Б. Структура моносахаридов

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.

Статьи раздела «Углеводы»:

• Углеводы
• А. Биологические функции углеводов
• Б. Структура моносахаридов

— Следущая статья   |   — Вернуться в раздел