Глава 22

он

он

сн₂он

с=о н

он он

°ч СН₂ОН

СН₂ОН

он н

а-/>-фруктопіраноза

н

-о- он

НОН₂С

он н

но-н-

- Н-

а-І>-фруктофураноза

СН₂ОН

сн.он

СН₂ОН

Л-фруктоза

он

он н

(3-/)-фруктопіраноза

НОН₂С

он н

р-.0-фруктофураноза

У рівноважній системі таутомеріє І>-фруктози переважають фуранозні форми.

Здатність моносахаридів до цикло-оксо-таутомерп пояснює ви­явлене задовго до встановлення їхньої будови явище мутаротації.

Мутаротація (від лат. тиіо — змінюю і гоїаііо — обер­тання) — тимчасова зміна величини оптичного обертання свіжоприготованих розчинів оптично активних сполук.

Наприклад, у свіжоприготованому водному розчині глюкози спостерігається зменшення кута оптичного обертання від +113° до постійного значення +52,5°. Хімічною основою цього процесу є цикло-оксо-гаутомерїя.

Конформації'моносахаридів. Фуранозні форми моносахаридів мають практично плоску просторову будову, а тому замісники в п'ятичленному циклі змушені знаходитися в нестійкій заслоне­ній конформації.

Для піранозних циклів найвигіднішою формою, що відповідає мінімуму енергії, є форма крісла, в якої замісники знаходяться в конформації, близькій до загальмованої. Тому фуранозні форми моносахаридів термодинамічно менш вигідні, ніж піранозні.

он

НО

НО

форма крісла

форма крісла

Вуглеводи

405

22.1.4. Способи добування

Вуглеводи дуже поширені в природі. Вони утворюються в зе­лених частинах рослин з вуглекислого газу та води в процесі фо­тосинтезу.

«со₂ + «н₂о _{мороф1л} ■ №Д + «о₂

Найважливішим способом здобування моносахаридів є кислот­ний гідроліз природних ди- і полісахаридів. Так, /)-глюкозу добува­ють гідролізом крохмалю, суміш І)-глкжози з і)-фруктозою — гід­ролізом сахарози і т. д.

Синтетичні методи застосовують звичайно для здобування ма­лодоступних моносахаридів. У більшості випадків ці методи ґрун­туються на перетворенні моносахаридів, які легко виділяються з природних джерел (2)-глюкоза, £>-галактоза, і)-маноза та інші), на інші моносахариди шляхом скорочення або подовження кар­бонового ланцюга.

Альдольна конденсація формальдегіду. В 1861 році О. М. Бутлеров здійснив перший синтез цукристої речовини, коли пропустив фор­мальдегід крізь розчин вапняного молока:

їгіл п ^Са(ОНЬ , г н о 6СН₂0 ► С₆Н₁₂0₆

22.1.5. Фізичні властивості

Моносахариди — тверді гігроскопічні речовини, легко розчинні у воді, важко розчинні в етанолі та практично нерозчинні в діети­ловому етері, бензені, діоксані. Значна частина моносахаридів — кристалічні речовини. Водні розчини моносахаридів мають, як правило, солодкий смак і нейтральну реакцію. У розчинах моле­кули моносахаридів сильно сольватовані, що приводить до утво­рення в'язких «сиропів», в яких процес кристалізації значною мі­рою уповільнюється.

Кристали багатьох моносахаридів складаються з молекул у пі-ранозній формі. Розчини моносахаридів оптично активні.