Постинг
12.12.2007 00:33 -
Монозахариди: основни химични свойства и получаване на по-важните от тях(глюкоза)
Монозахаридите са малки молекули, които могат да полимеризират. Те са бифункционални съединения, съдържащи една карбоксилна и повече от една хидрооксилна група. В зависимост от вида на карбоксилната група (алдехидна или кетонна) монозахаридите биват алдози и кетози, а в зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата (обикновено равен на броя на кислородните), те биват триози, тетрози, пентози, хексози и хептози. Монозахридите се наричат още монози, захари или захариди. Наименовенията им са обикновено тривиални-окончават на “оза”, например арабиноза, глюкоза, фруктоза. Най-често терминът “глюкоза” има родово значение- с него се означава монозахарид. От него произлиза представката “глик” за наименования на производни на монозахаридите, например глюконови киселини, глюкозиди.
Хомоложен ред.
Алдози:
глицераледхид:
еритроза: рибоза: глюкоза: Кетози: дихидроксиацетон: еритрулоза: риболоза: фруктоза: седулоза: Монозахаридите съдържат несиметрични въглеродни атоми и показват оптична изомерия. Алдохексозите например имат четири асиметрични въглеродни атоми (виж глюкоза)- втори, трети, четвърти и пети, и дава 16 изомера. Прието е тези изомери да се подреждат в две серии- D и L. От D-серията са хексозите, конфигурацията на петия въглероден атом, на които(последния несиметричен въглероден атом) е както при D-глицералдехида, а от L-серията са тези, на които конфигурацията при петия въглероден атом е като при L-глицералдехида. D-глицералдехид: L-глицералдехид: Така например глюкозата може да се яви в двете оптични форми: D и L-глюкоза, които се отнасят един спрямо друг като огледални образи. D-глюкоза: L-глюкоза: Монозахаридите от D-серията са значително по-разпространени в природата. От кетозахаридите по-застъпени в природата са дихидроксиацетонът, D-ксилулозата, D-рибозата, D-фруктозата, D-седохептолозата и др. Много съществено и от биологична точка явление при монозахаридите е способността им да изомеризират в циклични структури: водороден атом от някоя от хидрооксилните групи преминава към карбоксилната група. Получват се вътрешномолекулни(циклични) полуацетали. Цикличните (полуацеталнни) форми дават монозахариди с повече от 4 въглеродни атоми- пентози, хексози, хептози. Циклизирането става обикновено с хидрооксилната група при въглеродния атом на δ-, но по-рядко на γ- място спрямо карбооксилната група. Така се получават пет, респективно шест атомни пръстени, съдържащи един кислороден атом. По аналогия със съответните еднокислородни хетеро пръстени- фуран и пиран-получените циклични форми при монозахаридите се наричат фуранози, респективно пиранози. Циклизирането създава нов асиметричен въглероден атом-въглеродният атом на карбонилната група, и съответно две нови изомерни форми. Създава се нова хидрооксилна група, която се отличава от останалите хидрооксилни групи по химично и биологичното си значение и се нарича ”гликозидна”. Ако гликозидната хидрооксилна група има положение на хидрооксилната група на D-глицералдехида, изомерът се нарича алфа. В противен случай се нарича бета. Така например D-глюкозата може да бъде с отворена верига (алдехидна форма), две полуацетални пиранозидни форми(α и β-глюкопираноза) и в две полуацетални фуранови форми(α и β-глюкофураноза). Обикновено цикличните форми на монозахаридите се изобразяват структурно в т.нар. хейуъртов вид. Пръстенът се представя като хекса- или пентагонална плоскост, която се проектира под ъгъл спрямо плоскостта на изобразяването. Хидрооксилните групи в D-позиция(α-гликозидната група) лежат под плоскостта на пръстена, а в L-позиция (β-гликозидна група)-над плоскостта на пръстена. Лежащите извън пръстена въглеродни атоми при монозахаридите от D-реда също така се намират над плоскостта на пръстена. α-D-глюкопираноза: β-D-глюкопираноза: В природата се срещат и производни на монозахаридите: аминозахари-една от хидрооксилните групи е заместена с амино; дезоксизахари-съдържат една хидрооксилна група по-малко; карбоксилни производни; уронови киселини; поливалентни алкохоли; производно на монозахаридите е и аскорбиновата киселина (витамин C). Химични свойства: 1. Естерификация – с оцетен анхидрид се ацетилират всички хидроксилни групи: D-глюкоза + 5 (CH3CO)2О →пентаацетил-D-глюкоза + 5 СН3СООН 2. Редукция. Алдехидната или кетонната група се редуцира лесно до хидрооксилнаи се образуват