Классификация и номенклатура дисахаридов

Углеводы

Углеводы (либо старенькое заглавие сахарá) — полигидроксикарбонильные соединения и их производные природного происхождения.

1) моносахариды,
2) олигосахариды,

3) полисахариды.

1. моносахариды

Моносахариды (либо монозы) ¾ это полигидроксикарбонильные соединения и их производные с непрерывной углеродной цепью.

Молекулы моносахаридов хиральны, содержат несколько асимметрических атомов углерода.

Зависимо от нрава карбонильной группы:

1) альдозы

2) кетозы

К примеру:

альдоза кетоза

Зависимо от количества атомов углерода в молекуле Классификация и номенклатура дисахаридов (от 3 до 10) моносахариды подразделяют на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и т. д. К примеру:

тетроза пентоза гексоза

Изомерия, номенклатура

Структурная и оптическая виды изомерии.

В молекуле единственной альдотриозы, глицеринового альдегида, имеется один хиральный атом углерода, потому вероятны только два энантиомера.

D-глицериновый альдегид, L-глицериновый альдегид

Альдотетрозы:

D-эритроза L-эритроза D Классификация и номенклатура дисахаридов-треоза L-треоза

Относительная конфигурация каждого из моносахаридов определяется по конфигурационному эталону – глицериновому альдегиду. Отнесение к D- либо L-ряду определяется по конфигурации более удалённого от карбонильной группы хирального атома углерода. Каждой альдозе D-ряда соответствует энантиомер (вещество L-ряда) с обратной конфигурацией всех центров хиральности.

Альдопентозы:

D-рибоза L-рибоза Классификация и номенклатура дисахаридов D-ксилоза L-ксилоза

D-арабиноза L-арабиноза D-ликсоза L-ликсоза,

Альдогексозы:

D-глюкоза D-манноза D-галактоза

L-глюкоза L-манноза L-галактоза

Из кетоз более обширно всераспространены фруктоза и сорбоза:

D-фруктоза L-фруктоза D-сорбоза L-сорбоза

Диастереомеры, различающиеся конфигурацией только 1-го асимметрического атома углерода, именуются Классификация и номенклатура дисахаридов эпимерами. Эпимеры ¾ личный случай диастереомеров.

Образование повторяющихся полуацеталей.

К примеру, для D-рибозы:

Полуацетальную гидроксильную группу в химии углеводов именуют также гликозидной.

Для изображения повторяющихся форм моносахаридов приняты многообещающие (пространственные) формулы, предложенные У. Хеуорсом* в 1926 г. (как показано в схеме).

При построении формул Хеуорса цикл условно считают плоским, при всем Классификация и номенклатура дисахаридов этом ближняя к наблюдающему часть кольца обычно выделяется более жирной линией. Кислородный атом цикла располагают на самом большом удалении от наблюдающего. Атомы и группы атомов, изображаемые в формулах Фишера слева и справа, в формулах Хеуорса размещаются соответственно над и под плоскостью цикла. Боковые цепи, содержащие не попавшие в цикл Классификация и номенклатура дисахаридов атомы углерода в альдозах изображают над плоскостью для D-изомеров и под плоскостью для L-изомеров (при атомах С4 в альдопентозах и С5 в альдогексозах).

Образование повторяющегося полуацеталя ¾ это пример цикло-оксотаутомерии либо кольчато-цепной таутомерии.

Может быть существование пиранозных (шестичленных) и фуранозных (пятичленных) повторяющихся форм.

Аномеры (a Классификация и номенклатура дисахаридов-аномер и b-аномер) представляют собой личный случай эпимеров. Принадлежность к a- либо b-форме определяется конфигурацией аномерного атома углерода (для альдоз – это С1, для кетоз – это, обычно, С2). В молекуле a-аномера относительные конфигурации аномерного атома углерода и последнего асимметрического атома в углеродной цепи совпадают. В молекуле b Классификация и номенклатура дисахаридов-аномера, напротив, не совпадают.

a-аномер a-аномер
b-аномер b-аномер

Полное заглавие моносахарида включает обозначение конфигурации аномерного атома углерода (a- либо b-) и размера цикла (пиранозный либо фуранозный). К примеру:

a,D-глюкопираноза b,D-рибофураноза

Для кетоз образование повторяющихся форм происходит аналогично альдозам.

