Файл: Журавлева Л.Е. Углеводы учеб. пособие для студентов-заочников фак. естествознания пед. ин-тов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.07.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
— 25 —
ними и перспективными формулами и учитывая,что ^ - я fs
таутомеры находятся в пнранозной форм е,_______________________
В равновесной |
система содержание |
«L - 2D - глюкозы |
составляет около 36 |
$, J> -'Jj- глюкозы |
-- около 6436. Кон |
центрация альдегидной формы в нейтральном растворе настолько
мала (около 0,024$), что она не обнаруживается пи ультрафио
летовой, нн инфракрасной спектроскопией. Интересно, что дал некоторых других моносахаридов отмечено большое содержание
карбонильной формы, |
например, |
для |
3D |
-рибозы -8,5$. |
При выпаривании |
водного |
раствора, |
содержащего равно |
весную смесь таутомеров, постепенно выделяются кристаллъ ме
нее |
растворимой «L -0 - гяикозы. По мере их выделения равнове |
|||
сие |
нарушается, вследствие чего |
ß -форма переходит |
в |
|
<*--форму. В конечном итоге,ори |
полном нопарѳнвв,вся |
« |
||
глюкоза выделяется в вида краегалдической |
=б - |
-. глеи |
||
коны. Если *е перекристаллизацию зеств з ледяной уксусной |
||||
кислоте иди в парадине, то будут выпадать крвотадлн |
j& ~ 2)« |
глюкозы, ибо она труднее растворяется в атак р&отэоритѳлях,
чем |
об |
-форма. Однако, |
не все моносахарида ѳэіут бнтьь да« |
|
делены е |
виде |
частых <б - |
и ft -форм. |
|
|
|
|
К о н ф о р м а ц и я |
|
|
Атомы, |
составдявдве ш лекуду, располояены'й'ирсвтркйач— |
ве определенным образом без нарушения наяравленностй ковадѳй?- ных связей. Молекула я целом принимает опрэдеяещутв геометри ческую форму (конформацию). Наиболее етаолльш з конформаций - имеют манизм свободной энергии„ 3 реакцию ке з&ыоѵуде. комая
- 30 -
вступать в различных конформациях, отвечающих не только ми
нимуму' свободной энергии. Однако реакционная способность мо
лекулы зависит от ее конформации, поэтому знание последней весьма существенно. В ряде случаев оно позволяет оценить условия реакции.
Учение о конформгщии углеводов получило свое логичес
кое развитие в ЬО-х годах текущего столетия. Стало очевид
ным, что и перспективные формулы не отображают истинного стро
ения молекул моносахаридов. Действительно, перспективные фор
мулы предполагают плоскую структуру цикла, при которой должно
быть значительно изменено направление валентных связей. Но в таком случае валентные углы должны быть сильно отклонены от
нормальных ( ) и цикл должен быть напряженным,
непрочным; между тем, шестичленный пиранозный цикл является устойчивым. Природные моносахариды существуют в устойчивой пнранозной форме. Это возможно лишь при условии, что атомы углерода и один атом кислорода расположены в разных плоскостях и связаны между собой без отклонения направления валентный связей (как и в случае циклогексана). Плоская структура верна лишь для моносахаридов с пятичленным циклом (для фураноз} Шестичленное пиранозное кольцо может существовать в виде нес кольких конформаций, из которых наиболее стабильной является "кресло". В этой форме различают два типа связей между атома ми углерода и водорода: аксиальные (полюсные) и экваториаль ные. Аксиальные связи обозначают буквой "а", они направлены попеременно от плоскости кольца: три сверху и три снизу. Эк ваториальные обозначают буквой "э", они направлены радиально
- 31
от плоскости кольца, т . е . ориентироваіш параллельно плоскос ти, проходящей между атомами углерода цикла
о
Наиболее устойчивой |
является |
конформация с |
наименьшим |
|
числом аксиальных |
заместителей. |
|
|
|
Рентгѳноструктурныы анализом |
установлено, |
что гликопи-' |
||
ранозное кольцо |
оL |
~ A J ~ глюкозы в кристаллическом сос |
тоянии и в растворе имеет конфигурацию, в которой гликозид ный гидроксил аксиальный
И
~'Tj - глюкоза
Вэтой (формуле четыре заместителя явдншоя экваториальными и один . г ігкозидный гидроксил) - аксиальным.