поливалентни алкохоли, наречени алдитоли, напр. сорбит(ол), манит(ол) и др. С йодоводород се постига премахване на всички хидроксилни групи исе получава n-хексан. По този начин се доказва, че глюкозата има неразклонена6-атомна въглеродна верига. (а) с H2/Ni→ (б) с NaBH4→ от фруктоза се получава смес от сорбитол + манитол - от глюкоза се получава сорбитол алдитоли (напр. сорбитол, манитол и др.) (в) с HI + [H]→ CH3CH2CH2CH2CH2CH3 хексан 3. Окисление: (а) меко: с бромна вода (Br2 + H2O)→ до алдонови киселини Например D-глюкозата дава D-глюконова киселина, която спонтанно се циклизирадо g-лактон. Фелинговия разтвор и реактивът на Толенс същоокисляват до алдонови киселини. + Cu(OH)2 – Cu2O ↓ Фелинг + [Ag(NH3)2]OH → Ag↓ Толенс – реакция “сребърно огледало” Редуциращи захари – полуацетали на алдехиди Нередуциращи захари – гликозиди и полуацетали на кетони. (б) окисление с HNO3→ЗАХАРНИ киселини (някои от тях се наричат лигави киселини): (1)-D-глюкоза (2)- захарна киселина D-глюкарова к-на (3)- g,g-дилактон (4)- D-глюконова к-на (5)- D-глюкуронова к-на (УРОНОВИ киселини) 4. Метод за удължаване на веригата (синтез на Килиани-Фишер): Известен е още като цианхидринов метод (цианхидринов синтез). Получените първоначално цианхидрини се хидролизират до хидроксикиселини, които спонтанноотделят вода и дават -лактони. От тях чрез редукция с натриев борохидрид се получават направо алдехидите – епимерни монозахариди с един въглероден атом повече спрямо изходната алдоза. На примера, представен по-долу, е показано как отD-арабиноза (една алдопентоза) се получава епимерна смес от D-глюкоза и D-маноза. (1)- D-арабиноза (2)- g-лактон (3)-g-лактон (4)- D-глюкоза (5)- D-маноза (4)и(5) са епимери. Епимери се наричат двойка диастереоизомери, които се отличават помеж- ду си по конфигурацията на само един от хиралните центрове (наричани понякога още “стереогенни центрове”). В горната схема тези стереоцен- трове са означени със звездичка. 6. Метод за скъсяване на веригата (през оксим →нитрил). Например от D-рибоза може да се получи D-еритроза: (1)- D-рибоза (2)- D-eритроза.
глицераледхид:
еритроза: рибоза: глюкоза: Кетози: дихидроксиацетон: еритрулоза: риболоза: фруктоза: седулоза: Монозахаридите съдържат несиметрични въглеродни атоми и показват оптична изомерия. Алдохексозите например имат четири асиметрични въглеродни атоми (виж глюкоза)- втори, трети, четвърти и пети, и дава 16 изомера. Прието е тези изомери да се подреждат в две серии- D и L. От D-серията са хексозите, конфигурацията на петия въглероден атом, на които(последния несиметричен въглероден атом) е както при D-глицералдехида, а от L-серията са тези, на които конфигурацията при петия въглероден атом е като при L-глицералдехида. D-глицералдехид: L-глицералдехид: Така например глюкозата може да се яви в двете оптични форми: D и L-глюкоза, които се отнасят един спрямо друг като огледални образи. D-глюкоза: L-глюкоза: Монозахаридите от D-серията са значително по-разпространени в природата. От кетозахаридите по-застъпени в природата са дихидроксиацетонът, D-ксилулозата, D-рибозата, D-фруктозата, D-седохептолозата и др. Много съществено и от биологична точка явление при монозахаридите е способността им да изомеризират в циклични структури: водороден атом от някоя от хидрооксилните групи преминава към карбоксилната група. Получват се вътрешномолекулни(циклични) полуацетали. Цикличните (полуацеталнни) форми дават монозахариди с повече от 4 въглеродни атоми- пентози, хексози, хептози. Циклизирането става обикновено с хидрооксилната група при въглеродния атом на δ-, но по-рядко на γ- място спрямо карбооксилната група. Така се получават пет, респективно шест атомни пръстени, съдържащи един кислороден атом. По аналогия със съответните еднокислородни хетеро пръстени- фуран и пиран-получените циклични форми при монозахаридите се наричат фуранози, респективно пиранози. Циклизирането създава нов асиметричен въглероден атом-въглеродният атом на карбонилната група, и съответно две нови изомерни форми. Създава се нова хидрооксилна група, която се отличава от останалите хидрооксилни групи по химично и биологичното си значение и се нарича ”гликозидна”. Ако гликозидната хидрооксилна група има положение на хидрооксилната група на D-глицералдехида, изомерът се нарича алфа. В противен случай се нарича бета. Така например D-глюкозата може да бъде с отворена верига (алдехидна форма), две полуацетални пиранозидни форми(α и β-глюкопираноза) и в две полуацетални фуранови форми(α и β-глюкофураноза). Обикновено цикличните форми на монозахаридите се изобразяват структурно в т.