.0

V

^

^