- 32 -
D конфсрмапконвой формуле J> - *Â) - глюкозы гли
козидный гидроксил-экваториалькый:
И
— 'Ij - глюкоза
Различное расположение |
заместителей: |
аксиальное, т .ѳ . |
в плоскости перпендикулярной |
к кольцу, или |
экваториальное, |
т .е . в плоскости кольца, определяет реакционную способность молекулы.
С.Д 9 9 9 $ И__ п о л у ч е н и я
В промышленности моносахариды подучают гидролизом оли
го сахаридов и полисахаридов в присутствии минеральных кислот. Так, например, получают глюкозу из крахмала и целлюлозы.
Первый синтез сахаристого вещества был осуществлен А.Ы.
Бутлеровым в 1861 году. Нагревая муравьиный альдегид (форма лин) с гидроокисью кальция, он получил густой желтый сироп, сладпйна вкус. В этом сиропе А.М.Бутлеров обнаружил присутст вие сахаристого вещества, названного им метиленитаном. Впос
ледствии Э.Фишер ид такого сиропа выделил гексозу С6 |
, |
названную им акрозой, которая при ближайшем исследовании |
ока |
залась рацемической |
фруктозой. Отот синтез имел большое значе |
ние для утверждения |
теории химического строения. А.М.Бут- |
I |
|
|
\ |
И - С -О Н |
Н - с - О н |
||
+ с о ] - |
Н О - |
С - |
Н |
|
1 |
■+ Н л о |
|
Н - с - о н |
н - с - он |
||
I |
н - |
I |
|
Н - с-он |
с - он |
||
I |
|
I |
|
с н аон |
|
с н г о н |
|
Т ) - сорбит |
*Ъ - глюкоза |
|
Упражнение 8 . Напишите схему реакции окасгзакия дульцита в назовите продукт реакции.________________ ________________
2 , Оксинитрильный синтез. При действии синильной гаслоты на глицериновый альдегид или моносахариды получают моно сахарида с большим числом атомов углерода, чем у походных веществ:
|
|
|
|
|
34 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
С СО и |
'С --- |
|
е * с |
' и |
||
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
I |
|
|
|
M -C * -O H aHie* - c ; - C H |
н-С '-с и |
гн |
Н - С |
- ОН |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
I |
о |
— - |
I |
|
|
|
и |
- с * - ѳ |
^ |
н ~ с '- [c g - Иів н - с ч о й ] |
|
Н - С -LOHJ |
||||
|
|
|
I |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
с и . |
|
|
||
4 |
ч с ' ' 0 |
СЦгОн |
|
С і-і,(■ н |
|
с н ас к |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
I |
___ Ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
- С - |
и \ |
|
|
|
|
|
|
. |
0ч |
|
|
1 |
|
С і К' |
|
С О С н |
Ѵ-" |
чс |
|
|||
|
CHjOH |
I * |
|
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
2НQ н о - с - и _ ^ н о - с - и |
U H 0 -C - н |
|||||||
|
|
„ .н о - с - и |
|||||||||
'D - глицериновый |
I |
|
I |
- W |
I |
____ 1 |
и - С - |о |
||||
и - c‘-|£Hj |
* н - С.Т о н ] |
Н - с -jо ИI |
|||||||||
|
альдегид |
I |
|
с и гон |
с і ѵ |
|
|
|
|||
|
|
|
о н^он |
|
СЛ |
0 Н |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Подробно об этом синтезе |
сказано |
на |
стр. 1 4 . |
|
|
Упражнение 9. Наэоьите эпимерныѳ моносахарида, которые образуется при удлинении цепи из О -арабинозы и -рибо зы. Надпилите равенства реакций получения этих эпимеров.
ft 1 ? ж ч в .в fi-Д-й—
Моносахарида - бесцветные кристаллические вещества.
Хорошо раотворимн в воде, благодаря наличию большого числа гидроксильных групп. Трудно растворимы в спирте и нерастворимы в эфире, хлороформе и углеводородах. Моносахарида оптичес
ки активны. Их растворы |
обнаруживают мутаротацию. При нагрева |
|
ния разлагаются. |
__ |
|
X к м іГ ч е о к я в " о в о й о т в а |
|
|
В растворах моносахариды существуют |
в двух таутомер |
|
ных формах: циклической |
(полуацетальной) и ациклической (окси- |
|
. карбонильной). Поэтому и |
в реакцию вступает |
то одна, то другая |
\