De fleste naturligt forekommende kulhydrater består af flere kemisk bundet monosaccharidrester. Kulhydrater indeholdende to monosaccharid enheder er disaccharider, tre-enhed er trisaccharider mv. Den generiske betegnelse oligosaccharider anvendes ofte til kulhydrater indeholdende fra tre til ti monosaccharid enheder. Kulhydrater bestående af et større antal monosaccharider kaldes polysaccharider.

I disaccharider er to monosaccharid-enheder bundet af en glycosidbinding mellem det anomeriske carbonatom i en enhed og hydroxyl oxygenatomet i den anden. Ifølge de strukturelle og kemiske egenskaber af disaccharider er opdelt i to typer.

I dannelsen af ​​forbindelser første type vand frigives på grund af hemiacetalhydroxyl af et monosaccharidmolekyle og et af alkoholhydroxylerne i det andet molekyle. Disse disaccharider indbefatter maltose. Sådanne disaccharider har en hemiacetalhydroxyl, de er ens i egenskaber til monosaccharider, især de kan reducere oxidationsmidler, såsom oxider af sølv og kobber (II). Disse reducerer disaccharider.
Forbindelser af den anden type formes således, at vand frigives på grund af hemiacetalhydroxyler af begge monosaccharider. I sukkerarter af denne type er der ingen hemiacetalhydroxyl, og de kaldes ikke-reducerende disaccharider.
De tre vigtigste disaccharider er maltose, lactose og saccharose.

Maltose (maltsukker) findes i malt, dvs. i spirede kornkorn. Maltose opnås ved ufuldstændig hydrolyse af stivelse med malt enzymer. Maltose er isoleret i krystallinsk tilstand, det er velopløseligt i vand, fermenteret af gær.

Maltose består af to D-glucopyranose enheder forbundet med en glycosidbinding mellem carbon C-1 (anomercarbon) af en glukoseenhed og carbon C-4 af en anden glukoseenhed. Denne binding kaldes -1,4-glycosidbinding. Vist nedenfor er Heuors formel
-maltose er betegnet med præfikset - fordi OH-gruppen med anomercarbon i glukoseenheden til højre er β-hydroxyl. Maltose er et reducerende sukker. Dens hemiacetalgruppe er i ligevægt med den frie aldehydform og kan oxideres til carboxylisk multibionsyre.

Heuors Maltose Formler i Cykliske og Aldehydformuleringer

Lactose (mælkesukker) er indeholdt i mælk (4-6%), den er fremstillet af valle efter fjernelse af ostemassen. Lactose er signifikant mindre sød end roersukker. Det bruges til at lave babymad og lægemidler.

Lactose består af rester af molekylerne af D-glucose og D-galactose og repræsenterer
4- (-D-galactopyranosyl) -D-glucose, dvs. har ingen- og glycosidbinding.
I krystallinsk tilstand isoleres lactose-u-formerne, begge tilhører de reducerende sukkerarter.

Heuors lactose formel (-form)

Saccharose (bord, sukkerroer eller rørsukker) er den mest almindelige disaccharid i den biologiske verden. I saccharose kombineres carbon C-1 D-glucose med carbon
C-2 D-fructose med -1,2-glycosidbinding. Glucose er i den cykliske form med seks led (pyranose) og fructose i den femledige (furanose) cykliske form. Det kemiske navn for saccharose er -D-glucopyranosyl-β-D-fructofuranosid. Da både anomercarbon (både glucose og fructose) er involveret i dannelsen af ​​en glycosidbinding, er glucose et ikke-reducerende disaccharid. Stoffer af denne type er kun i stand til dannelsen af ​​ethere og estere, ligesom alle polyvalente alkoholer. Saccharose og andre ikke-reducerende disaccharider er især let at hydrolyse.

Heuors sucrose formel

Opgave. Giv Heuors formel for - disaccharidtalet, i hvilke to enheder
D-glucopyranosebundet 1,6-glycosidbinding.
Beslutningen. Tegn strukturformlen for linket D-glucopyranose. Tilslut derefter det anomeriske carbon i dette monosaccharid gennem oxygenbroen med carbon C-6 i det andet link
D-glucopyranose (glycosidbinding). Det resulterende molekyle vil være i eller form afhængigt af OH-gruppens orientering ved reduktionsenden af ​​disaccharidmolekylet. Disaccharidet vist nedenfor er en form:

Øvelser.

1. Hvilke kulhydrater hedder disaccharider, og hvilke er oligosaccharider?

2. Giv Heuors formler af reducerende og ikke-reducerende disaccharid.

3. Navngiv monosacchariderne, fra hvilke rester disaccharider består:

a) maltose; b) lactose; c) saccharose.

4. Komponér strukturformlen for trisaccharid fra monosaccharidrester: galactose, glucose og fructose, kombineret på en hvilken som helst af de mulige måder.

Lektion 36. Polysaccharider

Polysaccharider er biopolymerer. Deres polymerkæder består af et stort antal monosaccharid enheder forbundet sammen med glycosidbindinger. De tre vigtigste polysaccharider - stivelse, glykogen og cellulose - er polymerer af glucose.

Stivelse - amylose og amylopectin

Stivelse (C₆H₁₀Oh₅) n - Reserve næringsstoffer af planter - indeholdt i frø, knolde, rødder, blade. For eksempel i kartofler - 12-24% stivelse og i kornkerner - 57-72%.
Stivelse er en blanding af to polysaccharider, der adskiller sig i molekylets kædestruktur, amylose og amylopektin. I de fleste planter består stivelse af 20-25% amylose og 75-80% amylopectin. Komplet hydrolyse af stivelse (både amylose og amylopectin) fører til D-glucose. Under milde forhold er det muligt at isolere mellemprodukter fra hydrolyse - dextriner - polysaccharider (C₆H₁₀Oh₅) m med en lavere molekylvægt end stivelse (m

Fragment af amylosemolekyle - lineær polymer D-glucose

Amylopectin er et forgrenet polysaccharid (ca. 30 grene pr. Molekyle). Den indeholder to typer glycosidiske bindinger. Indenfor hver kæde er D-glucoseenhederne forbundet
1,4-glycosidbindinger, som i amylose, men længden af ​​polymerkæderne varierer fra 24 til 30 glukoseenheder. På grenstederne er nye kæder forbundet med
1,6-glycosidbindinger.

Amylopectin molekyle fragment -
stærkt forgrenet polymer D-glucose

Glykogen (animalsk stivelse) dannes i dyrets lever og muskler og spiller en vigtig rolle i metabolisme af kulhydrater i dyreorganismer. Glycogen er et hvidt amorft pulver, opløses i vand til dannelse af kolloide opløsninger og hydrolyserer til fremstilling af maltose og D-glucose. Ligesom amylopectin er glycogen en ikke-lineær polymer af D-glucose med -1,4 og
-1,6-glycosidbindinger. Hver gren indeholder 12-18 enheder glucose. Glycogen har imidlertid en lavere molekylvægt og en endnu mere forgrenet struktur (ca. 100 grene pr. Molekyle) end amylopectin. Det samlede glycogenindhold i kroppen af ​​en voksen, der er fodret med voksne, er ca. 350 g, som er ligeligt fordelt mellem lever og muskler.

