Поэтому метанол в первую очередь реагирует с этим гидроксилом. Пиранозы — Моносахариды, находящиеся в циклической форме и содержащие шестичленное (пирановое) кольцо, называют пиранозами. В растворах глюкозы и фруктозы (и всех других моносахаридов) между открытыми и циклическими формами устанавливается таутомерное равновесие, сильно сдвинутое в сторону последних.
См. Оптическая активность) свежеприготовленных растворов моносахаридов (См. Моносахариды) и некоторых др. оптически активных веществ. Молекулы дисахаридов состоят из двух остатков моносахаридов, соединённых друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой).
Схема таутомерных превращений D-глюкозы
Лактоза (от лат. lactis — молоко) C12H22O11 — углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах. Целлобиоза, как и лактоза, имеет 1→4 β-гликозидную связь и является восстанавливающим дисахаридом, но в отличие от лактозы при полном гидролизе даёт только D-глюкозу. Дисахариды широко распространены в животных и растительных организмах.
Таутомерные формы глюкозы находятся в растворе в состоянии равновесия. В растворах моносахаридов преобладает циклическая полуацетальная форма (99,99%) как более термодинамически выгодная. Таким образом, моносахариды — циклические полуацетали альдегидо- или кетоно – многоатомных спиртов, существующие в растворе в равновесии со своими таутомерными ациклическими формами. Это объясняется тем, что в течение некоторого времени устанавливается равновесие между a- и b – формами: 2/3 b – формы 1/3 a-формы.
Эта формула очень близка к реальному расположению атомов глюкозы в реальном пространстве, и потому весьма богата информацией. Молекулы полисахаридов построены из остатков моносахаридов и при гидролизе расщепляются на более простые углеводы.
В природе встречается D(+)-ксилоза
Среди пентоз и гексоз наиболее распространены два моносахарида: глюкоза и фруктоза (плодовый сахар). Образуется глюкозидный (в других углеводах – гликозидный) гидроксил, а свободные валентности первого углерода и кислорода при пятом углероде взаимно насыщаются, образуя циклическую структуру.
Сравнение циклических форм глюкозы и фруктозы с формулами гетероциклических соединений пирана и фурана показывает, что в них содержатся гидрированные кольца этих соединений
Альдегидные и кетонные группы в них отсутствуют. Из глицеринового альдегида можно получить глюкозу, например, оксинитрильным синтезом (см. ниже в химических свойствах моносахаридов). Таким образом, отнесение моносахарида к D- или L-ряду определяется строением только одного, предпоследнего тетраэдра. Поэтому она может существовать в виде 25=32 оптических изомеров: 8 стереоизомеров D-ряда, 8 – L-ряда и кроме того каждый из них может иметь α- и β-формы, которые называют аномерами.
Поскольку аномеры, являясь как оптические изомеры, диастереоизомерами, вращают плоскость поляризации на разные углы, то с изменением концентраций α- и β- форм меняется и угол вращения раствора
В химическом отношении монозы в растворах проявляют свойства спиртов, карбонильных соединений и полуацеталей. Реакции моносахаридов с синильной кислотой позволяют устанавливать конфигурацию молекулы и из низших моносахаридов получать высшие. Они позволяют осуществлять взаимный переход от одних моносахаридов к другим, отличающихся составом, строением и конфигурацией.
Если хотят обозначить помимо конфигурации и знак вращения, то последний обозначают в скобках после обозначения. Все моносахариды являются оптически активными соединениями, и долгое время поляриметрия была единственным физическим л5етодом, успешно применявшимся при исследовании сахаров.
Они отличаются друг от друга положением водорода и гидроксила в тетраэдре с глюкозидным гидроксилом
При превращении оптически активной альдозы в оптически недеятельный полиол можно сделать однозначное заключение о структуре исходного моносахарида. М. — следствие взаимопревращения таутомерных форм моносахаридов до установления динамического равновесия между ними (см. Таутомерия). В живых организмах фермент альдозо-мутаротаза катализирует М. моно- и дисахаридов. Молекула лактозы состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы, которые соединены между собой 1,4-гликозидной связью.
Этот особый гидроксил, с которым идет взаимодействие, в глюкозе называется глюкозидным (полуацетальным) гидроксилом, а в случае других углеводов – гликозидным
Вступает в реакцию с фелинговой жидкостью только после кипячения в течение 15 минут и реактивом Толленса, реагирует с фенилгидразином, образуя озазон. Значение лактозы очень велико, так как она является важным питательным веществом, особенно для растущих организмов человека и млекопитающих.
Для неё характерно явление мутаротации, сильно вращает плоскость поляризации влево. Мальтоза менее сладка, чем например сахароза, однако, она более чем в 2 раза слаще лактозы. Высшие животные не в состоянии усваивать целлюлозу, так как не обладают разлагающим её ферментом. Они встречаются в свободном состоянии (как продукты биосинтеза или частичного гидролизаполисахаридов), а также как структурные компоненты гликозидов и других соединений.
В природе встречаются в основном два вида моносахаридов: пентозы С5Н10О5 и гексозы С6Н12О6. В этом случае углевод или его производное способно к таутомерии с образованием промежуточной карбонильной формы и переходу в другой аномер. При действии щелочей моносахариды, подвергаясь тауто-мерии, дают промежуточную енольную форму и могут менять строение второго тетраэдра углевода, переходя в эпимерное соединение.
