книги из ГПНТБ / Журавлева Л.Е. Углеводы учеб. пособие для студентов-заочников фак. естествознания пед. ин-тов
.pdf-60 -
39.Для фенилгидраэона TD -глюкозы известны три формы: од-
ка-ациклнческая, две другие |
- циклические |
( оі- и |
' ) |
|||||
|
|
- N ~ і \ І гі - С t Hs |
|
|
|
k/H -N/H -C6 rir |
|
|
н - |
с |
Н |
с |
- |
--------1 |
|
||
и - |
с |
- он |
К |
- с |
- |
о н |
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|||
но - С - И |
н и - с - н |
о |
|
|||||
и - с - он |
И - С - ОН |
1 |
|
|||||
н - с - он |
Н - С - |
|
-J |
|
||||
|
‘-Н,ОН |
с/ - |
СНгОН |
|
|
|||
|
|
|
Форма |
|
|
Как можно представить себе юс образование? Напишите пер спективные формулы U. - и JZ -фенилгидраэонов 7) -глю козы.
40. Получите зтилглдкозид эпимера^ - 7?-галактозы и метилгди козид эпимера U-'Â)-арабинозы. Структуры моносахаридов пишите в виде проекционных и перспективных формул.
41.Из «С -^-галактозы и других необходимых вѳиеств получите пентамѳтнл оС - 7 ) -галактозу и опишите ее свойства.
42.Подействуйте на «Л - 73-фруктозу этиловым спиртом в присутствии сухого хлористого водорода, а затем-димѳтал- сульфатом. Образовавшійся продукт нагрейте с разбавлен ной серной кислотой. Напишите уравнения протекающих при этом реакций и кратко охарактеризуйте свойства получа ющихся веществ.
■t
43. Как обнаружить мутаротацию глюкозы?
44.Способны ли восстанавливать реактив Фединга: 7) -араби
но з а ^ - дезокси-TD - рибоза, этил-J> -TD -маннопирано-
зид, п ен таац ети л -^ -» -глю коза? Дайте объяснений.
45.Йто и как доказал существование аС - и J> -форм моноса харидов?
-61 -
46.Напишите перспективные формулы следующих веществ:
а) |
метил |
і-Ч, |
■ 'А) |
|
-глюкошзранозида; |
||
б) |
этил |
р |
- |
'То |
|
- глвкопираноэида; |
|
в)1 пентаацетил |
|
Р |
- |
'Л |
-глюкозы ; |
||
г) |
пентаметил |
|
(L |
— |
*0 |
-фруктозы; |
|
д) |
метилгликозид |
р |
- 'ъ |
-фруктозы; |
(метил- р |
- ТС - фруктопнранозид). |
||
47. Напишите уравнения |
реакций взаимодействия '£> -фруктозы |
||
и ТС |
-маннозы |
со |
следующими веществами: |
а) бромной водой; б) азотной кислотой; в) оинильной |
|||
кислотой; .г) избытком фензлгадраэина; д) метиловым спир |
|||
том в |
присутствии |
сухого H C t , затем диыетилоудьфатом. |
48.Что образуете« при гидролиза 2,3,4, 6-тетраацетил d
-метилгалактозида? Как это доказать химическими реакция ми?
49.Для доказательства строения глюкозы проведаны следующие
химические превращения: I) восстановление -.-ІУ в 2-иод-
-гексан; 2) окисление бромной водой в одноосновную глю коновую кислоту с тем же числом атомов углерода; 3 П о становление глкжоновой кислоты Н2/в нормальную капроновую
кислоту. Напишите уравнения указанных реакций.