В твёрдом состоянии Классификация и номенклатура дисахаридов все моносахариды находятся в большей степени в пиранозной форме, как самой устойчивой из вероятных повторяющихся форм. Различные аномеры (a- и b-) D-глюкозы различаются величиной удельного вращения: у a-аномера ¾ +112°, у b-аномера ¾ +19°.

В смесях появляется сбалансированная смесь всех повторяющихся форм и оксоформы. Для аква смесей D Классификация и номенклатура дисахаридов-глюкозы этот угол +52,5°. Это происходит вследствие аномеризации, т.е. взаимопревращения a- и b-аномеров друг в друга через промежную оксоформу, и установления таутомерного равновесия.

Связанное с этим явлением изменение угла вращения плоскости поляризованного света именуется мутаротацией.

Хим характеристики

Моносахариды могут

1) вступать в реакции с ролью оксогруппы,

2) проявляют характеристики полуацеталей,

3) характеристики многоатомных спиртов Классификация и номенклатура дисахаридов (к примеру, дают доброкачественную реакцию на многоатомные спирты – взаимодействие с Cu(OH)2 с образованием устойчивых комплексов).

Реакции открыто-цепных форм

Реакции AN.Примеры:

D-рибоза
бисульфитное производное D-рибозы оксим D-рибозы

Аналогично с фенилгидразином:

Но с излишком фенилгидразина реакция протекает далее и образуются озазоны:

фенилгидразон D-маннозы Классификация и номенклатура дисахаридов
фенилгидразон D-глюкозы

При нагревании со щёлочью происходит изомеризация альдоз в кетозы (и назад) и в эпимерные альдозы через енольную форму. К примеру:

D-глюкоза D-фруктоза D-манноза

Реакции восстановления оксогруппы также вероятны исключительно в оксоформе, и они приводят к подходящим многоатомным спиртам. Восстановление проводят водородом на железных катализаторах. При всем Классификация и номенклатура дисахаридов этом из кетоз появляется смесь эпимерных спиртов. К примеру:

D-рибоза D-рибит

Альдозы просто подвергаются окислению по свободной альдегидной группе.

Под действием мягеньких окислителей образуются альдоновые кислоты, которые обычно есть в виде d- либо g-лактонов:

D-глюконовая кислота и её d-лактон

Окислители: бромная вода, реактив Классификация и номенклатура дисахаридов Толленса (реакция серебряного зеркала), свежеосаждённый гидроксид меди (II) (либо гидроксид меди в виде реактива Фелинга). Окисление альдоз до альдоновых кислот протекает обычно в кислой либо нейтральной среде.

При использовании разбавленной азотной кислоты образуются «аровые» (гликаровые) кислоты, в молекулах которых окислены оба концевых атома углерода. К примеру:

D-глюкаровая кислота

А при окислении только Классификация и номенклатура дисахаридов первичноспиртовой группы могут быть получены альдегидокарбоновые кислоты, так именуемые уроновые кислоты. Но такое окисление обычно может быть только для повторяющихся форм моносахаридов – см дальше.

Окисление в щелочной среде сопровождается изомеризацией альдоз в кетозы и назад, также эпимеризацией, к примеру, глюкозы в маннозу и назад. Потому в этих Классификация и номенклатура дисахаридов критериях могут окисляться и кетозы, за ранее изомеризуясь, образуя альдоновые кислоты.

Реакции повторяющихся форм

Полуацетальная гидроксильная группа просто реагирует, к примеру, со спиртами в критериях кислотного катализа с образованием полных ацеталей, именуемых также в химии углеводов гликозидами.

Заглавие продукта: суффикс с окончанием -оза заменяется суффиксом -озид.

a(b),D Классификация и номенклатура дисахаридов-глюкопираноза алкил-a(b),D-глюкопиранозид

Несахарный кусок гликозида именуют агликоном.

О-гликозиды и N-гликозиды.

