
- •Лекция 13
- •План
- •13.1. Введение. Биологическая роль
- •Биологическая роль углеводов
- •13.2 Классификация, стереоизомерия углеводов
- •Классификация углеводов В зависимости от
- •Классификация углеводов ПО ЧИСЛУ АТОМОВ УГЛЕРОДА
- •Простейшие представители моносахаридов
- •Стереоизомерия моносахаридов
- •Многообразие форм молекул моносахаридов предполагает различные способы их изображения
- •Британский химик W.N.Haworth (лауреат Нобелевской премии в 1937)
- •Пяти- и шестичленные цепи имеют клешневидную конфигурацию и вследствие этого возможно сближение в
- •В циклической форме возникает дополнительный центр хиральности, т.е. асимметрическим становится карбонильный атом углерода.
- •У α-аномера конфигурация аномерного центра совпадает с конфигурацией концевого, наиболее удаленного асимметрического атома
- •Относительная конфигурация моносахаридов, т.е. принадлежность к D-и L-стереохимическим рядам определяется путем сравнения конфигурации
- •ОТНОСИТЕЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ
- •Эпимеры – диастереомеры, различающиеся конфигурацией только одного хирального атома
- •Эпимеры глюкозы
- •Эпимеры глюкозы
- •13.3. Пентозы. Гексозы
- •Рибоза входит в состав нуклеиновых кислот, а в виде восстановленного спирта входит в
- •Дезоксирибоза входит в состав нуклеиновых кислот
- •Арабиноза широко распространена в гемицеллюлозах и пектиновых веществах. Ксилоза – древесный сахар. Восстановленный
- •Гексозы
- •Глюкоза (виноградный сахар) содержится во всех фруктах, ягодах, меде
- •Фруктоза – плодовый сахар, встречается обычно вместе с глюкозой. В свободном виде находится
- •Гексозы
- •Гексозы
- •Гексозы
- •Манноза образует сложные природные углеводы – маннаны, входит в состав гликопротеидов. Встречается в
- •13.4. Цикло-оксо таутомерия
- •HOCH2
- •Процесс растворения моносахаридов в воде сопровождается своеобразным оптическим эффектом, который получил название мутаротация
- •Явление мутаротации связано с таутомерными превращениями глюкозы
- •Для пиранозной формы наиболее предпочтительна конформация кресла. Конформационное строение D-глюкопиранозы проливает свет на
- •Конформации глюкозы
- •Благодаря строению (экваториальное расположение всех заместителей) β- глюкоза термодинамически устойчива, именно это и
- •13.5. Химические свойства моносахаридов
- •Для моносахаридов характерны как реакции, свойственные спиртам, так и альдегидам
- •1.Образование простых эфиров
- •2.Образование сложных эфиров
- •Из сложноэфирных производных наибольшее значение имеют эфиры фосфорной кислоты (фосфаты), они содержатся во
- •Фосфаты глюкозы
- •II.Реакции, обусловленные альдегидной группой
- •При восстановлении ксилозы образуется ксилит, галактозы
- •2. Реакции окисления а) Реакции окисления в щелочной
- •б) Реакции окисления в щелочной среде реактивом Фелинга (реактивом Бенедикта)
- •Углеводы, дающие положительные реакции окисления в щелочной среде, называются восстанавливающими
- •В) ОКИСЛЕНИЕ В КИСЛОЙ И НЕЙТРАЛЬНОЙ СРЕДЕ
- •Мягкие окислители окисляют только альдегидную группу, не затрагивая первичную спиртовую
- •ПОЛУЧЕНИЕ О-ГЛИКОЗИДОВ
- •О-гликозиды легко гидролизуются в кислой
- •Аминопроизводные углеводов, аминосахара, входят в состав мукополисахаридов в организме человека и животных. Важнейшие
- •Производные углеводов (аминосахара)
- •Производные углеводов (аминосахара)
- •COOH
- •Взаимные превращения альдоз и кетоз в щелочной среде
- •Благодарим за внимание !