Cellulose (fiber) (C₆H₁₀Oh₅) x - den mest almindelige polysaccharid i naturen, den vigtigste bestanddel af planter. Næsten ren cellulose er bomuldsfibre. I træ er cellulose ca. halvdelen af ​​tørstoffet. Derudover indeholder træ andre polysaccharider, som kollektivt betegnes som "hemicellulose", såvel som lignin, et højmolekylært stof relateret til benzenderivat. Cellulose er et amorft fibrøst stof. Det er uopløseligt i vand og organiske opløsningsmidler.
Cellulose er en lineær polymer af D-glucose, hvori monomere enheder er forbundet
-1,4-glycosidbindinger. Endvidere drejes D-glucopyranoseleddene skiftevis 180 ° i forhold til hinanden. Den gennemsnitlige relative molekylvægt af cellulose er 400.000, hvilket svarer til ca. 2.800 glukoseenheder. Cellulosefibre er bundter (fibriller) af parallelle polysaccharidkæder holdt sammen af ​​hydrogenbindinger mellem hydroxylgrupperne i tilstødende kæder. Den bestilte struktur af cellulose bestemmer sin høje mekaniske styrke.

Cellulose er en lineær polymer af D-glucose med -1,4-glycosidbindinger

Øvelser.

1. Hvilket monosaccharid tjener som en strukturel enhed af polysaccharider - stivelse, glykogen og cellulose?

2. Hvad er blandingen af ​​to polysaccharider stivelse? Hvad er forskellen i deres struktur?

3. Hvad er forskellen mellem stivelse og glykogen i struktur?

4. Hvordan er saccharose, stivelse og cellulose forskellige i vandopløselighed?

Svar på øvelser til emne 2

Lektion 35.

1. Disaccharider og oligosaccharider er komplekse kulhydrater, ofte med en sød smag. Under hydrolyse danner de to eller flere (3-10) monosaccharidmolekyler.

Maltose er et reducerende disaccharid, fordi indeholder hemiacetalhydroxyl.

2.

Saccharose er et ikke-reducerende disaccharid; der er ingen hemiacetalhydroxyl i molekylet.

3. a) Disaccharidmaltose opnås ved kondensation af to molekyler D-glucopyranose med fjernelse af vand fra hydroxyler ved C-1 og C-4.
b) Lactose består af rester af D-galactose og D-glucose molekyler, der er i pyranose form. Når disse monosaccharider kondenserer, binder de: C-1-atomet galactose gennem oxygenbroen til C-4-glucose.
c) Saccharose indeholder rester af D-glucose og D-fructose, der er bundet gennem en 1,2-glycosidbinding.

4. Strukturformel for trisaccharid:

Lektion 36.

1. Strukturen af ​​stivelse og glycogen er -glucose, og cellulose er -glucose.

Stivelse er en blanding af to polysaccharider: amylose (20-25%) og amylopectin (75-80%). Amylose er en lineær polymer, mens amylopectin er forgrenet. Inden for hver af disse polysaccharid kæde D-glucoseenheder forbundet ved 1,4-glycosidbindinger, og amylopectin grene på steder nye kæder er forbundet af 1,6-glycosidbindinger.

3. Glykogen, som stivelsesamylopektin, er en ikke-lineær polymer af D-glucose med
-1,4- og -1,6-glycosidbindinger. Sammenlignet med stivelse er hver glykogenkæde omkring halvt så lang. Glycogen har en lavere molekylvægt og en mere forgrenet struktur.

4. Opløselighed i vand: i saccharose - høj, i stivelse - moderat (lav), cellulose-uopløselig.

http://him.1september.ru/2004/44/16.htm

Maltosecyklisk formel

Sandt, empirisk eller brutto formel: C₁₂H₂₂O₁₁

Kemisk sammensætning af maltose

Molekylvægt: 342.297

Maltose (fra engelsk malt malt) maltsukker 4-0-a-D-glucopyranosyl-D-glucose, et naturligt disaccharid bestående af to glucosestoffer; fundet i store mængder i spirede korn (malt) byg, rug og andre korn; findes også i tomater, i pollen og nektar af en række planter.
Biosyntese af maltose fra β-D-glucopyranosylphosphat og D-glucose er kun kendt i nogle bakteriearter. I dyre- og planteorganismer dannes maltose ved enzymatisk nedbrydning af stivelse og glykogen (se Amylase).
Maltose absorberes let af menneskekroppen. Opdelingen af ​​maltose til to glucoserester forekommer som følge af virkningen af ​​enzymet a-glucosidase eller maltase, som findes i fordøjelsessafter af dyr og mennesker i spirede korn, i skimmelsvampe og gær. Den genetisk bestemte mangel på dette enzym i tarmslimhinden hos mennesker fører til medfødt intolerance overfor maltose, en alvorlig sygdom, der kræver udelukkelse af maltose, stivelse og glykogen fra kosten eller tilsætningen af ​​maltase til fødevaren.

a-Maltose - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxy-6- (hydroxymethyl) oxanyl] oxy-6- (hydroxymethyl) oxan-2,3,4-triol
p-maltos - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxy-6- (hydroxymethyl) oxanyl] oxy-6- (hydroxymethyl) oxan-2,3,4-triol

Maltose er et reducerende sukker, da det har en usubstitueret hemiacetalhydroxylgruppe.
Ved kogning af maltose med fortyndet syre og under enzymets virkning hydrolyseres maltose (to glukose molekyler dannes₆H₁₂O₆).
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆

http://formula-info.ru/khimicheskie-formuly/m/formula-maltozy-strukturnaya-khimicheskaya

Maltose består af

Disaccharider (maltose, lactose, saccharose)

Disaccharider, såsom saccharose, lactose, maltose osv. Er almindelige og vigtige som komponenter i fødevareprodukter.

Ved kemisk struktur er disaccharider glycosider af monosaccharider. De fleste disaccharider består af hexoser, men disaccharider bestående af et hexosemolekyle og et pentosemolekyle er kendte i naturen.

Når et disaccharid dannes, danner et monosaccharidmolekyle altid en binding med det andet molekyle under anvendelse af dets hemiacetalhydroxyl. Et andet monosaccharidmolekyle kan forbindes enten med hemiacetalhydroxid eller en af ​​alkoholhydroxyler. I sidstnævnte tilfælde forbliver en hemiacetalhydroxyl fri i disaccharidmolekylet.

Maltose, et reserveoligosaccharid, findes i mange planter i små mængder, akkumuleres i store mængder i malt, sædvanligvis i bygfrø, som har spundet under visse betingelser. Derfor kaldes maltose ofte maltesukker. Maltose dannes i plante- og dyreorganismer som følge af stivelseshydrolys under virkningen af ​​amylaser.

Maltose indeholder to D-glucopyranoserester bundet sammen af ​​en (1®4) glycosidbinding.

