БезВазелин: Химия

Коментари

Монозахариди: основни химични свойства и получаване нsimona34 | 11 дек : 16:03

Гост

Отговори на това

Написано от DesertFox
Монозахаридите са малки молекули, които могат да полимеризират. Те са бифункционални съединения, съдържащи една карбоксилна и повече от една хидрооксилна група. В зависимост от вида на карбоксилната група (алдехидна или кетонна) монозахаридите биват алдози и кетози, а в зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата (обикновено равен на броя на кислородните), те биват триози, тетрози, пентози, хексози и хептози. Монозахридите се наричат още монози, захари или захариди. Наименовенията им са обикновено тривиални-окончават на “оза”, например арабиноза, глюкоза, фруктоза. Най-често терминът “глюкоза” има родово значение- с него се означава монозахарид. От него произлиза представката “глик” за наименования на производни на монозахаридите, например глюконови киселини, глюкозиди.

Хомоложен ред.
Алдози:
глицераледхид:

еритроза:

рибоза:

глюкоза:

Кетози:
дихидроксиацетон:

еритрулоза:

риболоза:

фруктоза:

седулоза:

Монозахаридите съдържат несиметрични въглеродни атоми и показват оптична изомерия. Алдохексозите например имат четири асиметрични въглеродни атоми (виж глюкоза)- втори, трети, четвърти и пети, и дава 16 изомера. Прието е тези изомери да се подреждат в две серии- D и L. От D-серията са хексозите, конфигурацията на петия въглероден атом, на които(последния несиметричен въглероден атом) е както при D-глицералдехида, а от L-серията са тези, на които конфигурацията при петия въглероден атом е като при L-глицералдехида.
D-глицералдехид:

L-глицералдехид:

Така например глюкозата може да се яви в двете оптични форми: D и L-глюкоза, които се отнасят един спрямо друг като огледални образи.
D-глюкоза:

L-глюкоза:

Монозахаридите от D-серията са значително по-разпространени в природата. От кетозахаридите по-застъпени в природата са дихидроксиацетонът, D-ксилулозата, D-рибозата, D-фруктозата, D-седохептолозата и др. Много съществено и от биологична точка явление при монозахаридите е способността им да изомеризират в циклични структури: водороден атом от някоя от хидрооксилните групи преминава към карбоксилната група. Получват се вътрешномолекулни(циклични) полуацетали. Цикличните (полуацеталнни) форми дават монозахариди с повече от 4 въглеродни атоми- пентози, хексози, хептози. Циклизирането става обикновено с хидрооксилната група при въглеродния атом на δ-, но по-рядко на γ- място спрямо карбооксилната група. Така се получават пет, респективно шест атомни пръстени, съдържащи един кислороден атом. По аналогия със съответните еднокислородни хетеро пръстени- фуран и пиран-получените циклични форми при монозахаридите се наричат фуранози, респективно пиранози. Циклизирането създава нов асиметричен въглероден атом-въглеродният атом на карбонилната група, и съответно две нови изомерни форми. Създава се нова хидрооксилна група, която се отличава от останалите хидрооксилни групи по химично и биологичното си значение и се нарича ”гликозидна”. Ако гликозидната хидрооксилна група има положение на хидрооксилната група на D-глицералдехида, изомерът се нарича алфа. В противен случай се нарича бета. Така например D-глюкозата може да бъде с отворена верига (алдехидна форма), две полуацетални пиранозидни форми(α и β-глюкопираноза) и в две полуацетални фуранови форми(α и β-глюкофураноза).
Обикновено цикличните форми на монозахаридите се изобразяват структурно в т.нар. хейуъртов вид. Пръстенът се представя като хекса- или пентагонална плоскост, която се проектира под ъгъл спрямо плоскостта на изобразяването. Хидрооксилните групи в D-позиция(α-гликозидната група) лежат под плоскостта на пръстена, а в L-позиция (β-гликозидна група)-над плоскостта на пръстена. Лежащите извън пръстена въглеродни атоми при монозахаридите от D-реда също така се намират над плоскостта на пръстена.
α-D-глюкопираноза:

β-D-глюкопираноза:

В природата се срещат и производни на монозахаридите: аминозахари-една от хидрооксилните групи е заместена с амино; дезоксизахари-съдържат една хидрооксилна група по-малко; карбоксилни производни; уронови киселини; поливалентни алкохоли; производно на монозахаридите е и аскорбиновата киселина (витамин C).
Химични свойства:
1. Естерификация – с оцетен анхидрид се ацетилират всички хидроксилни групи:
D-глюкоза + 5 (CH3CO)2О →пентаацетил-D-глюкоза + 5 СН3СООН

2. Редукция. Алдехидната или кетонната група се редуцира лесно до хидрооксилна и се образуват поливалентни алкохоли, наречени алдитоли, напр. сорбит(ол), манит(ол) и др. С йодоводород се постига премахване на всички хидроксилни групи и се получава n-хексан. По този начин се доказва, че глюкозата има неразклонена 6-атомна въглеродна верига.
(а) с H2/Ni→
(б) с NaBH4→ от фруктоза се получава смес от сорбитол + манитол
- от глюкоза се получава сорбитол
алдитоли (напр. сорбитол, манитол и др.)

(в) с HI + [H]→ CH3CH2CH2CH2CH2CH3
хексан

3. Окисление:
(а) меко: с бромна вода (Br2 + H2O)→ до алдонови киселини
Например D-глюкозата дава D-глюконова киселина, която спонтанно се циклизира до g-лактон. Фелинговия разтвор и реактивът на Толенс също окисляват до алдонови киселини.
+ Cu(OH)2 – Cu2O ↓ Фелинг
+ [Ag(NH3)2]OH → Ag↓ Толенс – реакция “сребърно огледало”
Редуциращи захари – полуацетали на алдехиди
Нередуциращи захари – гликозиди и полуацетали на кетони.
(б) окисление с HNO3→ЗАХАРНИ киселини (някои от тях се наричат
лигави киселини):

(1)-D-глюкоза
(2)- захарна киселина
D-глюкарова к-на
(3)- g,g-дилактон
(4)- D-глюконова к-на
(5)- D-глюкуронова к-на
(УРОНОВИ киселини)
4. Метод за удължаване на веригата (синтез на Килиани-Фишер):
Известен е още като цианхидринов метод (цианхидринов синтез). Получените първоначално цианхидрини се хидролизират до хидроксикиселини, които спонтанно отделят вода и дават -лактони. От тях чрез редукция с натриев борохидрид се получават направо алдехидите – епимерни монозахариди с един въглероден атом повече спрямо изходната алдоза. На примера, представен по-долу, е показано как от D-арабиноза (една алдопентоза) се получава епимерна смес от D-глюкоза и D-маноза.

(1)- D-арабиноза
(2)- g-лактон
(3)-g-лактон
(4)- D-глюкоза
(5)- D-маноза
(4)и(5) са епимери.
Епимери се наричат двойка диастереоизомери, които се отличават помеж-
ду си по конфигурацията на само един от хиралните центрове (наричани
понякога още “стереогенни центрове”). В горната схема тези стереоцен-
трове са означени със звездичка.
6. Метод за скъсяване на веригата (през оксим →нитрил). Например от D-рибоза може да се получи D-еритроза:
(1)- D-рибоза
(2)- D-eритроза.

ХимияVirginblack \| 03 яну : 15:58
[ разработен/а ] Коментари: 134 Регистриран на: 24 ное : 06:53 Отговори на това	малеее, много сложно, сигурно е много вярно. Язък че мама и тати са химици, а аз нищо не отбирам.