Эпимеры глюкозы
|
H |
|
|
|
O |
|
|
|
|
C |
|
||||
|
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
||||
HO |
|
|
|
H |
|
||
|
|
|
|
||||
|
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
||||
|
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|
||
|
|
|
|
D-глюкоза
|
H |
|
|
|
O |
|
|
|
C |
||||
|
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
||||
|
HO |
|
|
|
H |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
|
H |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
CH2OH |
||
|
|
|
D-галактоза Эпимер по 4 атому С

Эпимеры глюкозы
|
H |
|
|
|
O |
|||
|
|
C |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
|
H |
|
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
|
H |
|||
|
|
|
|
|||||
|
H |
|
|
|
OH |
|||
|
|
|
|
|||||
|
H |
|
|
|
OH |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
CH2OH |
||||
|
|
|
D-манноза Эпимер по 2 атому С

13.3. Пентозы. Гексозы
H O
C
HOH
HOH
HOH
CH2OH
D-РИБОЗА
ОТКРЫТАЯ
ФОРМА
ФОРМУЛА
ФИШЕРА
аномерный центр гликозидный
гидроксил
H |
C |
|
OH |
|
H |
|
|
||
|
|
|||
|
|
OH O |
||
|
|
HOH
H
CH2OH
ФОРМУЛА КОЛЛИ-ТОЛЛЕНСА
HOCH2 |
H |
H |
O |
H |
H OH OHOH
D -РИБОФУРАНОЗА
HOCH2 |
O |
OH |
||||
|
H |
|
||||
|
H |
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
H |
|||||
|
|
|
|
|
OH |
|
|
OH |
D -РИБОФУРАНОЗА
ФОРМУЛЫ
ХЕУОРЗСА

Рибоза входит в состав нуклеиновых кислот, а в виде восстановленного спирта входит в состав биологически активных соединений (витаминов и ферментов)

Дезоксирибоза входит в состав нуклеиновых кислот
H |
O |
|
||
C |
HOCH2 |
|
||
|
|
O |
||
CH2 |
|
|
||
|
|
|||
|
|
|
H |
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
H |
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
|
|
|
|
Дезоксирибоза α-D-Дезоксирибозафураноза

Арабиноза широко распространена в гемицеллюлозах и пектиновых веществах. Ксилоза – древесный сахар. Восстановленный спирт – ксилит применяют больные сахарным диабетом
H |
|
|
O |
|
|
|
C |
||
HO |
|
|
|
H |
|
|
|
||
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
||
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
||
|
|
Арабиноза |
H |
|
|
O |
|
C |
||
H |
|
|
OH |
|
|
||
HO |
|
|
H |
|
|
||
H |
|
|
OH |
|
|
||
|
|
|
|
|
CH2OH |
||
|
Ксилоза |

Гексозы
H |
|
|
O |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
OH |
||||
H |
C |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
OH |
|
|
|
H |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
HO |
|
|
H |
|
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H O |
||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
H |
|
|
OH |
|
|
|
H |
|
|
|
|
OH |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
H |
|
|
OH |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Глюкоза
Фишера Колли-Толленса
CH2OH
O
OH
OH OH OH
D -ГЛЮКОПИРАНОЗА
CH2OH
O OH
OH
OH OH
D -ГЛЮКОПИРАНОЗА
Хеуорса

Глюкоза (виноградный сахар) содержится во всех фруктах, ягодах, меде
В крови человека содержание глюкозы составляет 0,08 – 0,12%. Глюкоза входит в состав сахарозы, крахмала, гликогена, целлюлозы

Фруктоза – плодовый сахар, встречается обычно вместе с глюкозой. В свободном виде находится в плодах, нектаре, меде. В связанном виде входит в состав сахарозы, полисахарида
– инулина (содержится в растениях)

Гексозы
CH2OH CH2OH
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|||||
HO |
|
|
O |
|
|
|
HO |
C |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
H |
|
|
|
|
OHO |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH CH2OH
D-фруктоза
HOCH2 |
|
CH2OH |
||||
|
|
|
|
O HO |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
OH |
|
||||
|
|
|
|
D -ФРУКТОФУРАНОЗА
HOCH2 |
|
OH |
|||
O HO |
|||||
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
CH2OH
OH
D -ФРУКТОФУРАНОЗА