Maltose har reducerende egenskaber, som anvendes i sin kvantitative bestemmelse. Det er let opløseligt i vand. Løsningen opdager mutarotation.

Under virkningen af ​​enzymet a-glucosidase (maltase) hydrolyseres maltesukker til dannelse af to glucosemolekyler:

Maltose gæres med gær. Denne evne af maltose anvendes i gæringsproduktionsteknologi til fremstilling af øl, ethylalkohol, etc. fra stivelseholdige råmaterialer.

Lactose - et reserve disaccharid (mælkesukker) - findes i mælk (4-5%) og opnås i ostindustrien fra valle efter separation af ostemassen. Gæret kun af speciel lactose gær indeholdt i kefir og koumiss. Lactose er konstrueret fra rester af b-D-galactopyranose og a-D-glucopyranose, forbundet med en b- (1 → 4) -glycosidbinding. Lactose er et reducerende disaccharid, hvor den frie hemiacetalhydroxyl tilhører glukosestenen, og oxygenbroen forbinder det første carbonatom i galactose-resten til det fjerde carbonatom i glucosestillingen.

Lactose hydrolyseres ved virkningen af ​​enzymet b-galactosidase (lactase):

Lactose adskiller sig fra andre sukkerarter i mangel af hygroskopicitet - det dæmper ikke. Mælkesukker anvendes som farmaceutisk produkt og som næringsstof til spædbørn. Vandige opløsninger af lactosemutarot, lactose har 4-5 gange mindre sød smag end saccharose.

Laktoseindholdet i modermælk når op på 8%. Mere end 10 oligosaccharider er blevet isoleret fra humanmælk, hvis strukturelle fragment er lactose. Disse oligosaccharider har stor betydning for dannelsen af ​​nyfødtens tarmflora, nogle af dem hæmmer væksten af ​​intestinale patogene bakterier, især lactulose.

Saccharose (rørsukker, sukkerroersukker) - dette er et reserve disaccharid - er ekstremt udbredt i planter, især meget i rødderødder (fra 14 til 20%) såvel som i sukkerrørstænger (fra 14 til 25%). Saccharose er et transportsukker, i form af hvilket kulstof og energi transporteres gennem planten. Det er i form af saccharose, at kulhydrater flyttes fra syntesestederne (bladene) til det sted, hvor de deponeres på lageret (frugter, rødder, frø).

Saccharose består af a-D-glucopyranose og b-D-fructofuranose, forbundet med a-1 → b-2-binding på grund af glycosidiske hydroxyler:

Saccharose indeholder ikke fri hemiacetalhydroxyl, derfor er den ikke i stand til hydroxy-oxo-tautomerisme og er et ikke-reducerende disaccharid.

Ved opvarmning med syrer eller under påvirkning af a-glucosidase og b-fructofuranosidase (invertase) enzymer hydrolyseres saccharose til dannelse af en blanding af lige mængder glucose og fructose, der kaldes invertsukker.

De vigtigste disaccharider er saccharose, maltose og lactose. Alle har den generelle formel C12H22O11, men deres struktur er forskellig.

Saccharose består af 2 cyklusser forbundet sammen med et glycosidhydroxid:

Maltose består af 2 glucose rester:

lactose:

Alle disaccharider er farveløse krystaller, søde i smag, stærkt opløselige i vand.

Kemiske egenskaber af disaccharider.

1) hydrolyse Som følge heraf brydes forbindelsen mellem de 2 cyklusser og monosaccharider dannes:

Reduktion af dicharider - maltose og lactose. De reagerer med en ammoniakopløsning af sølvoxid:

Kan reducere kobber (II) hydroxid til kobber (I) oxid:

Reduktionsevnen forklares ved den cykliske karakter af formen og indholdet af glycosidisk hydroxyl.

I saccharose er der ingen glycosidhydroxyl, derfor kan den cykliske form ikke åbne og passere ind i aldehydet.

Anvendelsen af ​​disaccharider.

Det mest almindelige disaccharid er saccharose.

Disaccharider (maltose, lactose, saccharose)

Det er en kilde til kulhydrater i menneskelig mad.

Lactose findes i mælk og opnås derfra.

Maltose findes i de spirede frø af korn og dannes ved enzymatisk hydrolyse af stivelse.

Yderligere materiale om emnet: Disaccharider. Egenskaber af disaccharider.

Kemiske regnemaskiner

Forbindelser af kemiske elementer

Kemi 7,8,9,10,11 klasse, EGE, GIA

Jern og dets forbindelser.

Bohr og dets forbindelser.

Reduktion af disaccharider

Maltos eller maltsukker er blandt de reducerende disaccharider. Maltose opnås ved delvis hydrolyse af stivelse i nærværelse af enzymer eller en vandig syreopløsning. Maltose er bygget fra to glucosemolekyler (dvs. det er et glucosid). Glucose er til stede i maltose i form af en cyklisk halvacetal. Endvidere dannes forbindelsen mellem de to cyklusser af glycosidhydroxylen af ​​et molekyle og hydroxylen i den fjerde tetrahedron i den anden. Maltosmolekylets struktur er, at den er bygget fra a-anomer af glucose:

Tilstedeværelsen af ​​fri glycosidhydroxyl forårsager maltosens hovedegenskaber:

disaccharider

Evne til tautomerisme og mutarotation:

Maltose kan oxideres og reduceres:

For et reducerende disaccharid kan phenylhydrazon og et hul opnås:

Reduktionsdisaccharidet kan alkyleres med methylalkohol i nærværelse af hydrogenchlorid:

Uanset om det reduceres eller ikke reduceres - disaccharidet kan alkyleres med methyliodid i nærvær af våd sølvoxid eller acetyleres med eddikesyreanhydrid. I dette tilfælde reagerer alle hydroxylgrupperne i disaccharidet:

Et andet produkt af den højere polysaccharidhydrolyse er cellobiosdisaccharid:

Cellobiose, såvel som maltose, er bygget af to glukose rester. Den væsentligste forskel er, at i cellobiosemolekylet er forbindelserne forbundet med β-glycosidisk hydroxyl.

At dømme efter strukturen af ​​cellobiose molekylet, bør det være et reducerende sukker. Hun har også alle de kemiske egenskaber af disaccharider.

Et andet reducerende sukker er lactose - mælkesukker. Dette disaccharid findes i hver mælk og giver det en smag af mælk, selvom den er mindre sød end sukker. Konstrueret fra rester af β-D-galactose og α-D-glucose. Galactose er en epimer af glucose og kendetegnes ved konfigurationen af ​​den fjerde tetraeder:

Lactose har alle egenskaber ved reduktion af sukkerarter: tautomerisme, mutarotation, oxidation til lactobionsyre, reduktion, dannelse af hydrazoner og huller.