Для получения О-алкилгликозидов обычно употребляют спирты, насыщенные сухим хлороводородом – механизм реакции SN1:

a(b),D-глюкопираноза

алкил-a,D-глюкопиранозид алкил-b,D-глюкопиранозид

Образующиеся гликозиды, являясь полными ацеталями, гидролизуются в кислой среде, но устойчивыпри Классификация и номенклатура дисахаридов действии разбавленных щелочей:

При обработке щелочными смесями диметилсульфата (CH3)2SO4 либо йодалканов образуются обыкновенные эфиры с ролью всех спиртовых гидроксогрупп:

a(b),D-глюкопираноза метил-2,3,4,6-тетра-О-метил-a,D-глюкопиранозид

и метил-2,3,4,6-тетра-О-метил-b,D-глюкопиранозид

Образующиеся обыкновенные эфиры гидролизу не подвергаются, а гликозидная группа просто гидролизуется в кислой среде Классификация и номенклатура дисахаридов:

2,3,4,6-тетра-О-метил-a,D-глюкопираноза

и 2,3,4,6-тетра-О-метил-b,D-глюкопираноза

Реакции ацилирования моносахаридов протекают с ролью ангидридов либо галогенангидридов карбоновых кислот. При всем этом также появляется смесь a- и b-аномеров. Образующиеся сложные эфиры стопроцентно гидролизуются как в кислой, так и в щелочной среде:

a(b),D Классификация и номенклатура дисахаридов-галактопираноза ацетил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил-a(b),D-галактопиранозид

либо a(b),D-галактопираноза пентаацетат

a,D-галактопираноза и b,D-галактопираноза

Окисление первичноспиртовой группы (без роли альдегидной группы альдоз), протекающее в фиксированных повторяющихся формах, т.е. для гликозидов моносахаридов, приводит к образованию уроновых кислот. К примеру:

этил-a(b),D-глюкопиранозид

a(b),D Классификация и номенклатура дисахаридов-глюкуроновая кислота

Реакции дегидратации

При нагревании моносахаридов с минеральными кислотами может происходить внутримолекулярная дегидратация. Для ксилозы – образование фурфурола(фуран-2-карбальдегид):

D-ксилоза фурфурол

Реакции удлинения и укорочения углеродной цепи переходы триоза ® тетроза ® пентоза ® гексоза ® гептоза и назад.

Углеродная цепь нарастает циангидринным способом:

D-арабиноза
нитрилы D-глюконовой и D-манноновой кислот

лактоны Классификация и номенклатура дисахаридов D-глюконовой и D-манноновой кислот

D-глюкоза D-манноза

Укорочение углеродной цепи альдоз — по способу Руффа:

D-глюкоза D-глюконовая кислота D-арабиноза

2. олигосахариды

Олигосахариды ¾ это углеводы, молекулы которых состоят из нескольких (от 2 до 10) моносахаридных остатков, соединённых гликозидными связями.

Дисахариды (биозы), трисахариды, тетрасахариды и т.д.

систематизация и номенклатура дисахаридов

Восстанавливающими Классификация и номенклатура дисахаридов дисахариды.

Невосстанавливающими дисахариды.

А) восстанавливающие

1)
мальтоза ¾ 4-О-(a,D-глюкопиранозил)-a(b),D-глюкопираноза
2)
целлобиоза ¾ 4-О-(b,D-глюкопиранозил)-a(b),D-глюкопираноза
3)
лактоза ¾ 4-О-(b,D-галактопиранозил)-a(b),D-глюкопираноза

Б) невосстанавливающие

1) трегалоза ¾ a,D-глюкопиранозил-a,D-глюкопиранозид
2) сахароза ¾ a,D-глюкопиранозил Классификация и номенклатура дисахаридов-b,D-фруктофуранозид, либо b,D-фруктофуранозил-a,D-глюкопиранозид


klassifikaciya-individualnih-proektov.html
klassifikaciya-informacii-o-tovare.html
klassifikaciya-informacionnih-sistem-po-masshtabu-arhitekture-postroeniya-vichislitelnoj-seti.html