Тема 8-1. Углеводы. Моносахариды Теория

Углеводы широко распространены в природе. В организме животных на углеводы приходится до 2 %, а в растениях – до 90 % сухого вещества. Эти вещества выполняют энергетическую, структурную, защитную и другие функции; входят в состав нуклеиновых кислот, коферментов и витаминов; используются в качестве лекарственных препаратов.

В зависимости от строения углеводы классифицируют на моно-, олиго- и полисахариды.

Моносахариды (монозы) – это многоатомные альдегидо- и кетоноспирты, не гидролизующиеся до более простых.

По числу атомов углерода моносахариды подразделяют на тетрозы (С₄ ), пентозы (С₅), гексозы (С₆) и т.д.

Моносахариды, содержащие альдегидную группу, называют альдозами; кетонную – кетозами.

1. Стереоизомерия моносахаридов

Для представления пространственного строения моносахаридов Э. Фишер предложил использовать проекционные формулы.

Важнейшие природные моносахариды а льдопентозы

_*

_*

_*

D-рибоза 2–дезокси-D–рибоза D–ксилоза

Альдогексозы Кетогексоза

D- глюкоза D-манноза D-галактоза D-фруктоза

Кроме перечисленных выше пентоз и гексоз существуют и их пространственные изомеры, общее число которых вычисляется по формуле N=2ⁿ , где n – число асимметрических атомов углерода. Так, число возможных альдопентоз, стереоизомеров D-рибозы, составляет N=2³ =8 , т.к. в этой молекуле 3 асимметрических атома углерода (см. формулу выше).

Например:

1 . 2. 3. 4.

D-рибоза L-рибоза D-ксилоза L–ксилоза

1 и 2, 3 и 4 – это энантиомеры; 1 и 3; 1 и 4; 2 и 3; 2 и 4 – диастереомеры.

Напишите формулы недостающих стереоизомеров D–рибозы. Выделите среди них энантио - и диастереомеры. (см. раздел «Стереоизомерия»)

В природе наиболее распространены углеводы D–ряда. Из природных моносахаридов L-ряда выделены: L-арабиноза (свекла), L-рамноза (растительные гликозиды), L-фукоза (пентозаны).

Принадлежность моносахарида к L- или D- ряду определяется по конфигурации его нижнего хирального атома углерода. Эта конфигурация остается без изменения при переходе от эталонного соединения - глицеринового альдегида с помощью оксинитрильного синтеза Килиани–Фишера.

Сравнивая конфигурацию нижнего хирального центра углевода с конфигурацией глицеринового альдегида, определяют стереохимический ряд: L- или D-.

_*

_*

^* _*

D-глицериновый D-рибоза

альдегид

Отнесите написанные вами стереоизомеры D–рибозы к D- или L– рядам.