Dato tilføjet: 2017-08-01; Visninger: 141;

SE MERE:

Spørgsmål 2. Disaccharider

Glycosiddannelse

Glycosidbindingen har en vigtig biologisk betydning, fordi det gennem denne binding er, at den kovalente binding af monosaccharider i sammensætningen af ​​oligo- og polysaccharider finder sted. Når en glycosidbinding dannes, interagerer den anomeriske OH-gruppe af et monosaccharid med OH-gruppen af ​​et andet monosaccharid eller alkohol. Når dette sker, splittelsen af ​​vandmolekylet og dannelsen O-glycosidbinding. Alle lineære oligomerer (undtagen disaccharider) eller polymerer indeholder monomere rester involveret i dannelsen af ​​to glycosidbindinger, bortset fra terminale rester. Nogle glycosidiske rester kan danne tre glycosidbindinger, der er karakteristiske for forgrenede oligo- og polysaccharider. Oligo- og polysaccharider kan have en terminal rest af et monosaccharid med en fri anomer OH-gruppe, der ikke anvendes til dannelsen af ​​en glycosidbinding. I dette tilfælde er dannelsen af ​​en fri carbonylgruppe i stand til at oxidere, når cyklen er åbnet. Sådanne oligo- og polysaccharider har reducerende egenskaber og kaldes derfor reduktion eller reduktion.

Figur - Strukturen af ​​polysaccharidet.

A. Formation af a-1,4- og a-1,6-glycosidbindinger.

B. Strukturen af ​​det lineære polysaccharid:

1-a-1,4-glycosidbindinger mellem manomererne;

2 - ikke-reducerende ende (dannelsen af ​​en fri carbonylgruppe i det anomeriske kulhydrat er ikke muligt);

3 - genoprettende ende (muligvis åbning af cyklussen med dannelsen af ​​en fri carbonylgruppe i anomercarbon).

Monosaccharidets monomere OH-gruppe kan interagere med NH2-gruppen af ​​andre forbindelser, hvilket fører til dannelsen af ​​en N-glycosidbinding. Et lignende link er til stede i nukleotider og glycoproteiner.

Figur - Struktur af N-glycosidbinding

Spørgsmål 2. Disaccharider

Oligosaccharider indeholder fra to til ti monosaccharidrester forbundet med en glycosidbinding. Disaccharider er de mest almindelige oligomere kulhydrater, der findes i fri form, dvs. Ikke bundet til andre forbindelser. Af kemisk natur er disaccharider glycosider, som indeholder 2 monosaccharider forbundet med en glycosidbinding i a- eller b-konfigurationen. Fødevarer indeholder hovedsageligt disaccharider som saccharose, lactose og maltose.

Figur - Food Disaccharides

Saccharose er et disaccharid bestående af a-D-glucose og b-D-fructose forbundet med a, b-1,2-glycosidbinding. I sucrose er begge anomeriske OH-grupper af glucose og fructose rester involveret i dannelsen af ​​en glycosidbinding. Derfor er saccharose gælder ikke for reducerende sukkerarter. Saccharose er et opløseligt disaccharid med en sød smag.

Disaccharider. Egenskaber af disaccharider.

Kilden til saccharose er planter, især sukkerrør, sukkerrør. Sidstnævnte forklarer fremkomsten af ​​det trivielle navn sukrose - "rørsukker".

Lactose - mælkesukker. Lactose hydrolyseres til dannelse af glucose og galactose. Det vigtigste pattedyr mælk disaccharid. I komælk indeholder op til 5% lactose, hos kvinderne - op til 8%. I lactose forbindes den anomeriske OH-gruppe i det første carbonatom af D-galactose-resten med en b-glycosidbinding til det fjerde carbonatom af D-glucose (b-1,4-binding). Eftersom det anomeriske carbonatom i glucosestøtten ikke deltager i dannelsen af ​​glycosidbindingen, er der derfor lactose henviser til reducerende sukkerarter.

Maltozavod kommer med produkter indeholdende delvis hydrolyseret stivelse, for eksempel malt, øl. Maltose dannes ved at opdele stivelse i tarmene og delvist i mundhulen. maltose består af to D-glucose rester forbundet med a-1,4-glycosidbinding. Anser at reducere sukkerarter.

Spørgsmål 3. Polysaccharider:

klassifikation

Afhængig af strukturen af ​​monosaccharidresterne kan polysaccharider opdeles i homopolysaccharider (alle monomerer er identiske) og heteropolysaccharider (monomerer er forskellige). Begge typer af polysaccharider kan have både et lineært arrangement af monomerer og forgrenede.

Følgende strukturelle forskelle mellem polysaccharider udmærker sig:

• strukturen af ​​monosacchariderne, der udgør kæden;
• typen af ​​glycosidbindinger, som forbinder monomererne med kæder;
• sekvens af monosaccharidrester i kæden.

Afhængig af de funktioner, de udfører (biologisk rolle), kan polysaccharider opdeles i 3 hovedgrupper:

• reserve polysaccharider, der udfører energifunktionen. Disse polysaccharider tjener som en kilde til glucose, som anvendes af kroppen efter behov. Reservefunktionen af ​​kulhydrater tilvejebringes af deres polymere natur. polysaccharider hårdere opløselig, end monosaccharider påvirker derfor ikke osmotisk tryk og kan derfor akkumulere i cellen, for eksempel stivelse - i planteceller, glycogen - i dyreceller;
• strukturelle polysaccharider, som tilvejebringer celler og organer med mekanisk styrke;
• polysaccharider, der udgør den ekstracellulære matrix, deltage i dannelsen af ​​væv såvel som i celleproliferation og differentiering. De ekstracellulære matrixpolysaccharider er vandopløselige og stærkt hydratiserede.

Dato tilføjet: 2016-04-06; Visninger: 583;

SE MERE:

Sandt, empirisk eller brutto formel: C12H22O11

Kemisk sammensætning af maltose

Molekylvægt: 342.297

Maltose (fra engelsk malt malt) maltsukker 4-0-a-D-glucopyranosyl-D-glucose, et naturligt disaccharid bestående af to glucosestoffer; fundet i store mængder i spirede korn (malt) byg, rug og andre korn; findes også i tomater, i pollen og nektar af en række planter.
Biosyntese af maltose fra β-D-glucopyranosylphosphat og D-glucose er kun kendt i nogle bakteriearter. I dyre- og planteorganismer dannes maltose ved enzymatisk nedbrydning af stivelse og glykogen (se Amylase).
Maltose absorberes let af menneskekroppen. Opdelingen af ​​maltose til to glucoserester forekommer som følge af virkningen af ​​enzymet a-glucosidase eller maltase, som findes i fordøjelsessafter af dyr og mennesker i spirede korn, i skimmelsvampe og gær. Den genetisk bestemte mangel på dette enzym i tarmslimhinden hos mennesker fører til medfødt intolerance overfor maltose, en alvorlig sygdom, der kræver udelukkelse af maltose, stivelse og glykogen fra kosten eller tilsætningen af ​​maltase til fødevaren.

a-Maltose - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxy-6- (hydroxymethyl) oxanyl] oxy-6- (hydroxymethyl) oxan-2,3,4-triol
p-maltos - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxy-6- (hydroxymethyl) oxanyl] oxy-6- (hydroxymethyl) oxan-2,3,4-triol

