В зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахариды подразделяют на тетрозы (С4Н8О4), пентозы (С5Н10О5), гексозы (С6Н12О6), гептозы (С7Н14О7) и т.д. Иногда к монозам относят и триозы (С3Н6О3) - глицериновый альдегид и диоксиацетон [5]. Однако растворы этих соединений не мутаротируют и по другим свойствам существенно отличаются от свойств моносахаридов. Все это говорит о том, что и по своей химической структуре эти "триозы" отличаются от моноз. Классификация моносахаридов: Моносахариды классифицируют по двум основным признакам : I. По числу атомов углерода – в природе наибольшее распространение имеют моносахариды , содержащие 3 -6 атомов углерода: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы II. По природе карбонильной группы : содержащие альдегидную группу называют альдозы, кетоновую группу- кетозы. Оба признака объединяют в одном названии: альдопентоза, кетогексоза. По составу и строению моносахариды – полигидроксикарбонильные соединения (альдегиды или кетоны, в которых остальные атомы углерода связаны каждый с одной с гидроксильной группой; если один атом не связан с гидроксильной группой, то соединение относится к дезоксимоносахаридам ) Углеводы существуют в линейной и циклических формах. Запись в линейной форме проводят в проекциях Фишера, углеродный скелет записывают вертикально, указывая конфигурацию каждого хирального центра (d или l ) Нумерация атомов , как обычно, производится от карбонильной группы, а перечисление конфигурации асимметричных атомов начинают снизу вверх, от того атома, который определяет принадлежность к стереоряду (природные моносахариды принадлежат D- стереоряду) Изомерия моносахаридов. Стереоизомерия. L- и Д- ряды. Диастереомеры, энантиомеры, эпимеры. Значение отдельных представителей Триозы. Существуют три триозы: энантиомеры D- и L-глицериновый альдегид и их структурный изомер диоксиацетон ( Напоминаем, что энантиомеры- это зеркальные стереоизомеры). СНО СН2 ОН СНО | | | Н—С—ОН С=О НО—С—Н | | | СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН D- глицериновый альдегид диоксиацетон L-глицериновый альдегид В животных и растительных клетках образуется и участвует в обмене веществ только D - глицериновый альдегид . В растительной клетке происходит присоединение СО2 и увеличение числа атомов в моносахариде СНО | Н—С—ОН D- конфигурация у последнего асимметрического | центра сохраняется СН2 ОН D- глицериновый альдегид Моносахариды с большим числом атомов углерода (4, 5, 6 и так далее) в растительных и животных клетках сохраняют конфигурацию этого атома , большинство природных моносахаридов животных клеток относятся D- стереоряду Тетрозы С4 (Н2О)4 содержат два хиральных атома углерода и существуют в виде 4 стереоизомеров. В свободном состоянии в клетках человека не встречаются и образуются в качестве промежуточных соединений при метаболизме глюкозы в пентозофосфатном цикле. Пентозы Состав пентозы С5(Н2О)5, или С5Н10О5. Различают два вида: альдозы и кетозы. Альдозы содержат три хиральных атома , и образуют 8 стереоизомеров (четыре принадлежат D- ряду, четыре L – ряду ). В организме человека встречаются D- рибоза, D- ксилоза, в небольшом количестве D- арабиноза и дезоксиальдопентоза - D - 2- дезоксирибоза. Кетоза D- рибулоза содержит во втором положении оксо-группу. Большинство природных кетоз содержит оксо-группу в положении 2 углеродного скелета. Это вызвано тем, что альдозы и 2- кетозы могут превращаться друг в друга в процессе изомеризации. Две пентозы D- Рибоза (d d d) и D-арабиноза(d d l ) в растворе взаимно превращаются друг в друга. Промежуточным соединением является D-рибулоза. (d d). В точности также в процессе изомеризации D- рибулоза может превращаться в оба углевода- D-рибозу и D-арабинозу. 1СНО СНО СНО СНО СН2 ОН | | | | | Н –С-ОН d Н –С-ОН d НО –С-Н l Н –С –Н С=О | | | | | Н-С-ОН d НО-С-Н l Н-С-ОН d Н-С-ОН d Н- С-ОН d | | | | |
