Перспективные формулы Хеуорса
Недостатком проекционных формул Фишера является их несоответствие истинной геометрии молекулы. Поэтому для циклических таутомеров были введены формулы Хеуорса, которые строятся по следующим правилам:
1. Написать формулу Фишера для цепной формы углевода.
2. Написать формулу для циклической таутомерной формы и пронумеровать атомы углерода в ней.
,D–рибопираноза
D–рибоза
,D–рибофураноза
(циклическая форма) (открытая форма) (циклическая форма)
Нарисовать необходимый цикл (5- или 6-членный) с атомом кислорода в правом верхнем углу и пронумеровать атомы углерода, связанные с кислородом, по часовой стрелке (см. рисунок)
4. Заместители, стоящие справа от цепи в проекции Фишера, располагают снизу от плоскости цикла, а стоящие слева – сверху.
Исключение
составляют заместители у того углеродного
атома, при котором происходит циклизация.
У такого атома углерода необходимо
делать циклическую перестановку
заместителей (см. рисунок).
,D –рибопираноза ( по Хеуорсу ) , D–рибофураноза (по Хеуорсу)
Цикло-цепная таутомерия моносахаридов – это существование в водном растворе смеси таутомерных форм, способных превращаться друг в друга через открытую таутомерную форму:
,D-рибопираноза ,D-рибофураноза
18 % 16,5 %
D-рибоза
8,5 %
,D-рибопираноза ,D-рибофураноза
51 % 6 %
3. Мутаротация сахаров При растворении кристаллической таутомерной формы углевода в воде наблюдается явление мутаротации.
Мутаротация объясняется тем, что кристаллический циклический таутомер, растворяясь в воде, переходит постепенно через открытую форму во все другие таутомерные формы. При этом угол вращения плоскости поляризованного света будет меняться во времени до достижения равновесия между всеми цикло-цепными таутомерами. Это изменение во времени угла вращения плоскости поляризованного света в свежеприготовленных растворах сахаров называется мутаротацией.
4. Конформации моносахаридов
Углеводы в циклической форме существуют в виде неплоских конформаций. Так, для пиранозных форм наиболее энергетически выгодной является конформация «кресла».
В
равновесной смеси таутомеров D-рибозы
преобладает ,D-рибопираноза
(51 %), так как этот таутомер существует
в конформации кресла с
экваториальным
расположением большинства гидроксильных
групп, что обеспечивает стабильность
этой формы:
, D–рибопираноза
Только одна ОН группа в третьем положении кольца занимает аксиальное положение в этой конформации.
В
конформации ,D-рибопиранозы
таких групп две – в первом и третьем 
положениях:
, D- рибопираноза
Эта форма менее стабильна; ее содержание составляет всего 18 %.
Пятичленные циклы и ациклическая форма содержатся в смеси в меньшей
концентрации.