Maltose er et reducerende sukker, da det har en usubstitueret hemiacetalhydroxylgruppe.
Ved kogning af maltose med fortyndet syre og under enzymets virkning hydrolyseres maltose (to glucosemolekyler C6H12O6 dannes).
C12H22O11 + H20 → 2C6H12O6

(fra engelsk malt ≈ malt), maltsukker, et naturligt disaccharid bestående af to glucosestoffer; fundet i store mængder i spirede korn (malt) byg, rug og andre korn; findes også i tomater, i pollen og nektar af en række planter. M. er let opløselig i vand, har en sød smag; er et reducerende sukker, da det har en usubstitueret hemiacetalhydroxylgruppe. Biosyntese af M. fra b-D-glucopyranosylphosphat og D-glucose er kun kendt i nogle bakteriearter. I dyre- og planteorganismer M.

dannet ved enzymatisk nedbrydning af stivelse og glykogen (se amylase). Spaltningen af ​​M. til to glucoserester forekommer som et resultat af virkningen af ​​enzymet a-glucosidase eller maltase, som er indeholdt i fordøjelsessafter af dyr og mennesker i spirede korn, i skimmelsvampe og gær. Den genetisk bestemte mangel på dette enzym i den menneskelige tarms slimhinde fører til medfødt intolerance af M. - en alvorlig sygdom, der kræver udelukkelse fra M's, stivelse og glykogenes kost eller tilsætning af maltase til fødevaren.

Lit.: Kemi af kulhydrater, M., 1967; Harris G., Fundamentals of Human Biochemical Genetics, translated from English, M., 1973.

http://magictemple.ru/maltoza-sostoit-iz/

maltose

Maltos eller maltsukker er et naturligt disaccharid, der er et mellemprodukt i nedbrydning af stivelse og glykogen.

I sin frie form i fødevarer findes den i honning, malt, øl, melasse, spirede korn.

Maltose består af to D-glucose rester, der er forbundet sammen med en O-glycosidbinding, og har følgende strukturformel:

Fig. 6.8. Den strukturelle formel af maltose

Maltose er et homo-oligosaccharid, da det består af rester
a-D-glucose.

O-glycosidbinding dannes mellem a-С₁-carbonatomet i en glucoserest og oxygenatomet i hydroxylgruppen placeret ved C₄-carbonatom af en anden glucoserest.

Betegnet som a (1 → 4) glycosidbinding.

I kroppen hydrolyseres maltose af enzymer amylaser til monosaccharider, der trænger gennem tarmvæggene. Så bliver de til fosfater og indtaster allerede i denne form blodet.

194.48.155.252 © studopedia.ru er ikke forfatteren af ​​de materialer, der er indsendt. Men giver mulighed for fri brug. Er der en ophavsretskrænkelse? Skriv til os | Kontakt os.

Deaktiver adBlock!
og opdater siden (F5)
meget nødvendigt

http://studopedia.ru/4_105486_maltoza.html

Maltose Formel

Maltose Definition og Formel

Under normale forhold er der en farveløs krystaller (figur 1), som opløses godt i vand og er søde i smag. Meltosens smeltepunkt er 108 oC.

Fig. 1. Maltose. Udseende.

Kemisk formel af maltose

Kemisk formel af maltose C₁₂H₂₂O₁₁. Det viser molekylets kvalitative og kvantitative sammensætning (hvor mange og hvilke atomer der indgår i en bestemt forbindelse). Ved den kemiske formel kan molekylvægten af ​​linolensyre (Ar (C) = 12 amu, Ar (H) = 1 amu) beregnes. m, Ar (O) = 16 amu):

Hr₁₂H₂₂O₁₁) = 12 × 12 + 22 × 1 + 11 × 16 = 144 + 22 + 176 = 342.

Strukturel (grafisk) formel af maltose

Den strukturelle (grafiske) formel af maltose er mere visuel (figur 2). Det viser, hvordan atomer er forbundet med hinanden inden for molekylet.

http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-maltozy/

maltose

Maltose ("maltum", oversat fra latin betyder "malt") er et naturligt disaccharid opbygget af to D-glucose rester forbundet sammen.

Et andet navn på stoffet er "maltsukker". Udtrykket blev tildelt den franske kemiker Nikol Theodor de Saussure i begyndelsen af ​​XIX århundrede.

Hovedforbindelsen er at forsyne menneskekroppen med energi. Maltose produceres af maltens virkning på stivelse. Sukker i "fri form" findes i tomater, skimmelsvampe, gær, spirede kornkorn, appelsiner, honning.

Generelle oplysninger

Maltose - hvad er det?

4 - O - α - D - glucopyranosyl - D - glucose er et hvidt krystallinsk pulver, velopløseligt i vand, uopløseligt i ether, ethylalkohol. Disaccharidet hydrolyseres af enzymet maltose og syrer, som findes i leveren, blodet, bugspytkirtlen og tarmene, musklerne. Det genopretter løsninger af Fehling (kobber-tartrat reagens) og sølvnitrat.

Den kemiske formel af maltose er C12H22O11.

Hvad er ernæringsværdien af ​​produktet?

Malt sukker, i modsætning til sukkerrør og sukkerroer, er mindre sødt. Det bruges som et tilsætningsstof til tilberedning af sbitya, mead, kvass, hjemmelavet øl.

Interessant nok estimeres sødheden af ​​fructose til 173 point, saccharose - 100 point, glucose - 81, maltose - 32 og lactose - 16. På trods af dette måler man for at undgå overvægtige problemer, måle kulhydratindtaget med mængden af ​​kalorier, der anvendes.

Energiforholdet mellem maltose B: W: Y er 0%: 0%: 105%. Kalorier - 362 kcal pr. 100 gram produkt.

Disaccharidmetabolisme

Maltose absorberes nemt i menneskekroppen. Forbindelsen spaltes ved virkningen af ​​enzymerne maltase og a-glucosidase, som er indeholdt i fordøjelsessaften. Deres fravær indikerer et genetisk svigt i kroppen og fører til medfødt intolerance over for maltsukker. Som et resultat for at opretholde et godt helbred er det vigtigt for sådanne mennesker at fjerne enhver fødevare, som indeholder glykogen, stivelse, maltose eller regelmæssigt maltaseenzym til mad fra kosten.

Normalt udsættes disaccharidet for enzymet amylase i en sund person efter at have kommet ind i mundhulen. Derefter kommer kulhydratmat ind i maven og tarmene, hvor bugspytkirtlenzymer udskilles for fordøjelsen. Den endelige behandling af disaccharidet i monosaccharider sker gennem villiforing i tyndtarmen. De frigivne glukosemolekyler dækker hurtigt en persons energikostnader under stærke belastninger. Derudover dannes maltose ved delvis hydrolytisk spaltning af hovedreserveforbindelserne - stivelse og glykogen.

Dets glykemiske indeks er 105, så diabetikere bør udelukke dette produkt fra menuen, da det giver en skarp insulinfrigivelse og en hurtig stigning i blodsukker.

