Глюкоза.

Глюкоза – это белое кристаллическое вещество, сладкого вкуса, хорошо растворимое в воде. Она содержится в винограде, мёде, фруктах, ягодах. Глюкоза является альдегидоспиртом.

H H H OH H O

| | | | | //

H – C – C^* – C^* – C^* – C^* – C альдегидоспирт

| | | | | \

OH OH OH H OH H

 

Фруктоза – изомер глюкозы:

H OH H H H

| | | | |

H – C – C – C^* – C^* – C^* – C – H кетоспирт

| || | | | |

OH O H OH OH OH

С^* – ассиметричный атом

 

Изомерия обусловлена наличием карбонильной группы на конце или внутри углеродной цепи. Положение групп – Н и – ОН у ассиметричных атомов углерода обусловливает наличие оптических изомеров 2ⁿ. 2⁴ = 16 изомеров у глюкозы. 2³ = 8 изомеров у фруктозы.

 

Простейший моносахарид – глицериновый альдегид: С₃Н₆О₃.

Н О Все эти вещества содержат ассиметричные

\ // атомы углерода, поэтому они проявляют

Н – С^* – ОН оптическую активность.

|

CH₂ – OH

Знак в скобках обозначает направление вращения плоскости поляризации света: (–) обозначает левое вращение; (+) – правое вращение.

H O H O

\ // \ //

C C

| |

Н – С – ОН HO – C – H

| |

HO – C – H H – C – OH

| |

H – C – OH HO – C – H

| |

H – C – OH HO – C – H

| |

CH₂ – OH CH₂ – OH

D (+) – глюкоза L (–) – глюкоза

D – перед знаком вращения означает, что в этих веществах ассиметричный атом углерода, наиболее удалённый от карбонильной группы. имеет такую же конфигурацию, что и глицериновый альдегид. Углеводы с противоположной конфигурацией относится к a-ряду.

 

Наличие альдегидной группы доказывается тем, что глюкоза даёт реакцию «серебряного зеркала». Наличие пяти гидроксогрупп доказывается тем, что глюкоза с уксусной кислотой образует сложный эфир.

В растворе глюкоза находится в виде альдегидоспирта и в виде цикла, взаимопревращающихся друг в друга. Гидроксильная группа пятого атома углерода может приблизиться к альдегидной группе. p-связь разрывается и образуется шестичленное кольцо.

CH₂OH

СH₂OH O H O OH

H OH // H

H C

OH OH \ OH H

H OH H

HO

H OH H OH

Группа НО – при первом углеродном атоме в циклической форме называют гликозидным гидроксилом. Эта группа резко отличается по свойствам от остальных четырёх групп НО – (в частности, при реакции со спиртами в присутствии кислот гликозидный гидроксил легко замещается на группу RO –, с образованием простого эфира).

СН₂ОН СН₂ОН

Н О Н Н О Н

Н Н⁺ Н

ОН Н + С₂Н₅ОН → ОН Н

НО ОН – Н₂О НО О – С₂Н₅

Н ОН Н ОН

 

Циклическая форма может иметь различное пространственное строение a-форма. Гидроксогруппа при первом и втором атомах углерода расположены по одну сторону кольца. В β-форме гидроксогруппы располагаются по разным сторонам кольца молекулы.

Буква a обозначает, что группа – ОН при первом углеродном атоме и группа – СН₂ОН при шестом углеродном атоме находятся по разные стороны от плоскости кольца. В β-моносахаридах эти группы находятся по одну сторону от плоскости кольца.

O H

\\ /

СН₂ОН C CH₂OH

Н О Н | H O OH

Н H – C – OH H

ОН Н | OH H

НО ОН D HO – C – H D HO H

Н ОН | H OH

a-форма глюкозы H – C – OH β-форма глюкозы

|

H – C – OH

|
H₂C – OH

альдегидоспирт

Глюкоза существует в виде двух различных структур: альдегидоспирт и циклическая.

Явления, когда вещество может существовать в виде нескольких форм, находящихся в равновесии, называется таутомерией, а сами эти формы – таутомерами.