1.1.Моносахариды.

Моносахариды – это простые углеводы, которые не подвергаются гидролизу. По количеству атомов углерода в молекуле моносахарида различают триозы (3 атома углерода), тетрозы (4 атом углерода), пентозы (5 атомов углерода), гексозы (6 атомов углерода) и т.д. Моносахариды делятся по типу функциональных групп на полигидроксиальдегиды (альдозы – содержат альдегидную группу) и полигидроксикетоны (кетозы – содержат кетонную группу):

Альдозы			Кетозы
альдопентозы			кетопентозы
	D-рибоза	D-ксилоза		D-рибулоза	D-ксилулоза
альдогексозы			кетогексозы
	D-глюкоза	D-галактоза		D-фруктоза	D-тагатоза

В водных растворах моносахариды находятся в двух формах: открытой и циклической (полуацетальной).

Образование циклической формы происходит благодаря взаимо-действию карбонильной группы моносахарида с одной из его гидроксильных групп:

Циклические формы моносахаридов изображаются формулами Хеуорса.

Углеводы с шестичленными циклами называются пиранозами; с пятичленными циклами  фуранозами.

В ряду альдогексоз пиранозный цикл образуется в результате вза-имодействия карбонильной группы с гидроксилом при С-5; фура-нозный цикл образуется при участии в реакции гидроксила при С-4.

Симметричное строение молекулы пиранозной формы углевода придает ей более высокую термодинамическую устойчивость, поэтому в растворе содержание пиранозной формы углевода выше, чем фуранозной.

В результате взаимодействия карбонильной и гидроксильной групп альдозы возникает новый асимметрический (хиральный) центр при С-1, что приводит к образованию еще одной пары стереоизомеров, которые называются аномерами (- и -аномеры). Образование - и -аномеров характерно как для пиранозной, так и для фуранозной формы:

Характер аномера зависит от того, из какого растворителя осуществлялось перекристаллизация. Так, при перекристаллизации D-глюкозы из спирта или воды образуется -D-глюкопираноза. При перекристаллизации из пиридина образуется -D-глюкопираноза. Они заметно различаются величиной удельного вращения: . Для - и -аномеров эти величины равны соответственно +112⁰ и +19⁰.

В растворе каждого аномера со временем происходит постепенное изменение удельного вращения до достижения постоянной величины (одинаковой для растворов обоих аномеров), равной +52,5⁰.

Изменение во времени угла вращения плоскости поляризации света растворами углеводов называется мутаротацией. Химическая сущность этого явления состоит в способности моносахаридов (или моносахаридных звеньев в составе олиго- и полисахаридов) к существованию в растворе в виде равновесной смеси таутомеров различных форм  циклической (в виде пиранозного и фуранозного циклов) и открытой.

Такой вид таутомерии называется цикло-оксо-таутомерией.

В растворах равновесие между четырьмя циклическими таутомерами моносахаридов устанавливается через открытую форму (оксоформу). Взаимопревращение - и -аномеров друг в друга через промежуточную оксоформу называется аномеризацией.

Таким образом, в растворе D-глюкоза существует в виде 5 таутомеров: - и -аномеров пиранозных и фуранозных цикличес-ких форм и оксоформы.

В смеси таутомеров преобладают пиранозные формы. Оксоформа и таутомеры с фуранозными циклами содержатся в малых количествах ввиду их меньшей термодинамической устойчивости.

Однако несмотря на незначительное содержание оксоформы, глюкоза вступает в реакции, характерные для альдегидной группы.