Dagligt behov

Den kemiske sammensætning af maltose afhænger af de råmaterialer, hvorfra den fremstilles (hvede, byg, majs, rug).

Samtidig omfatter det gennemsnitlige vitaminmineralkompleks af maltsukker følgende næringsstoffer:

Ernæringseksperter anbefaler begrænsende sukkerindtagelse til 100 gram pr. Dag. Samtidig kan antallet af maltose per dag for en voksen nå op på 35 gram.

For at reducere belastningen på bugspytkirtlen og forhindre udviklingen af ​​fedme bør anvendelsen af ​​den daglige norm for maltsukker undgås fra at tage andre sukkerholdige produkter (fructose, glucose, saccharose). Ældre anbefales at reducere forbindelsen til 20 gram pr. Dag.

Intensiv fysisk aktivitet, sport, øget mental aktivitet kræver høje energikostnader og øger kroppens behov for maltose og enkle kulhydrater. En stillesiddende livsstil, diabetes mellitus, stillesiddende arbejde, tværtimod kræver begrænsning af mængden af ​​disaccharid til 10 gram pr. Dag.

Symptomer der signalerer maltose mangel i kroppen:

• deprimeret humør;
• svaghed;
• mangel på styrke
• apati;
• sløvhed;
• energiudtømning.

Som regel er manglen på et disaccharid sjældent, fordi selve kroppen selv producerer en forbindelse fra glykogen, stivelse.

Symptomer på overdoseret malt sukker:

• fordøjelsesbesvær;
• allergiske reaktioner (udslæt, kløe, brændende øjne, dermatitis, conjunctivitis);
• kvalme;
• oppustethed;
• apati;
• tør mund.

Hvis symptomer på et overskud opstår, skal man tage afkald på rige fødevarer til maltose.

Fordel og skade

Maltose, i pastaens sammensætning fra moset spiret hvede, er et lagerhus af vitaminer, mineraler, fibre og aminosyrer.

Det er en universel energikilde til kroppens celler. Husk, at langsigtet oplagring af maltsukker fører til tab af gavnlige egenskaber.

Maltose er forbudt at tage folk med intolerance over for produktet, fordi det kan forårsage alvorlig skade på menneskers sundhed.

Derudover fører et sukkerholdigt stof med ukontrolleret anvendelse til:

• forstyrrelse af kulhydratmetabolisme
• fedme;
• udviklingen af ​​hjertesygdom
• øgede blodglukoseniveauer;
• øge cholesterol;
• forekomsten af ​​tidlig aterosklerose;
• reduktion af funktionen af ​​det økologiske apparat, dannelsen af ​​prediabetes tilstand;
• krænkelse af udskillelsen af ​​enzymer i mave, tarmene
• ødelæggelsen af ​​tandemaljen;
• hypertension;
• nedsat immunitet
• øget træthed
• hovedpine.

For at opretholde god sundhed og sundhed i kroppen anbefales det at anvende maltsukker i et moderat beløb, der ikke overskrider daglig satsen. Ellers overføres produktets gavnlige egenskaber til skade, og han med rette begynder at retfærdiggøre sit stiltiende navn "sød død".

kilder

Maltose er fremstillet ved fermentering af malt, hvor følgende kornafgrøder anvendes: hvede, majs, rug, ris eller havre. Interessant nok indeholder melasse maltsukker ekstraheret fra skimmelsvampe.

http://foodandhealth.ru/komponenty-pitaniya/maltoza/

Maltosecyklisk formel

Neurofibromatosis type II - En arvelig menneskesygdom, der er tæt på type I-neurofibromatose, hvorfra den adskiller sig i den hyppige dannelse af godartede tumorer, og at den forekommer meget mindre hyppigt (1: 40000). Neurofibromatosis type II er forårsaget af mutationer i tumor-suppressorgenet, som koder for et protein kaldet "merlin".

Vejviser

Plasmolyse er processen med at adskille protoplast fra cellevæggen under virkningen af ​​en opløsning med større koncentration end koncentrationen af ​​cellesap.

Vejviser

Højkvalitetsproteiner er proteiner, der indeholder et komplet sæt af essentielle aminosyrer.

Vejviser

Cistron - Genetisk enhed, detekteret ved komplementeringstest; svarer til et gen og betyder en enhed af DNA, der koder for et protein.

Vejviser

Mitose - Kernens opdeling efter replikation af kromosomer, der resulterer i datterkernerne indeholder det samme antal kromosomer som de forældre.

Vejviser

En ekstrem situation er en ekstraordinær, kritisk situation, der kræver ikke-trivielle (usædvanlige, originale) løsninger til at overvinde det eller afslutte det.

http://molbiol.kirov.ru/spravochnik/structure/39/228.html

Forelæsninger om biokemi

Forside> Foredrag> Medicin, Sundhed

En række sygdomme er tæt forbundet med forstyrrelsen af ​​kulhydratmetabolisme: diabetes mellitus, galactosemi, en krænkelse af glykogen depot systemet, intolerance til mælk mv.

Det skal bemærkes, at kulhydrater i mennesker og dyr er til stede i en mindre mængde (højst 2% af kroppens tørvægt) end proteiner og lipider; i planteorganismer udgør kulhydrater op til 80% af kulhydrernes tørvægt, og derfor er der generelt flere kulhydrater i biosfæren end alle andre organiske forbindelser kombineret.

6. Skriv en ordning for oxidation af glucose under forskellige betingelser og betegne de dannede forbindelser.

7. Skriv ligningen af ​​reaktionerne for alkohol og mælkesyredannelse.

Den kemiske ligning for alkoholisk gæring: C6H22O6®2C2H5OH + 2CO2 blev givet af franske kemikere A. Lavoisier (1789) og J. Gay-Lussac (1815).

Ligningen af ​​alkoholisk gæring kan opsummeres som følger:

C6H22O6 + 2H3PO4 + 2ADPH2CH3CH3OH + 2CO2 + 2ATP.

Mælkesyre B. Mælkesyrebakterier er opdelt i 2 grupper - homofermentativ og heterofermentativ. Homofermentative bakterier (for eksempel Lactobacillus delbrückii) splittede monosaccharider for at danne to molekyler mælkesyre i overensstemmelse med den resulterende ligning: C6H22O6 = 2CH3CHOH · COOH.

