Моносахариды.

Наиболее важными природными моносахаоидами являются изомерные друг другу D-глюкоза (альдоза) и D-фруктоза (кетоза), общей брутто-формулы С₆Н₁₂О₆. В структуре глюкозы имеется альдегидная группа, а в структуре фруктозы –кетонная руппа.

D-глюкоза L-глюкоза D-фруктоза L-фруктоза

(природная) (природная) (синтетическая)

Изображать линейные формы моносахаридов принято, используя проекционные формулы Фишера, располагая карбонильную группу С=О сверху.

В молекуле моносахарида имеется несколько асимметрических атомов углерода (они отмечены символами * на схеме). Любой моносахарид может существовать в виде двух оптических изомеров, относящихся друг к другу как предмет и его зеркальное отражение: D и L -формы. Большинство природных сахаров относится к D-ряду. Принадлежность к D или L-ряду определяется по строению последнего асимметрического атома углерода в углеродном скелете: если гидроксильная группа у этого атома в проекции Фишера расположена справа – это D-изомер, если слева – L-изомер.

Линейные формы моносахаридов легко превращаются в циклические (полуацетальные) формы. Из-за одновременного присутствия в молекуле карбонильной и спиртовых групп, возможно внутримолекулярное взаимодействие карбонильной группы С=О и спиртовой при С₄ или С₅ (в пространстве близко подходят друг к другу). Результатом такого взаимодействия является замыкание в 5- или 6-членный цикл. В зависимости от размеров различают пиранозный (6-членный цикл) и фуранозный (5-членный цикл) циклы, которые могут переходить друг в друга через линейную гидроксикарбонильную форму.

Подвижное равновесие открытой и циклической форм называют таутомерными превращениями углеводов. В циклической форме появляется новый асимметрический центр: у первого атома углерода образуется полуацетальный гидроксил, пространственное расположение которого дает два изомера α и β - формы. Если полуацетальный гидроксил и гидроксил, определяющий принадлежность к D- или L- ряду, находятся по одну сторону от кольца, это α - форма, если по разные – β - форма.

D-глюкопираноза D-глюкоза D-глюкопираноза

(циклическая форма) (линейная форма) (циклическая форма)

D-глюкофураноза D-глюкоза D-глюкофураноза

(циклическая форма) (разомкнутая форма) (циклическая форма)