Важнейший природный моносахарид, D-глюкоза, является алифатическим альдегидом, содержащим шесть углеродных атомов, пять из которых имеют гидроксильные группы (1). Поскольку атомы C-2 —C-5 являются хиральными центрами (см. Углеводы), кроме D-глюкозы существует 15 изомерных альдогексоз, лишь немногие из которых встречаются в природе (см. Ферментативный катализ). У большинства природных моносахаридов C-5 имеет конфигурацию D-глицеринового альдегида.
В нейтральном растворе менее 0,1 % молекул глюкозы находятся в ациклической форме (1). Подавляющая часть глюкозы присутствует в форме циклического полуацеталя (2) (см. Биомолекулы), образованного в результате взаимодействия карбонильной группы с одной из гидроксильных групп. В альдогексозах реакция идёт главным образом по гидроксильной группе C-5 с образованием шестичленного пиранового цикла. Сахара с шестичленным циклом называются пиранозами. Замыкание кольца с участием гидроксильной группы C-4 даёт фурановый цикл, а сахара с таким циклом называются фуранозами. В растворе все три формы, пиранозная, фуранозная и ациклическая находятся в динамическом равновесии.
Циклические формы моносахаридов принято изображать в виде проекционных формул (2), где цикл представлен в перспективе (проекции Хеуорса). Заместители при хиральных атомах углерода располагаются над или под плоскостью кольца в зависимости от их конфигурации. OH-Группы, которые в фишеровской проекции (1) находятся справа, в проекции Хеуорса располагаются под плоскостью кольца, а группы, находящиеся слева, — над плоскостью кольца.
При образовании полуацеталей в молекуле появляется дополнительный асимметрический центр C-1, что делает возможным существование двух стереоизомеров. Соответствующие связи на схеме указаны волнистыми линиями.
В проекциях Хеуорса не учитывается тот факт, что в действительности пиранозный цикл не плоский, а имеет форму кресла. В представленной на схеме конформации D-глюкопиранозы (1C4-конформация, 3) большинство OH-групп (как и в проекции Хеуорса) располагаются перпендикулярно плоскости кольца (аксиально, а-положение). Единственное исключение составляет полуацетальная OH-группа при C-1, которая занимает экваториальное (е) положение.
В нейтральном растворе менее 0,1 % молекул глюкозы находятся в ациклической форме (1). Подавляющая часть глюкозы присутствует в форме циклического полуацеталя (2) (см. Биомолекулы), образованного в результате взаимодействия карбонильной группы с одной из гидроксильных групп. В альдогексозах реакция идёт главным образом по гидроксильной группе C-5 с образованием шестичленного пиранового цикла. Сахара с шестичленным циклом называются пиранозами. Замыкание кольца с участием гидроксильной группы C-4 даёт фурановый цикл, а сахара с таким циклом называются фуранозами. В растворе все три формы, пиранозная, фуранозная и ациклическая находятся в динамическом равновесии.
Циклические формы моносахаридов принято изображать в виде проекционных формул (2), где цикл представлен в перспективе (проекции Хеуорса). Заместители при хиральных атомах углерода располагаются над или под плоскостью кольца в зависимости от их конфигурации. OH-Группы, которые в фишеровской проекции (1) находятся справа, в проекции Хеуорса располагаются под плоскостью кольца, а группы, находящиеся слева, — над плоскостью кольца.
При образовании полуацеталей в молекуле появляется дополнительный асимметрический центр C-1, что делает возможным существование двух стереоизомеров. Соответствующие связи на схеме указаны волнистыми линиями.
В проекциях Хеуорса не учитывается тот факт, что в действительности пиранозный цикл не плоский, а имеет форму кресла. В представленной на схеме конформации D-глюкопиранозы (1C4-конформация, 3) большинство OH-групп (как и в проекции Хеуорса) располагаются перпендикулярно плоскости кольца (аксиально, а-положение). Единственное исключение составляет полуацетальная OH-группа при C-1, которая занимает экваториальное (е) положение.
Статьи раздела «Углеводы»:
- Углеводы
- А. Биологические функции углеводов
- Б. Структура моносахаридов
Структура:
Списки:
Сложность материала:
Величины и единицы:
Книги Список книг
Современные успехи химии и биологии моря Книга Харвея, содержащая много фактического материала и интересных выводов, ...
Physical Properties of Macromolecules Explains and analyzes polymer physical chemistry research methods and experimental data Taking a fresh approach to polymer physical chemistry, ...
Fundamentals of Forensic DNA Typing An introductory text on forensic DNA analysis, written by the foremost expert in the field.
История биологической химии. Истоки науки Книга посвящена первым шагам взаимодействия химии с биологией и медициной. В ней ...