1. Overvej strukturen og egenskaberne ved reduktion og ikke-reducerende disaccharider.

Disaccharider er O-glycosider af monosaccharider og danner to identiske eller forskellige monosaccharider under hydrolyse. Disaccharider er opdelt i ikke-reducerende og reducerende. Til ikke-reducerende indbefatter for eksempel trehalose:

Begge glycosidiske hydroxyler er involveret i dannelsen af ​​glycosidbindingen, derfor er ikke-reducerende disaccharider ikke i stand til tautomerisme med dannelsen af ​​den åbne form og den frie oxogruppe. Derfor giver ikke-reducerende disaccharider ikke reaktioner, som er karakteristiske for den åbne form af monosaccharider, dvs. Interagere ikke med diamin-sølvhydroxid, kobberhydroxid, phenylhydrazin, hydroxylamin, hydrocyansyre. Til reduktion af disaccharider forbliver en fri glycosidhydroxyl (i figurerne understreges det af to røde bindestreger), for eksempel:

Reduktion af disaccharider er i stand til tautomerisme, derfor kan en monosaccharidrest, der har bibeholdt sin glycosidiske hydroxyl, passere ind i en åben form (uden at miste forbindelsen med resten af ​​det andet monosaccharid):

Af denne grund er reduktion af disaccharider i stand til mutarotation og epimerisering. De oxiderer (dermed navnet - restaurering):

Genoprettet af natriumamalgam eller komplekse metalhydrider:

Alkyleret af alkoholer i et surt medium (sædvanligvis i nærvær af HCI), der danner disaccharidglycosider:

Både reduktions- og ikke-reducerende disaccharider alkyleres med halogenalkyler:

og acyleres af anhydrider eller syrehalogenider:

Under hydrolyse, som opstår, når en vandig opløsning af et disaccharid opvarmes i nærvær af en syre (sædvanligvis svovl), dannes monosaccharider, fx når saccharose hydrolyserer en blanding af glucose og fructose og hydrolyserer lactose, en blanding af galactose og glucose.

Skriv formlerne for maltose, lactose og saccharose og give dem systematiske navne.

Maltose (maltsukker) findes i malt, dvs. i spirede kornkorn. Maltose opnås ved ufuldstændig hydrolyse af stivelse med malt enzymer. Maltose er isoleret i krystallinsk tilstand, det er velopløseligt i vand, fermenteret af gær. Maltose består af to D-glucopyranose enheder forbundet med en glycosidbinding mellem carbon C-1 (anomercarbon) af en glukoseenhed og carbon C-4 af en anden glukoseenhed. Denne binding kaldes -1,4-glycosidbinding. Heors-Maltose-formlen vist nedenfor er angivet med præfikset - fordi OH-gruppen med det anomeriske carbon i glukoseenheden til højre er -hydroxyl. Maltose er et reducerende sukker. Dens hemiacetalgruppe er i ligevægt med den frie aldehydform og kan oxideres til carboxylisk multibionsyre.

Heuors Maltose Formler i Cykliske og Aldehydformuleringer

Lactose (mælkesukker) er indeholdt i mælk (4-6%), den er fremstillet af valle efter fjernelse af ostemassen. Lactose er signifikant mindre sød end roersukker. Det bruges til at lave babymad og lægemidler. Lactose består af rester af D-glucose og D-galactosemolekyler og er 4- (-D-galactopyranosyl) -D-glucose, dvs. har ingen- og glycosidbinding.
I krystallinsk tilstand isoleres lactose-u-formerne, begge tilhører de reducerende sukkerarter.

Heuors lactose formel (-form)

Saccharose (bord, sukkerroer eller rørsukker) er den mest almindelige disaccharid i den biologiske verden. I saccharose kombineres carbon C-1 D-glucose med carbon
C-2 D-fructose med -1,2-glycosidbinding. Glucose er i den cykliske form med seks led (pyranose) og fructose i den femledige (furanose) cykliske form. Det kemiske navn for saccharose er -D-glucopyranosyl-β-D-fructofuranosid. Da både anomercarbon (både glucose og fructose) er involveret i dannelsen af ​​en glycosidbinding, er glucose et ikke-reducerende disaccharid. Stoffer af denne type er kun i stand til dannelsen af ​​ethere og estere, ligesom alle polyvalente alkoholer. Saccharose og andre ikke-reducerende disaccharider er især let at hydrolyse.

Heuors sucrose formel

3. Beskriv den biologiske rolle og anvendelse af disaccharider.

Disaccharider, bios, kulhydrater, hvis molekyler består af to monosaccharidrester. Alle disaccharider er opbygget i henhold til typen af ​​glycosider. I dette tilfælde erstattes hydrogenatomet i glycosidhydroxylen af ​​et monosaccharidmolekyle med resten af ​​de andre monosaccharidmolekyler på grund af hemiacetal eller alkoholisk hydroxyl. I det første tilfælde dannes disaccharider, som ikke har reducerende egenskaber, i det andet tilfælde dannes disaccharider med reducerende egenskaber. Gruppen af ​​ikke-reducerende disaccharider indbefatter trehalose (mycosis eller svampesukker), der består af 2 glucoserester; saccharose bestående af glucose og fruktose rester, et al. Gruppen af ​​reducerende disaccharider omfatter maltose, cellobiose, lactose og andre. disaccharider indeholder 5- og 6-leddede ringe monosaccharider (hexoser og pentoser) og afviger i konfigurationen af ​​glycosidbindingen (a- eller b-glycosider). De rumlige former (konformationer) af ringene af monosaccharidrester i forskellige disaccharider kan variere. Cellobiose og maltose afviger således ikke kun i konfigurationen af ​​glycosidbindingen (a - i maltose og b - i cellobiose), men også i det i cellobiose er begge rester i samme konformation og i maltose - i forskellige.

Disaccharider - brøndkrystalliserende stoffer, letopløselige i vand og i 45 - 48 ° alkohol, dårligt opløselige i 96 ° alkohol; optisk aktiv; sød til smagen. Dets hydrolyse (for saccharose kaldes inversion) forekommer under virkningen af ​​syrer; i nærvær af en 5-leddet ring i monosaccharidresten øges hastigheden af ​​sur hydrolyse af D. D.s hydrolyse udføres også af enzymer (carbohydraser), for eksempel a- eller b-glycosidaser (afhængigt af typen af ​​glycosidbinding i disaccharider). Som et resultat af hydrolyse dannes monosaccharider.

Disaccharider distribueres bredt i dyr og planter. De findes i fri tilstand (som produkter af biosyntese eller delvis hydrolyse af polysaccharider) og også som strukturelle komponenter af glycosider og andre forbindelser. Normalt opnås D. fra naturlige kilder (for eksempel saccharose - fra sukkerroer eller sukkerrør, lactose - fra mælk). Mange D. syntetiserer kemiske og biokemiske metoder.

Saccharose, lactose og maltose er værdifulde fødevarer og smagsstoffer. Sukkerindustrien beskæftiger sig med produktion af saccharose.

1. Beskriv stivelsens struktur.

Stivelse består af 2 polysaccharider - amylose og amylopektin, der er dannet af glucoserester. Det er eksperimentelt bevist, at den kemiske formel af stivelse (C6H20O5) n.

Det er fastslået, at stivelse ikke kun består af lineære molekyler, men også af molekyler af forgrenet struktur. Dette forklarer stivelsens granulære struktur. Det akkumuleres i form af korn, hovedsagelig i cellerne af frø, løg, knolde såvel som i blade og stilke. Stivelse er et hvidt pulver, uopløseligt i koldt vand. I varmt vand svulmer det og danner en pasta.

2. Skriv formlerne af de strukturelle enheder af amylose og amylopectin.

Beskriv stivelsens biologiske rolle.