60. Определение отроения или o'- окисного кольца моно
сахаридов проводят о помощью следующих последовательных реакций: I) моносахарид превращают в метил-
гликозид; 2) метилгликозид метилируют, причем образуется полностью метилированное производное, которое нагревают о
разбавленной соляной 'кислотой (происходит гидролиз); 3) продукт гидролиза окисляют азотной кислотой. Что обра-
|
|
|
|
|
|
- |
62 |
- |
|
|
|
|
зуется |
в результате названных превращений из |
^ -галак |
||||||||
|
тозы и |
'ÂD |
-арабинозы учитывая, что они существуют в ви |
||||||||
|
де устойчивых пираяозных циклов? |
|
|
||||||||
51. |
Яля определения строения |
$ |
-окисного (пиракозного) |
||||||||
|
кольца |
в молекуле |
-глюкозы проводят"' |
следующие |
|||||||
|
реакции: I) |
^ |
-глюкозу |
превращала1 в |
оС -метил-глвко- |
||||||
|
зид; |
2 ) |
ос |
-метил-глюкозил переводят в пентаметильное |
|||||||
|
производное, которое нагревают с разбавленвой кислотой; |
||||||||||
|
3) |
полученное |
в |
результате |
гидролиза |
вещество |
окисляют |
||||
|
азотной |
кислотой, |
при |
этом образуется |
триметоксигдута- |
||||||
|
ровоя кислота. Следовательно, 4-й атом углерода исход |
||||||||||
|
ного моносахарида не участвует в образовании полуацѳ- |
||||||||||
|
тального кольца. Напишите уравнения соответствующих ре |
||||||||||
|
акций. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52. |
Осуществите |
превращения: |
|
|
|
|
о£ — Фруктоза + С. И ^ОИ ?У?0Й
-Z.О
С Н і - С _____________
А
H нагревание
ß- Н О Н
С+ c e H s _ ^ H - W H a .
Д
- в
с
Гй
(избыток)
Напишите уравнения реакций и назовите конечный продукт
('S ) ) . |
' |
53. Осуществите превращения: |
|
-глюкоза + (С Н^СО)а. О ------ — *- |
й |
А + резб,НСС—55£Р;— в |
4 |
Няпишите перспективные формулы проектов А и В
-63 -
54.Пентозы и гексозы поразному относятся к действии раз бавленных кислот при нагревании. Понтозы при этом дают ге тероциклический альдегид-фурфурол; гексозы при кипячения о киолотами устойчивы и гетероциклических соединений не об разуют . Они разлагаются с образованием левулиновой и му равьиной кислот. Кнк может быть получена І-2 -3 -4 - тетра метил - л. -'X ) -арабиноза? Какое вещество образуется при
еенагревании о разбавленной соляной кислотой?
56.Рѳнтгѳноотруктурным анализом установлено, что в ксилопираноэе гликозидный гидроксил аксиальный, остальные заместите 'ли экваториальные. Изобразите конформациюß -rAj -ксилопн- ранозы, учитывая, что она имеет форму "кресла",
66. Изобразите конформацию 2 ,3 ,4 ,6 - тетраацетата «С - и ß -
X) -глюкоз, принимая во внимание, что они имеют форму "крес ла", причем максимально возможное число; намастителей зани мает экваториальные положения. Группа ОН при первом атоме
углерода аксиальна в оС- форме тетраацетата и экватори
альна в J> -форме.
Гл а в а П. О Л И Г О С А Х А Р И Д Ы
Колигосахаридам относят группы угдеводов, которые прояв ляют некоторые физические и химические свойства моносахаридов
ив то же время обладают некоторыми свойствами полисахаридов. Таким образом олигосахариды являются как бы промежуточными сое динениями меаду моносахаридами и полисахаридами.
Молекулы олигосахаридов построены из остатков моносаха ридов (от 2-х до 6 ), связанных гликозидными связями. При гид ролизе в кислой среде или под действием ферментов олигоса харида распадаются на составляющие их моносахарида, глав -
- 64 -
ним образом, гекеоэы. В зависимости от числа молекул моно сахаридов, образующихся при гидролизе кадкой молекулы оли госахарида, различают: дисахариды, трисахариды, тетрасаха рида, пентасахариды и др. Наиболее важными и хорошо изу ченными являются дисахариды.
