Углеводы. Моносахариды

1. Углеводы Сm(Н2О)n

2.

3.

1.МОНОСАХАРИДЫ

4. 1.МОНОСАХАРИДЫ

6
CH2
5
CH
4
CH
3
CH
2
CH
OH
OH
OH
OH
OH
1
C
O
H
цикло - оксо-таутомерия
C
C
OH
C
C
OH
O
C
C
O
C
C
H
C
C
H
полуацетальная форма
моносахаридов

5. Классификация моносахаридов

1. Альдопентозы
D-рибоза, D-ксилоза, D-дезоксирибоза
2. Альдогексозы
D-глюкоза, D-манноза, D-галактоза
3. Кетогексозы
D-фруктоза

6.

Стереоизомерия
моносахаридов

7.

*
*
*
*
CH2
CH
CH
CH
CH
OH
OH
OH
OH
OH
O
C
H
Альдогексозы 4 центра хиральности
24 = 16 стереоизомеров

8. Пример энантиомеров моносахаридов

O
1
HO
C-H
2
3
H
H 4 OH
HO
H
HO 5 H
6 CH -OH
2
L- ГЛЮКОЗА
H
HO
H
H
O
C-H
OH
H
OH
OH
CH2-OH
D- ГЛЮКОЗА

9. Альдогексозы. Диастереомеры. Эпимеры

10.

Строение и
свойства
моносахаридов.
Цикло-оксотаутомерия

11. 2.Альдогексозы

H
1
O
H
1
H
H
3
4
5
1
OH
H
OH
OH
6
CH2OH
1.D-глюкоза
H
HO
HO
H
3
4
5
O
C
2
2
H
H
C
C
HO
O
OH
H
H
OH
6
CH2OH
2.D-галактоза
2
HO
3
HO
H 4
H
5
H
H
OH
OH
6
CH2OH
3.D-манноза

12.

Цикл-оксо таутомерия
гидроксиальдегид
OH
O
C
H
O OH
OH
OH
H
полуацеталь
полуацеталь
полуацетальный или гликозидный гидроксил

13.

O
пиранозный цикл
O
фуранозный цикл

14.

H
1
O
D - ряд
C
2
H
HO
H
H
3
4
5
OH
6
CH2OH
5
H
H
OH
OH
H
OH
4
OH3
OH
OH
CH2OH
Формула
Фишера
C
1
2
H
6
H
O
H
CH2OH
O OH
H 5
H
4
1
-аномер
OH H
OH
H
2
3
H
OH
1
HO
C
H
формула Хеуорса
2
H
HO
H
H
OH
3
4
H
OH
5
O
6
CH2OH
аномер глюкозы
D -глюкопираноза

15.

D - ряд
CH2OH
5
H
4
OH
H
OH H
OH 3
2
O
C
1
H
OH
H
1
H
C
OH
2
H
HO
H
H
3
4
OH
6
CH2OH
O H
H 5
H
4
1
OH H OH -аномер
OH
2
3
H
OH
H
OH
O
5
6
CH2OH
формула Хеуорса
аномер глюкозы D -глюкопираноза

16.

Цикло-оксо таутомерия глюкозы
H
1
O
6
C
CH2OH
O H
H 5
H
4
1
OH H
OH
OH
2
3
OH
H
2
H
HO
H
H
3
4
5
OH
H
OH
OH
CH2OH
O OH
H 5
H
4
1
OH H
OH
H
2
3
OH
H
6
CH2OH
D -глюкопираноза
D-глюкоза
D -глюкопираноза

17. D-глюкопираноза

6
H
4
CH2OH
5
O
H
OH H
OH 3
H
2
OH
1
OH

18. 1.Альдопентозы 1.D-рибоза

H
1
O
C
2
H
H
OH
3
H 4
OH
OH
5
цикло-оксо-таутомерия D-рибозы
HOCH2
OH
CH2OH
O
C
H
,D-рибофураноза
OH OH
HOCH2 O
,D-рибофураноза
OH
OH OH

19. 2.D-ксилоза

H
1
O
C
2
H
HO
OH
3
H 4
H
OH
5
CH2OH

20.