нар. хейуъртов вид. Пръстенът се представя като хекса- или пентагонална плоскост, която се проектира под ъгъл спрямо плоскостта на изобразяването. Хидрооксилните групи в D-позиция(α-гликозидната група) лежат под плоскостта на пръстена, а в L-позиция (β-гликозидна група)-над плоскостта на пръстена. Лежащите извън пръстена въглеродни атоми при монозахаридите от D-реда също така се намират над плоскостта на пръстена. α-D-глюкопираноза: β-D-глюкопираноза: В природата се срещат и производни на монозахаридите: аминозахари-една от хидрооксилните групи е заместена с амино; дезоксизахари-съдържат една хидрооксилна група по-малко; карбоксилни производни; уронови киселини; поливалентни алкохоли; производно на монозахаридите е и аскорбиновата киселина (витамин C). Химични свойства: 1. Естерификация – с оцетен анхидрид се ацетилират всички хидроксилни групи: D-глюкоза + 5 (CH3CO)2О →пентаацетил-D-глюкоза + 5 СН3СООН 2. Редукция. Алдехидната или кетонната група се редуцира лесно до хидрооксилнаи се образуват поливалентни алкохоли, наречени алдитоли, напр. сорбит(ол), манит(ол) и др. С йодоводород се постига премахване на всички хидроксилни групи исе получава n-хексан. По този начин се доказва, че глюкозата има неразклонена6-атомна въглеродна верига. (а) с H2/Ni→ (б) с NaBH4→ от фруктоза се получава смес от сорбитол + манитол - от глюкоза се получава сорбитол алдитоли (напр. сорбитол, манитол и др.) (в) с HI + [H]→ CH3CH2CH2CH2CH2CH3 хексан 3. Окисление: (а) меко: с бромна вода (Br2 + H2O)→ до алдонови киселини Например D-глюкозата дава D-глюконова киселина, която спонтанно се циклизирадо g-лактон. Фелинговия разтвор и реактивът на Толенс същоокисляват до алдонови киселини. + Cu(OH)2 – Cu2O ↓ Фелинг + [Ag(NH3)2]OH → Ag↓ Толенс – реакция “сребърно огледало” Редуциращи захари – полуацетали на алдехиди Нередуциращи захари – гликозиди и полуацетали на кетони. (б) окисление с HNO3→ЗАХАРНИ киселини (някои от тях се наричат лигави киселини): (1)-D-глюкоза (2)- захарна киселина D-глюкарова к-на (3)- g,g-дилактон (4)- D-глюконова к-на (5)- D-глюкуронова к-на (УРОНОВИ киселини) 4. Метод за удължаване на веригата (синтез на Килиани-Фишер): Известен е още като цианхидринов метод (цианхидринов синтез). Получените първоначално цианхидрини се хидролизират до хидроксикиселини, които спонтанноотделят вода и дават -лактони. От тях чрез редукция с натриев борохидрид се получават направо алдехидите – епимерни монозахариди с един въглероден атом повече спрямо изходната алдоза. На примера, представен по-долу, е показано как отD-арабиноза (една алдопентоза) се получава епимерна смес от D-глюкоза и D-маноза. (1)- D-арабиноза (2)- g-лактон (3)-g-лактон (4)- D-глюкоза (5)- D-маноза (4)и(5) са епимери. Епимери се наричат двойка диастереоизомери, които се отличават помеж- ду си по конфигурацията на само един от хиралните центрове (наричани понякога още “стереогенни центрове”). В горната схема тези стереоцен- трове са означени със звездичка. 6. Метод за скъсяване на веригата (през оксим →нитрил). Например от D-рибоза може да се получи D-еритроза: (1)- D-рибоза (2)- D-eритроза.
Великото преселение на българите от Кавк...
Днес е рожденият ми ден!... Четиридесети...
Хуйо и авто рефлексията
Днес е рожденият ми ден!... Четиридесети...
Хуйо и авто рефлексията
Следващ постинг
Предишен постинг
силно съм впечатлена! Трябваше да те пусна да се явиш вместо мен на органична химия:)...
както и да е, минало свършено.
Честито Рождество Христово!
цитирайкакто и да е, минало свършено.
Честито Рождество Христово!
2.
анонимен -
help
15.03.2008 16:35
15.03.2008 16:35
tova koeto vijdam e udivitelno!pozdravleniq!molq ako ima6 ne6to podobno za vitamin c da mi go prati6 na wcc@abv.bg. blagodarq
цитирай
3.
анонимен -
благодаря ти, много ми помогна :)
25.05.2008 14:49
25.05.2008 14:49
благодаря ти, много ми помогна :)
цитираймежду естествените монозахариди и изкуствените. Защо изкуствените са наречени "бялата" смърт на човечеството, а естествените са за предпочитане?
цитирай
5.
анонимен -
неточност
15.04.2009 21:39
15.04.2009 21:39
Монозахаридите нямат карбоксилна група!Те имат КАРБОНИЛНА,която вече бива алдехидна или кетонна :)
цитирайВашето мнение
За да оставите коментар, моля влезте с вашето потребителско име и парола.
Търсене
За този блог
Гласове: 473
Блогрол