|
|
|
|
Д и с а х а р я д ы |
|
|
||
|
При кислотном или ферментативном гидролизе каздая моле |
|||||||
|
кула диоахарида распадается на две молекулы моносахарида |
|||||||
|
(одинаковые или разные). Например, при гидролизе мальтозы |
|||||||
|
образуются две |
молекулы Ъ |
-глюкозы; а при гидролизе |
саха |
||||
|
розы образую тся^; -глюкоза и 'ДО -фруктоза. Остатки |
моноса |
||||||
|
харидов в дисахаридах всегда связаны между собой гликозид |
|||||||
|
ной связью, чем и объясняется легкость их |
гидролиза. В об- • |
||||||
|
разоваяии |
молекулы диоахарида принимает участие г л и к о з и д н ы й |
||||||
|
гндрокоил одной молекулы моносахарида и любой гидроксил(вклю |
|||||||
|
чая и полуацеталькый) другой молекулы моносахарида. Наррвмѳр, |
|||||||
|
в молекуле мальтозы гликозидная связь образована за счет вы |
|||||||
|
деления молекулы воды из полуацетального гидроксила одной |
|||||||
|
молекулы |
^ |
-глюкозы |
и обычного гидроксила 4-го атома угле |
||||
|
рода другой |
молекулы |
^ |
-глюкозы: |
|
он |
||
Ц |
ОН |
и ч |
/ О Н |
|
|
|
||
|
I |
|
с |
----- -- |
|
с , ____ |
с -------- |
|
|
|
I |
|
|
1 |
1 |
|
|
Н |
С- он |
н с-он |
|
н - С - OK |
VI - с - он |
|||
|
* |
но |
СI |
|
|
* |
|
0 'Й 40 |
о н о - с - н |
' н |
0 T -**i НО - С - н |
м о - с - н |
|||||
|
|
|
I |
|
|
И - С -ОН |
VI ^ |
|
Н - с - он н - с - о н |
|
|
||||||
Н - |
с |
|
I |
|
|
\ |
f |
|
Н -С ---------- |
|
Н -е. |
Н- С |
|
||||
|
СН2ОНI |
|
с н ,он |
|
t |
I |
|
|
|
|
|
сц,он |
сн,он |
-6 5
Нагляднее отроение мальтозы выражается формулой Хеуорса
Такие дасахариды имеют свободную карбонильную группу (а, следовательно, в циклической форме и гликозидный щцроксвл)
и, поэтому, дают |
типичные реакции моносахаридов«' |
обра |
зуют окормы, |
гидразоны, озазоны, обнаруживаю? ау'гсротацаю |
При окислении эти дисахариды превращаются в бионоаае кисло ты, восстанавливают фѳлингову жидкость и аыкяачный растрор окиои серебра. Такие дисшсаряда называются восстанавливаю щими.
В молекуле тростникового сахара (сахарозы) |
остатки мо |
||
носахаридов- **> -глюкозы и |
''Д) -фруктозы связаны между |
со |
|
бой гликозидной связью, образованной за счет выделения |
мо |
||
лекулы воды из полуацетального гидроксила |
-гявкозы а |
||
полуацетального гидроксила |
'Zy -фруктозы: |
|
|
-66 -
н.
---- с
! |
|
' і |
I |
|
н - е -он |
I |
|
I |
( |
НО — с - и |
|
I |
и - с -он |
|
I |
л |
А |
|
I |
|
|
сн ^ о и |
cL~33~ глюкоза
оіг Ъ - глюкоза
CH jOH
і н |° - с |
' |
I |
|
НО-С- и
I
и - с - он V
« - k _ J
I
СНаОН
ß - TS- фруктоза
ß - СО - фруктоза
____ с _____ |
енгон |
|
I |
I |
|
м - с оИ |
|
|
і |
И0-0 - м |
|
О НС - с - н |
|
|
Н - с - он |
/ |
' t М о |
н -с- он с а |
||
н _ с |
Н -О |
|
|
I |
|
СНдОН |
сн^он |
|
сахароза
сахароза
Следовательно, также дисахарида не содержат свободной карбонильной группы и поэтому не вступают в приведенные вы ше реакции, не восстанавливают фелиягову жидкость и аммиач ный раствор окиси серебра. Такие дисахарида назвнваятся не восстанавливающими ■
Н о м е н к л а т у р а д и о а х а р и д о в
Дисахарида обычно называют исторически сложившимися наз ваниями: тростниковый,или свекловичный сахар (сахароза),мо лочный сахар (лактоза), солодовый сахар (мальтоза) и т.д .