3. 2-дезокси-D-рибоза
H
1
O
C
2
H
CH2
3
H 4
OH
OH
5
CH2OH
HOCH2
O
OH
OH

21. 3.Кетогексозы

D-фруктоза
Цикло-оксо-таутомерия
1 C H2OH
6 CH2OH
5
OH
O
2
OH
4
OH
3
2C
3
CH2OH
1
HO
H 4
H
5
O
H
OH
OH
6
CH2OH
1
6 CH2OH
5
CH2OH
O
2
OH
4
OH
3
OH

22.

Конформации
моносахаридов

23. Глюкоза. Конформация «кресло»

H
CH2OH H
H
CH2OH H
O
HO
OH
HO
H
H
HO
H
HO
H
OH
H
-D-глюкопираноза,
O
H
OH
OH
- D-глюкопираноза.

24. Аминосахара

H
1
O
H
1
C
H
H
H
3
4
5
C
O
2
2
HO
O
NH2
H
OH
H
HO
H
H
OH
NH
3
4
5
C
CH3
H
OH
OH
6
CH2OH
6
CH2OH
Глюкозамин
N-ацетилглюкозамин

25.

галактозамин глюкозамин
N-ацетилглюкозамин

26.

Химические
свойства
моносахаридов

27. 1. Окислительно – восстановительные реакции

А. Восстановление
6
CH2OH
CH2OH
H
4
5
OH
H
OH H
OH 3
2
H
O
C
1
H
OH
H
НАДН
H
4
5
H
OH H
OH 3
H
глюкоза
OH
2
C H2OH
1
OH
сорбит

28. Б. Окисление

1. Мягкое окисление, Br2/H2O
CH2OH
Br2/H2O
OH
H
H
OH H
O
H
OH
N
OH
H
H
OH H
C
H
OH
CH2OH
OH
H
O
CH2OH
C
OH
O
H
OH
H
OH H
C
O
+ H2O
OH
H
OH
лактон
D- глюкоза D- глюконовая кислота и ее - лактон

29. 2.Ферментативное окисление. Образование уроновых кислот

6
CH2OH
5
4
OH
OH 3
6
фермент
O
6
COOH
5
COOH
5
O
OH
OH
[O]
2
OH
OH
OH
3
1
2
OH
4
OH
C
1
OH
3
O
2
OH
глюкуроновая кислота
H

30. 3. Окисление в щелочной среде при нагревании – качественная реакция на альдозы

1. реактив Толленса Ag(NH3)2OH
(реакция “серебряного зеркала”)
R-CH=O + Ag+ → R-COOH + Ag0
2.реактив Феллинга - хелатный
комплекс Си(ОН)2 и виннокаменной
кислоты
R-CH=O + Cu2+ Cu1+ + R-COOH

31. 2. Образование гликозидов

CH2OH
CH2OH
H
O
H
OH H
OH
OH
OH
+
CH3 OH
H Cl
H
S N OH
O
O - CH3
H
OH H
OH
О-метилгликозид
+
H2O

32. 3. Образование сложных эфиров

6
H
4
CH2OH
5
6
H
OH H
OH 3
2
CH2-OAc
5
O O-Ac
O
O
OH
+
CH3
SN
C
1
OH
O
CH3
C
Где Ас - ацетил:
O
C
4
Ac-O
O
CH3
H2O
O-Ac
1
3
2
O-Ac

33. ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ МОНОСАХАРИДОВ

O
O
HO
P
CH2OH
+
O
HO
OH
OH
OH
OH
HOCH2
OH
O
OH
+
H
OH
OH
OH
OH
H
P
CH2
O
OH
O
O
OH
OH
HO
P
O
SN
H
HO
H
P
O
CH2
H
-H2O
OH
OH
OH
OH
H
OH
OH
O
H
H
OH

34.

Олигосахариды
Стр.400-405

35.

Дисахариды
1. Восстанавливающие
мальтоза
целлобиоза
лактоза
2. Невосстанавливающие
сахароза

36.

