2. Дисахариды

2.1. Классификация

Продукт метилирования моноз метиловым спиртом в присутствии хлористого водорода называется гликозидом. Гликозид, образованный остатками двух моноз называется дисахаридом. Соответственно при гидролизе дисахаридов или биоз образуются два моносахарида.

В образовании гликозида участвует, обязательно, гликозидный гидроксил одной монозы. Вторая моноза может участвовать либо гликозидным гидроксилом, либо гидроксильной группой четвертого тетраэдра. В первом случае образуется не восстанавливающий сахар, поскольку обе альдегидные группы участвуют в образовании связи между молекулами моноз. Во втором случае образуется восстанавливающий сахар, поскольку одна альдегидная группа остается свободной. Все дисахариды делятся на восстанавливающие и невосстанавливающие.

2.2 Восстанавливающие дисахариды

К числу восстанавливающих дисахаридов относится мальтоза или солодовый сахар. Получается мальтоза при частичном гидролизе крахмала в присутствии ферментов или водным раствором кислоты. Мальтоза построена из двух молекул глюкозы (т.е. это глюкозид). Глюкоза присутствует в мальтозе в форме циклического полуацеталя. Причем связь между двумя циклами образуют гликозидный гидроксил одной молекулы и гидроксил четвертого тетраэдра другой. Особенность строения молекулы мальтозы в том, что она построена из α-аномеров глюкозы:

Наличие свободного гликозидного гидроксила обуславливает основные свойства мальтозы:

1. Способность к таутомерии и мутаротации:

Мальтоза может окисляться и восстанавливаться:

Для восстанавливающего дисахарида можно получить фенилгидразон и озазон:

Восстанавливающий дисахарид можно алкилировать метиловым спиртом в присутствии хлористого водорода:

Независимо от того восстанавливающий или не восстанавливающий - дисахарид может быть алкилирован йодистым метилом в присутствии влажной окиси серебра или ацетилирован уксусным ангидридом. При этом в реакцию вступают все гидроксильные группы дисахарида:

Другим продуктом гидролиза высшего полисахарида является дисахарид целлобиоза:

Целлобиоза, также как и мальтоза построена из двух остатков глюкозы. Принципиальное отличие в том, что в молекуле целлобиозы остатки связаны β-гликозидным гидроксилом.

Судя по строению молекулы целлобиозы она должна быть восстанавливающим сахаром. Ей также присущи все химические свойства дисахаридов.

Еще одним восстанавливающим сахаром является лактоза – молочный сахар. Этот дисахарид содержится в каждом молоке и придает вкус молока, хотя является менее сладким, чем сахар. Построен из остатков β-D-галактозы и α-D-глюкозы. Галактоза является эпимером глюкозы и отличается конфигурацией четвертого тетраэдра:

Лактозе присущи все свойства восстанавливающих сахаров: таутомерия, мутаротация, окисление до лактобионовой кислоты, восстановление, образование гидразонов и озазонов.

2.3. Невосстанавливающие дисахариды

К числу невосстанавливающих сахаров относится сахароза – свекловичный или тросниковый сахар. Сахароза сильно распространена в природе. В сахарной свекле ее содержание может достигать 28% от сухого остатка (того, что осталось после сушки сырых корнеплодов).

Молекула сахарозы построена из остатков глюкозы и фруктозы. Причем связь образована гликозидными гидроксилами обоих моноз:

Поэтому название складывается из названий двух гликозидов: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид.

В случае сахарозы свободная альдегидная группа, как в случае восстанавливающих сахаров, образовываться не может. Поэтому сахарозе не свойственны таутомерия и мутаротация. Сахарозу можно ацетилировать и алкилировать.

Особое свойство сахарозы - это инвертация. При гидролизе сахарозы, обладающей правым вращением, образуется левовращая фруктоза и правовращающая глюкоза. Но удельное вращение фруктозы больше, чем у глюкозы. Поэтому продукт гидролиза становится левовращающим. Явление изменения направления вращения плоскости поляризации света после гидролиза дисахарида – называется инверсией, а полученная смесь называется инвертным сахаром. Например искусственный мед или варенье. Катализаторами гидролиза дисахарида являются ферменты, содержащиеся в соке ягод и фруктов.