I '
- 67 -
Кроме того, для дасахаридов разработана специальная система номенклатуры. По с^ой системе остатки моносахаридов в моле куле дисахарида, лишенные полуацетального гидроксида,носят общее название "гликозил". Остаток глюкозы называется глюкозилом, галактозы - галактозилом,фруктозы - фруктозилом
C H t O H
2 0 - глхкопиранозил |
ß - 7'j - фруктофуранозил |
Вооотвяавливаицие дисахариды рассмзхряйаізт как «ойоса-
хариды, в которых атом водорода спиртового <йегМ{созйдцо!го) гидроксила замещен гликозияышм остатком. Например, моле кулу мальтозы рассматривают как Яд -глюкозу, в которой атом водорода гидроксила при 4-м атоме углерода замешен ос
татком |
-глюкопиранозцрр.е.^.кг^люяониранозэяом и |
поэтому |
мальтоза называется 4- < ^ -Я) -глюкоааранозил) -Яд |
-глю |
|
козой |
. |
|
- 68 -
|
СИ,СИ |
|
си,он |
|
|
|
|
|
|
|
|
гі |
|
|
|
|
|
|
сн |
|
глхжоішранозил |
|
|
|
|||
--------------------------- мальтоза |
|
|
|
|||
■V-^ч-СО-глюкопираноэил |
- глюкоза |
|
|
|||
Невосстававливадаше дисахарида рассматривают как глико |
||||||
зида. в |
которых |
атом водорода в полуаііетальном гидроксиле |
за |
|||
мещен гликозилом. Например, |
троотниковый сахар можно рассмат |
|||||
ривать |
как |
Ч. |
-'XJ -глюкозу, в которой |
атом водорода пояуа- |
||
цетального |
гидроксила замещен гликозильным оотатком ß |
- |
||||
-фруктофураноэилом . В таком случае троотниковый сахар на |
||||||
зывают |
J> |
-фрукто<|уранозил |
-Я о - глюкоппранозидом |
снгои
•j"""1....ІІвГ ей,он '
н |
ОН |
Й • " |
|
----------------------------- ~Ѵ |
-----------------------^ |
J>~^ - фруктофуранозил
|
- 69 |
- |
|
|
Но сахарозу можно раооматривать и как ß -'ÂJ |
-фруктофура |
|||
нозу, |
в которой атом водорода полуацетального |
гидроксила за |
||
мещен гликозильным остатком |
о< - |
-глюкоилранозилом. |
||
|
Тогда сахарозу можно называть |
X. - ^ ■ глюкопирано- |
||
эил |
J». - « S - фруктофуранозидом: |
|
|
СНгОИ
« '-'л )- глюкопиранозил^-^- Фруктофураноэид
Упражнение 57. Напишите проекционную и перспективную формулы дисахарида трегалозы, которую по совѳрмѳнной номенк латуре называют об - ^ ) -глюкопнраноэил - сб - XJ - глюкопн-
ранозидом._________________________________ ___________ _________
В о с с т а н а в л и в а ю щ и е |
д и с а х а р и д ы |
|
Мальтоса |
(солодовый сахар) |
'I Мальтоза встречаетоя в небольших количествах в раститель
ных организмах |
как |
продукт неполного гидролиза крахмала. В |
|
. промышленности |
получается гидролизом крахмала под действием |
||
фермеңта диастаза, |
содержащегося в |
солоде, т ,е . в проросших . |
|
и высушенных зернах |
хлебных злаков. |
Название "мальтоза" про- |