1. Восстанавливающие
дисахариды

37. А. Мальтоза. Мономер -  D-глюкопираноза, гликозидная связь (14)

А. Мальтоза.
Мономер - D-глюкопираноза,
гликозидная связь (1 4)
CH2OH
CH2OH
O
OH
O
+
OH
OH
OH
O 1
OH
OH
OH
O
4
OH
OH
-H2O
OH
CH2OH
CH2OH
OH
OH
O
OH
OH
-1,4-гликозидная связь

38. Цикло-оксо-таутомерия МАЛЬТОЗЫ

CH2OH
CH2OH
O
H
H
O
OH
H
OH H
C
OH
HO
H
O
OH
OH
CH2OH
CH2OH
H
H
O
H
OH H
HO
O
4
1
OH
OH
O
OH
OH

39. Гидролиз мальтозы

CH2OH
CH2OH
O
H
H
O
H
OH H
4
1
HO
H2O , H
OH
OH
O
OH
OH
CH2OH
CH2OH
O
O
OH
OH
+
OH
OH
OH
OH
OH
OH
+

40. Целлобиоза Мономер -  D-глюкопираноза, гликозидная связь (14)

Целлобиоза
Мономер - D-глюкопираноза,
гликозидная связь (1 4)
CH2OH
CH2OH
O
OH
HO
O
O4
1
OH
OH
OH
OH

41. Лактоза. Мономеры ,D-галактопираноза и D, глюкопираноза гликозидная связь (14)

Лактоза.
Мономеры ,D-галактопираноза и
D, глюкопираноза
гликозидная связь (1 4)
CH2OH
CH2OH
O
OH
H
OH
O
1
OH
O
4
OH
OH
OH

42.

2. Невосстанавливающие
дисахариды

43. Сахароза. Мономеры ,D-глюкопираноза и D-фруктофураноза, гликозидная связь (12)

Сахароза.
Мономеры ,D-глюкопираноза и
D-фруктофураноза,
гликозидная связь (1 2)
6
CH2OH
5
O
4
HO
1
OH
2
3
OH
6 CH2OH
5
O
O
2
OH
4
OH
3
CH2OH
1

44.

Полисахариды
стр.406-413

45.

1. Гомополисахариды
А.целлюлоза
Б.гликоген
В.крахмал: амилоза, амилопектин
Г. декстран
2. Гетерополисахариды

46.

1.Гомополисахариды

47. А.Целлюлоза. Мономер -  D-глюкопираноза, гликозидная связь (14)

А.Целлюлоза.
Мономер - D-глюкопираноза,
гликозидная связь (1 4)

48. Вторичная структура целлюлозы

49. Б.Гликоген разветвленная молекула

50. Гликоген. Мономер -  D-глюкопираноза, гликозидные связи в основной цепи гликогена (14), в точке ветвления  (16)

Гликоген. Мономер - Dглюкопираноза, гликозидные связи
в основной цепи гликогена (1 4),
в точке ветвления (1 6)
CH2OH
O
HO
O
OH
CH2
CH2OH
CH2OH
O
O
O
HO
HO
OH
O
O
OH
OH
O
OH

51. В. Крахмал. Амилоза. Линейная молекула

52. Амилоза. Мономер  D-глюкопираноза гликозидная связь (14)

Амилоза.
Мономер D-глюкопираноза
гликозидная связь (1 4)
CH2OH
CH2OH
O
O
HO
OH
O
OH
O
OH

53. Крахмал. Амилопектин. Разветвленная молекула (см. гликоген). Мономер  D-глюкопираноза, гликозидные связи в основной цепи (14) в точке ветв

Крахмал. Амилопектин.
Разветвленная молекула (см. гликоген).
Мономер D-глюкопираноза, гликозидные
связи в основной цепи (1 4) в точке ветвления
(1 6)
CH2OH
O
HO
O
OH
CH2
CH2OH
CH2OH
O
O
O
HO
HO
OH
O
O
OH
OH
O
OH

54. Г. Декстран. Пространственное строение молекулы

55. Декстран. Мономер  D-глюкопираноза В основной цепи гликозидные связи (16)

Декстран.
Мономер D-глюкопираноза
В основной цепи гликозидные связи
(1 6)
CH2
CH2
O
O
O
O
HO
OH
OH
OH
OH
OH

56. 2.Гетерополисахариды

57. Хондроитинсульфат

58. Гиалуроновая кислота

59. Гепарин