21.2.10. Окремі представники

D(+)Глюкоза, або виноградний цукор, декстроза С₆Н₁₂О₆.

Глюкоза – одна з альдогексоз, яка найчастіше зустрічається в природі. У великих кількостях вона міститься в рослинах (виноградний сік) і тваринах. У крові людини завжди є від 0,08 до 0,11 % глюкози. Вона є також складовою частиною багатьох полісахаридів, з яких її і добувають.

У промисловості D-глюкозу добувають гідролізом крохмалю за наявності мінеральних кислот. Залежно від довготривалості гідролізу утворюється патока (містить 32 – 40% глюкози), або технічна глюкоза (65 – 99% глюкози). Для медичних цілей глюкозу добувають шляхом перекристалізації технічної глюкози з водних або водно-спиртових розчинів.

Відомі дві кристалічні модифікації D-глюкози. Одна з них – α-глюкоза, являє собою виноградний цукор, кристалізується з води за температури 30°С. Друга — β-глюкоза, її добувають при нагріванні концентрованого розчину протягом кількох годин за температури 110°С, а потім для виділення кристалів розбавляють спиртом. Будови α- і β-глюкоз ми розглядали раніше.

Питоме обертання розчину D-глюкози після завершення мутаротації і встановлення рівноваги між усіма таутомерними формами дорівнює +52, 5°.

D-глюкоза широко використовується, як вихідна речовина при добуванні різних речовин шляхом бродіння.

У харчовій промисловості її використовують, як замінник тростинного цукру (хоч вона і менш солодка).

При додаванні глюкози до цукру, вона перешкоджає його кристалізації. Це використовують у кондитерському виробництві при одержанні карамелі, помадки, мармеладу та інших солодких виробів.

D(+)Маноза, С₆Н₁₂О₆.

Маноза зустрічається у природі переважно у вигляді полісахаридів манонів (манани), які містяться в шкарлупі кам’яного горіха, зернах ячменю, пшениці, корінні спаржі, цикорію, морських водоростях, грибах. У вільному стані вона міститься в плодах цитрусових (шкірка апельсину).

При гідролізі полісахаридів манонів одержують D(+)-манозу. Це солодка на смак, кристалічна речовина з Т_пл 132°С, добре розчинна у воді. У кристалічному стані вона знаходиться в β-D-манопіранозній формі, питоме обертання [α]²⁰_D = -17°. Відома й α-форма питоме обертання [α]²⁰_D = +30°, після мутаротації – [α]²⁰_D = +14,2°. При її окисненні спочатку утворюється D-манонова кислота, а потім D-манарона кислота, при відновленні – спирт D-маніт.

D(+)Галактоза, С₆Н₁₂О₆.

У природі галактоза зустрічається у вигляді дисахаридів (молочний цукор) і деяких полісахаридів. Залишки галактози входять до складу біополімерів ганглікозидів. Вони виявлені в нервових вузлах (гангліях) людини і тварин, містяться також у тканинах мозку.

Відомі дві кристалічні модифікації галактози – α- і β-форми. Питоме обертання після мутаротації становить +80,2°.

D(-)Фруктоза, С₆Н₁₂О₆ (плодовий цукор, фруктовий цукор, левульоза).

Кетогексоза – найбільш важлива з усіх кетоз. Міститься разом із D-глюкозою в багатьох солодких плодах. Суміш однакових кількостей

D(-)фруктози і D(+)глюкози становить основну частину (80%) меду. Фруктоза входить до складу дисахариду цукру й полісахариду інуліну, з яких її і добувають. Кристалічна фруктоза являє собою фруктопіранозу. Питоме обертання після мутаротації – -92,4° (-93°).

Пентози С₅Н₁₀О₅. У вільному стані пентози в природі не зустрічаються, вони поширені у вигляді полісахаридів, які називають пентозанами. Багато пентозанів міститься в деревині (10 – 25 %), соломі, оболонках насіння тощо. При гідролізі, під впливом мінеральних кислот, пентозани розпадаються на пентози:

D(-)Рибоза і дезокси-D-рибоза в природі зустрічаються в зв’язаному вигляді Ν-глікозидів, як складові частини нуклеїнових кислот і нуклеопротеїдів, які є основною частиною ядер живої клітини і тому мають велике фізіологічне значення. Вони містяться в деяких вітамінах і ферментах.

У водних розчинах D-рибоза і дезокси-D-рибоза існують у вигляді альдегідних і циклічних форм:

D(-)Рибоза виділена з цитоплазми дріжджів, де вона міститься у складі нуклеїнової кислоти, а D(-)2-дезоксирибоза виділена із зобної залози, де вона міститься у складі тимонуклеїнової кислоти клітинних ядер. Питоме обертання водних розчинів після мутаротації D(-)рибози – [α]²⁰_D = -23,7°, а D(-)2-дезоксирибози – [α]²⁰_D = -60°.

Добувають D-рибозу епімеризацією D-арабінози.

Арабіноза С₅Н₁₀О₅.

У природі зустрічається переважно L(+)арабіноза.

Вона входить до складу вишневого клею, цукрового буряка, гуміарабіку, слизів, пектинових речовин та геміцелюлоз у вигляді пентозану арабану, звідки її і добувають, кислотним гідролізом – кип’ятінням з сульфатною кислотою. [α]²⁰_D = +105,5°. Т_пл 160°С.

Ксилоза С₅Н₁₀О₅.

Поширена в природі в деревному клею і у вигляді пентозанових полісахаридів (ксилан). Її можна добути нагріванням з кислотами: висівок, деревини, соломи, де вона міститься у вигляді пентозанів – ксиланів. З тваринними організмами ксилоза не засвоюється і не зброджується. [α]²⁰_D = +18,8°.

Вітамін С, або аскорбінова кислота. Один із важливих вітамінів. Це кристалічна речовина з Т_пл 190°С. Вона міститься в лимонах, чорній смородині, апельсинах, шипшині, у свіжій капусті. Відсутність її у їжі людини викликає захворювання на цингу (скорбут), та понижує опір організму при інфекційних захворюваннях.

.

Кислотні властивості аскорбінової кислоти зумовлені двома енольними групами. З лужними металами вона легко утворює солі.

Аскорбінова кислота – сильний відновник. Сьогодні її добувають із глюкози.