Классификация моносахаридов: Моносахариды классифицируют по двум основным признакам : I. По числу атомов углерода – в природе наибольшее распространение имеют моносахариды , содержащие 3 -6 атомов углерода: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы II. По природе карбонильной группы : содержащие альдегидную группу называют альдозы, кетоновую группу- кетозы. Оба признака объединяют в одном названии: альдопентоза, кетогексоза. По составу и строению моносахариды – полигидроксикарбонильные соединения (альдегиды или кетоны, в которых остальные атомы углерода связаны каждый с одной с гидроксильной группой; если один атом не связан с гидроксильной группой, то соединение относится к дезоксимоносахаридам ) Углеводы существуют в линейной и циклических формах. Запись в линейной форме проводят в проекциях Фишера, углеродный скелет записывают вертикально, указывая конфигурацию каждого хирального центра (d или l ) Нумерация атомов , как обычно, производится от карбонильной группы, а перечисление конфигурации асимметричных атомов начинают снизу вверх, от того атома, который определяет принадлежность к стереоряду (природные моносахариды принадлежат D- стереоряду) Изомерия моносахаридов. Стереоизомерия. L- и Д- ряды. Диастереомеры, энантиомеры, эпимеры. Значение отдельных представителей Триозы. Существуют три триозы: энантиомеры D- и L-глицериновый альдегид и их структурный изомер диоксиацетон ( Напоминаем, что энантиомеры- это зеркальные стереоизомеры). СНО СН2 ОН СНО | | | Н—С—ОН С=О НО—С—Н | | | СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН D- глицериновый альдегид диоксиацетон L-глицериновый альдегид В животных и растительных клетках образуется и участвует в обмене веществ только D - глицериновый альдегид . В растительной клетке происходит присоединение СО2 и увеличение числа атомов в моносахариде СНО | Н—С—ОН D- конфигурация у последнего асимметрического | центра сохраняется СН2 ОН D- глицериновый альдегид Моносахариды с большим числом атомов углерода (4, 5, 6 и так далее) в растительных и животных клетках сохраняют конфигурацию этого атома , большинство природных моносахаридов животных клеток относятся D- стереоряду Тетрозы С4 (Н2О)4 содержат два хиральных атома углерода и существуют в виде 4 стереоизомеров. В свободном состоянии в клетках человека не встречаются и образуются в качестве промежуточных соединений при метаболизме глюкозы в пентозофосфатном цикле. Пентозы Состав пентозы С5(Н2О)5, или С5Н10О5. Различают два вида: альдозы и кетозы. Альдозы содержат три хиральных атома , и образуют 8 стереоизомеров (четыре принадлежат D- ряду, четыре L – ряду ). В организме человека встречаются D- рибоза, D- ксилоза, в небольшом количестве D- арабиноза и дезоксиальдопентоза - D - 2- дезоксирибоза. Кетоза D- рибулоза содержит во втором положении оксо-группу. Большинство природных кетоз содержит оксо-группу в положении 2 углеродного скелета. Это вызвано тем, что альдозы и 2- кетозы могут превращаться друг в друга в процессе изомеризации. Две пентозы D- Рибоза (d d d) и D-арабиноза(d d l ) в растворе взаимно превращаются друг в друга. Промежуточным соединением является D-рибулоза. (d d). В точности также в процессе изомеризации D- рибулоза может превращаться в оба углевода- D-рибозу и D-арабинозу. 1СНО СНО СНО СНО СН2 ОН | | | | | Н –С-ОН d Н –С-ОН d НО –С-Н l Н –С –Н С=О | | | | | Н-С-ОН d НО-С-Н l Н-С-ОН d Н-С-ОН d Н- С-ОН d | | | | |