Химические свойства моносахаридов

Химическое свойства моносахаридов определяется присутствием в их молекулах оксогруппы и спиртовых гидроксилов.

Расмотрим на примере глюкозы некоторые реакции моносахаридов.

1. Восстановление. Все моносахариды, подобно альдегидам и кетонам при восстановлении образуют спирты. При восстановлении гексоз образуются шестиатомный спирты – гекситы. Так, D – глюкоза при это переходит в шестиатомный спирт – D – сорбит:

2. Окисление. В зависимости от характера окислителя могут образовываться одноосновные (альдоновые) или двуосновные (сахарные) гидроксикислоты. Так, при окислении глюкозы образуются:

Альдоновые кислоты вступают в типичный реакции алифатических гидроксикислот. Все моносахариды восстанавливающие сахара. Для них характерные реакция «серебряного зеркала» и взаимодействие с фелинговой можно изобразить в виде схемы

Эти реакции являются качественными. Они характерны и для альдоз и, в противоположность кетонам, для кетоз (однако фруктоза, например, обладает значительно меньшими восстановительными свойствами).

3. Образование озазонов. При нагревании глюкозы с избытком фенилгидразина образуется озазон глюкозы:

Образование озазона протекает следующим образом. Вначале альдегидная группа образует фенилгидразон. Затем соседняя спиртовая группа под влиянием второй молекулы фенилгидразина превращается в кетогруппу. Эта группа, взаимодействуя с третьей молекулой фенилгидразина, образует окончательный продукт – озазон. С помощью этой реакции можно перейти от альдоз к кетозам. Манноза, глюкоза и фруктоза дают один и тот же озазон.

4. Реакции алкилирования. Действие алкилирующих агентов на моносахариды, например глюкозу, приводит к образованию неполных и полных простых эфиров. При этом наиболее активно взаимодействует полуацетальный гидроксил. В результате образуется простой эфир – гликозид ( в случае глюкозы – глюкозид). Связь алкила с углеродом (через кислородный мостик) называют гликозидной (гликозидной) связью:

Реакция алкилирования идет в присутствии кислого катализатора (газообразный HCl). Если образовавшийся глюкозид ввести в реакцию с CI и AO, то можно получить пентаметимлюкозу, частичный гидролиз которой приводит к тетраметимлюкозе. При этом в первую очередь отщепляется метильная группа, связанная с кислородом глюкозидного гидроксила:

Полученная после гидролиза тетраметилглюкоза, содержащая свободный полуацетальный гидроксил, может существовать в открытой, альдегидной форме. Глюкозиды часто встречаются в растительном мире.

5. Реакция ацилирования. В результате таких реакции образуется сложный эфиры. Например, при нагревании уксусного ангидрида с глюкозой образуется пента-О-ацетилглюкоза:

6. Спиртовое брожение. Этот процесс протекает под влиянием различных микроорганизмов. В результате спиртового брожения гексоз (для пентоз эта реакция не характерна) образуеттся этиловый спир: