Улеводы Моносахариды

1. Улеводы Моносахариды

• Глюкоза

2. Классификация углеводов

1.по кол-ву МС звеньев Углеводы
простые (МС)
сложные (ДС,ПС)
олигосахариды 2-10МС полисахариды >10 МС
2. по кол-ву «С»
Пентозы
Гексозы
O
O
1
1C
C
H
2
H
2
OH
OH
3
3
HO
OH
4
4
OH
OH
5
5CH OH
OH
2
6 CH OH
D-рибоза
2
D-глюкоза
3. по сод-ю карбонильной гр.
Альдозы
Кетозы
O
1C
H
2
OH
3
HO
4
OH
5
OH
6 CH OH
2
D-глюкоза
1 CH2OH
2C
HO 3
4
5
O
OH
OH
6 CH2OH
D- фруктоза

3. Стереохимия углеводов

• Альдопентозы 3С*: N=23=8 стереоизомеров
• Альдогексозы 4С*: N=24=16 стереоизомеров,
8 пар энантиомеров
• Относительную конфигурацию МС
определяют относительно конфигурации
O
1C O
глицеринового альдегида C H
H
2
H
* OH HO
3
C
C
* H
H
OH
4
H
H
* OH HO
H
* OH
HO *
5
* OH HO
H
CH2OH
CH2OH
6CH2OH
CH2OH
D- глицериновый L- глицериновый
D- Глюкоза L- Глюкоза
альдегид
альдегид
O
O
H
HO
H
H

4. Номенклатура

• Название D-глюкозы по номенклатуре IUPAC :
• (2R, 3S, 4R, 5R) – 2,3,4,5,6-пентагидроксигексаналь
O
1C
H
2
OH
3
HO
4
OH
5
OH
6 CH OH
2
D-глюкоза
1 CH2OH
2C
HO 3
4
5
O
OH
OH
6 CH2OH
D- фруктоза
Название В-фруктозы по номенклатуре IUPAC :
(3S, 4R, 5R) – 1,3,4,5,6-пентагидроксигексанон-2

5. Мутаротация

• Кольчато-цепная таутомерия сопровождается
закономерным явлением – мутаротацией
• Мутаротация (лат. mutare – изменять, rotatio –
вращение) это изменение вращения плоскости
поляризации света свежеприготовленными
растворами разных аномеров
• Например, a-D-глюкопираноза имеет удельное
вращение [a] = +112o, а b-D-глюкопираноза имеет
[a] = +19o. При стоянии свежеприготовленных
растворов каждого из аномеров удельное вращение
изменяется и достигает значения +52,5o,
соответствующего равновесию

6. Цикло-оксотаутомерия(ЦОТ)

1 OH
O
HC
1C
H
2
2
2
OH
OH
OH
3
3
3
O
HO
HO 4
HO 4
O
4
OH
OH
5
5
5
_
OH
OH
Колли
6
6
6
CH2OH
CH2OH Толленза CH2OH
b ,D-глюкофураноза Фишера a ,D-глюкопираноза
6
6 CH OH
CH2OH
2
5
HO H
5 O
4 OH 1
O OH
1
4
3 2 OH
HO
OH
2
OH
3
Хеуорзса
OH
HO
1
HC

7. ЦОТ

8. Интересные факты о сахаре

Сахар приводит к появлению морщин !
• Избыток сахара откладывается в коллаген кожи, делая её
менее эластичной
• Снижение потребления сахара, оборачивает процесс вспять
Таблетки Obecalp
• В США выпускаются таблетки для детей из сахара Obecalp,
применяющихся при несущественных жалобах на здоровье
• Прочитайте наоборот !!!
Избыточное потребление сахара
• В 500мл Кока-колы содержится 16 кубиков сахара
• За последние 20 лет потребление сахара человеком
увеличилось до 40 кг в год (хлеб, кондитерские изделия)

9.

• 1.4.5. Конформации молекул моносахаридов
H
CH2OH
H
H
OH
O OH
H
HO
H
H
H
OH
01.04.2022
OH
H
H
O H
H
OH
H
OH
H
HO
OH
HO
O
H
HO
CH2OH
H
CH2OH
CH2OH
H
O
H
HO
OH
H
Нижник Я.П.
http://norgchem.professorjournal.ru
H
H
HO
OH
OH
9

10.

H
CH2OH
H
O
OH
HO
H
H
H
OH
H
OH CH OH
2
O
H
OH
O
H
H
a-D-галактопираноза
01.04.2022
H
b-D-маннопираноза
H
HO
H
H
H
H
OH
H
HO
a-D-маннопираноза
OH CH OH
2
O
OH
HO
H
HO
CH2OH
OH
OH
H
HO
H
OH
H
b-D-галактопираноза
Нижник Я.П.
http://norgchem.professorjournal.ru
10

11. ЦОТ МС

• Запись МС в виде проекционной ф-лы Ривза
а
CH2OH
е
O
а
а
е
HO
HO
е а
а
Hе
CH2OH
е
O
а
а
е
HO
HO
е а
OH е
е OH
е OH
OH а
Hа
a,D-Глюкопираноза (32%) b,D-Глюкопираноза (68%)
H
H
H
H
HOH2C
O
OH
HOH2C
O
H
HO
5
4
H
3
C
HO H
1
2
5
4
OH
HO
OH
1,3-диаксиальное взаимодействие
3
1
2
C
H
HO H
OH
H

12. Получение МС

nC6H12O6
• 1. Гидролиз ПС: (C6H10O5)n nH2O
крахмал
глюкоза
• 2. Альдольная конденсация (синтез Бутлерова):
Kat Ca(OH)2
НСН
H2C +HCH
H2C CH
H2C CH CH
O
a
OH OH O
O
OH O
O
формальдегид
гликолевый альдегид
O
H2C CH CH + HCH CH CH
H2C CH CH CH CH C
H
OH OH O
OH OH O
OH OH OH OH OH
глюкоза
• 3. Неполное окисление многоатомных спиртов:
H2C
CH
CH2
OH OH 4 OH
глюцит
[O]
H2C
CH
OH OH 4
глюкоза
C
O
H

13. Получение МС

• 4.Оксинитрильный
синтез
(удлин-е
«С»
цепи):
O
N
C
C NH
1C O
2
2
+
OH
OH
H
2
H , H2O
3
OH
OH
OH
3
4
HC N
HO 5
HO4
HO
OH
OH
OH
5
6
OH
OH
OH
6
7
CH2OH
CH2OH
CH2OH
амид
D-глюкоза
O
O
1
C
C
O
H
C
2
OH o +
OH
[H] 3 OH
,H
H2SO4
t
OH
OH O
OH
4
-H
O
2
OH
HO
HO 5
HO
OH
OH
6
OH
OH
OH
7
CH2OH
CH2OH
CH2OH
гептоза
кислота
лактон
1

14. Получение МС

• 5. Окисление с укорочением «С» цепи:
C
O
H
OH
C
O
OH
OH
C
O
H
H2C OH
HO
[O] HO
H2O2
HO
HO
OH -H O
OH
OH (CH3COO)3Fe
OH -CO
2
OH
2
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
CH
OH
CH2OH
2
D-арабиноза
D-глюкоза
• Физические свойства МС
• Белые кристаллические порошки сладкого
вкуса, ЛР в воде, оптически активны,
гигроскопичны.

15. Химические свойства МС

• 1. Р-ции по спиртовым ОН (в циклич.форме)
• 1.1. Алкилирование: гликозидный-спиртами,
спиртовый и гликозидный - АlkHal, (CH3)2SO4
CH2OH
O
CH2OH
O
CH3OH
HCl сух.
OH
OH
HO
HO
OH -H2O
OСH3
OH
OH
a,D-глюкопираноза метил-a Dглюкопиранозид
CH2OCH3
CH2OCH3
O
O
H2O,H+
OCH3
OCH3
-CH3OH
OH
-5HJ
OH
HO
OH
OCH3
H3CO
H3CO
OH
OCH3
OCH3
метил-2,3,4,6-тетраметил- 2,3,4,6-тетраметилa D-глюкопираноза
a D-глюкопиранозид
CH2OH
O
5CH3J

16. Химические свойства

• 1. Р-ции по спиртовым ОН (в циклич. форме):
• 1.2. Ацилирование: ангидридами или
хлорангидридами кислот
CH2O COCH3
CH2OH
5(CH3CO)2O
O
O
Ac
5CH3COOH
О Ac
OH
Ac O
HO
OH
О Ac
O Ac
OH пентаацетил-a,D-Глюкопираноза
• Сложные эфиры подвергаются Н+ и ОНгидролизу

17. Химические свойства

• 1. Р-ции по спиртовым ОН (в циклич. форме):
• 1.3. Реакция комплексообразования с меди(II)
гидроксидом (солью меди (II) в ОН- среде)
Качественная реакция на ФГ многоатомный
спиртовый гидроксил Cu2+ + 2OHCu(OH)2
голубой
а CH2OH
CH2OH
е
O
Cu(OH)2
O
HO
O
OH 2H O
HO
OH
O
2
Cu
е а
OH
OH
H
/2
b,D-Глюкопираноза H
сахарат голубого цвета р-р H
.

18. Химические свойства

• 2. Р-ции по карбонильным гр.(в ацикл. ф-ме):
• 2.2.Окисление. 2.2.1.Мягкое [O] до альдоновых
O
O
C
C OH
к-т – Br2 (H2O)
H
OH
OH
Br
(H
O)
• Качественные
2 2
HO
HO
OH
OH
реакции на
OH
OH
CH2OH
CH2OH
альдегидную гр.
D-глюкоза
D-глюконовая к-та
C
R
O
H
O
C
+ 2Ag + 3NH3 + H2O
2Ag(NH3)2OH,to
ONH4
"зеркало"
R
3NaOH,2KOH
2NaK[Cu(C4H4O6)2],to O
C
+ 2CuOH + 4KNaC4H4O6+ 2H2O
ONa
желт.
Сu2O + H2O
R
to кирп-красный

19. Химические свойства

• 2.2.2. Жёсткое [O] до альдаровых к-т - НNO3 к.
СHO
СOOH
H
HO
H
H
OH
H
OH
H разв.HNO3 HO
H
OH
H
OH
OH
H
OH
CH2OH
COOH
D- Глюкоза
D- Глюкаровая кислота
• 2.2.3. [O] до уроновых к-т
6 CH2OH
O
6 COOH
Br2
O
+
H2O,H
COOH
O
ЦОТ
6 COOH
5
OH
O
1C
4
-C2H5OH
OH
OH
OH 2
OH
H
HO
OС2H5 HO
HO
OС2H5
HO
OH
3
OH
OH
OH
OH
этил- a ,D-глюкопиранозид
D-глюкуроновая к-та

20. Химические свойства

• 2.3. Восстановление в альдиты (спирты)CH2OH
сахарозаменители при H CHO
OH
H OH
H
,Pd
2
HO
H
HO
H
диабете
H OH
H OH
• Ксилоза – ксилит Е967 CH2OH
CH2OH
D- Ксилоза
D- Ксилит
• Манноза – маннит
• Глюкоза – глицит (сорбит) Е420

21. Химические свойства

• 2.4. Р-ции АN (HCN,NaHSO3)
• 2.5. Р-ции АN-H2O (NH2OH, C6H5NHNH2 - озазон)
C
HO
O
фенилгидразин
H
OH H2NNHPh,to
OH
OH
CH2OH
-H2O
HC NNHPh
HC NH H2NNHPh
HC NNHPh
C O H2NNHPh
O H
C NNHPh
NH2Ph HO
HO
-NH
OH
3
OH
OH
-H
O
OH
2
OH
OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
фенилгидразон
кетоимин
озазон бел. по tпл.
глюкозы
H
HO

22. Химические свойства

• 2.6. Дегидратация:
4
3
4
HO CH CH OH
2
H CH C
H
5
1
H2SO4(k),to
O -3H2O
OH OH C
H
альдопентоза
3
C
O
H
O
фурфурол
HO CH CH OH
o
H
SO
(k),t
O
2
4
H C 2C H
C
HOH2C
5
O -3H O
H
O
2
HOH2C OH OH C
6
1
5-гидроксиметилфурфурол
H
альдогексоза
• Р-ция Селиванова(обр-я ауринового красит.)
O
O
CH
H O H
HO
OH HO
H
H2SO4 к.
-2H2O
C
HO
O
OH
O
[O]
-H2O
O H
O
O
HO
ауриновый краситель красн. цв.

23. Химические свойства

Превращения в щелочной среде
H
O
C
HO
D-глюкоза
H
O
C
H
HO
H
OH
OH
C
OH
HO
OH
C OH
HO
OH
OH
OH
OH
CH2OH
D-манноза
C H2OH
C O
CH2OH
CH2OH
кето-форма
енольная форма
кето-енольная таутомерия
HO
OH
OH
CH2OH
D-фруктоза

24. Аскорбиновая к-та - вит.С

• Получение вит.С из L-сорбозы:
CH2OH
COOH
C O
C O
HO
HO
H [O] HO
H
H
OH
H
OH -H2O H
HO
H
HO
H
HO
C
O
C=O
HO
H
CH2OH
CH2OH
CH2OH
L-сорбоза 2-кето-L-гулоновая к-та
O
ендиольный фрагмент
C
ТаутоHO
OH
C OH O
мерия
С OH
O
H
HO
O
HO
H
CH2OH
CH2OH
Лактон 2-кето-L-гулоновой кислоты
(аскорбиновая кислота)

25. Сферические формулы вит.С

26. Аскорбиновая к-та – вит.С

• Химические св-ва вит.С
• 1. кислотные за счёт ОН при С3
• 2. восстановительные за счёт
ендиольного фрагмента
NaO
HO
OH
O
..
HO
NaOH
-H O
O 2
HO
CH2OH
аскорбинат натрия
OH
O
O
[O]
O
O
[H] HO
O
O
CH2OH
CH2OH
аскорбиновая к-та дегидроаскорбиновая к-та

27. Дезоксисахара,аминосахара

• Дезоксисахара входят в состав сердечных
O
1
O
1
C
гликозидов
C
H
5
H
2
CH2
2
CH2
3
HOH
C
O
2
(С2-ОН гр.
3
OH
H
1
4
H
OH
4
H
OH
4
2
3
OH
H
OH
5
замещена
H
OH
5
OH
6
CH2OH
CH3
2- Дезокси-D- рибоза
на –Н):
D-Дигитоксоза
• Аминосахара (С2-ОН гр. замещена на -NH2):
CH2OH
O
HCl
CH2OH
O CH3COCl
CH2OH
O
OH
Cl
OH
OH
HCl
HO
2
OH
OH
HO
OH
HO
NH2
NH2
NHCOCH3
H
a ,D-глюкозамин N-ацетилглюкозамин
a ,D-глюкозамина г/х