Stivelse, som er et af fotosyntesens produkter, er bredt fordelt i naturen. Til planter er det en bestand af næringsstoffer og findes hovedsagelig i frugter, frø og knolde. Korn af kornplanter er rigeste i stivelse: ris (op til 86%), hvede (op til 75%), majs (op til 72%) og også kartoffelknolde (op til 24%). For menneskekroppen er stivelse sammen med saccharose den vigtigste leverandør af kulhydrater - en af ​​de vigtigste komponenter i fødevarer. Under enzymets virkning hydrolyseres stivelse til glucose, der oxideres i celler til kuldioxid og vand med frigivelse af energi, der er nødvendig for en levende organismers funktion.

Stivelsesopløsningen i vand er ikke-newtonisk væske.

4. Skriv formlen for den strukturelle enhed af cellulose.

http://works.doklad.ru/view/Yh3ILZZWyfY/6.html

KAPITEL 11. CARBOHYDRATER

Kulhydrater er en del af cellerne og vævene i alle plante- og dyreorganismer. De er af stor betydning som energikilder i metaboliske processer.

Kulhydrater er den vigtigste ingrediens i pattedyr mad. Deres velkendte repræsentant - glucose - findes i grøntsagsjuice, frugt, frugt og især druer (dermed navnet - druesaft). Det er en væsentlig bestanddel af blod og væv hos dyr og en direkte energikilde til cellulære reaktioner.

Kulhydrater dannes i planter under fotosyntese fra kuldioxid og vand. For mennesker er den vigtigste kilde til kulhydrater planteføde.

Kulhydrater er opdelt i monosaccharider og polysaccharider. Monosaccharider hydrolyserer ikke for at danne enklere kulhydrater. Polysaccharider, der er i stand til hydrolyse, kan betragtes som produkter af polykondensation af monosaccharider. Polysaccharider er højmolekylære forbindelser, hvis makromolekyler indeholder hundreder og tusinder af monosaccharidrester. Mellemproduktgruppen mellem mono- og polysaccharider består af oligosaccharider (fra græsk. Oligos - en smule), der har en relativ lille molekylvægt.

En del af ovennævnte navne, saccharider, er forbundet med det fælles navn på kulhydrater, sukker, som stadig anvendes.

11.1.1. Struktur og stereoisomerisme

Monosaccharider er som regel faste stoffer, der er stærkt opløselige i vand, dårligt i alkohol og uopløselige i de fleste organiske opløsningsmidler. Næsten alle monosaccharider har en sød smag.

Monosaccharider kan eksistere både i åbne (oxoform) og cykliske former. I opløsning er disse isomere former i dynamisk ligevægt.

Åbne former. Monosaccharider (monosaccharider) er heterofunktionelle forbindelser. Deres molekyler indeholder samtidig carbonyl (aldehyd eller keton) og flere hydroxylgrupper, det vil sige monosaccharider er polyhydroxycarbonylforbindelser - polyhydroxyaldehyder og polyhydroxyketoner. De har en uforgrenet carbonkæde.

Monosaccharider klassificeres i overensstemmelse med karbonylgruppens karakter og kolkædenes længde. Monosaccharider indeholdende Al degidnuyu gruppe kaldet aldose og ketogruppe (typisk ved 2-stillingen) - ketose (-oza suffiks anvendes til titler monosaccharider: glucose, galactose, fructose, osv...). Generelt kan strukturen af ​​aldoser og ketose være repræsenteret som følger.

Afhængig af længden af ​​carbonkæden (3-10 atomer) er monosaccharider opdelt i trioser, tetroser, pentoser, hexoser, heptoser etc. Pentoser og hexoser er mest almindelige.

Stereoisomeri. Monosaccharidmolekylerne indeholder flere chiralcentre, hvilket er årsagen til eksistensen af ​​mange stereoisomerer svarende til samme strukturformel. For eksempel er der fire asymmetriske carbonatomer i aldohexose, og 16 stereoisomerer (24) svarer til det, dvs. 8 par enantiomerer. Sammenlignet med de tilsvarende aldoser indeholder ketohexoser et mindre chiralt carbonatom, derfor reduceres antallet af stereoisomerer (23) til 8 (4 par enantiomerer).

Åbne (ikke-cykliske) former for monosaccharider er afbildet som Fisher projiceringsformler (se 7.1.2). Kulkæden i dem registreres lodret. I tilfælde af aldoser anbringes en aldehydgruppe øverst og i ketose den primære alkoholgruppe der grænser op til carbonylen. Fra disse grupper begynder nummereringen af ​​kæden.

For at betegne stereokemi anvendes D, L-systemet. Tildelingen af ​​et monosaccharid til D- eller L-serien udføres i overensstemmelse med konfigurationen af ​​det chirale center, som er længst fra oxogruppen uanset konfigurationen af ​​de andre centre! For pentoser er dette "bestemmende" center C-4-atom og for hexoser - C-5. Placeringen af ​​OH-gruppen i sidste chiralitetscentret til højre viser tilhørsforholdet til monosaccharidet D-serien, til venstre - til L-serien, det vil sige, i analogi med den stereokemiske standard -.. Glyceraldehyd (se 7.1.2.).

Det er kendt, at R, S-systemet er universelt at betegne den stereokemiske struktur af forbindelser med flere chiralcentre (se 7.1.2). Imidlertid begrænser den besværlige navn på monosaccharider opnået på denne måde sin praktiske anvendelse.

De fleste naturlige monosaccharider tilhører D-serien. D-ribose og D-xylose er almindelige blandt aldopentose og D-ribulose og D-xylulose fra ketopentose.

Almindeligt navn ketose injicerede -ul endelse i navnene på de aldose: ribose svarer ribulose, xylose - xylulose (denne regel falder kaldes "fruktose", som ikke har nogen forbindelse med navnet på den tilsvarende aldose).

Som det fremgår af de ovennævnte formler, er stereoisomere d-aldohexoser såvel som d-aldopentoser og d-ketopentoser diastereomerer. Blandt dem er de der adskiller sig i konfigurationen af ​​kun ét center for chiralitet. Diastereomerer, der adskiller sig i konfigurationen af ​​kun et asymmetrisk carbonatom, kaldes epimerer. Epimerer er et særligt tilfælde af diastereomerer. For eksempel er d-glucose og d-galactose forskellige.

fra den anden er kun konfigurationen af ​​C-4-atom, dvs. de er epimerer af C-4. Tilsvarende er d-glucose og d-mannose epimerer ved C-2 og d-ribose og d-xylose ved C-3.

Hver aldose af d-serien svarer til en-serien af ​​l-serien med den modsatte konfiguration af alle chiralcentre.

Cykliske former. De åbne former af monosaccharider er egnede til at overveje de rumlige forhold mellem stereoisomere monosaccharider. Faktisk er monosaccharider cykliske halvacetal i struktur. Dannelsen af ​​cykliske former af monosaccharider kan repræsenteres som et resultat af den intramolekylære interaktion mellem carbonyl- og hydroxylgrupperne (se 9.2.2) indeholdt i monosaccharidmolekylet.

Semiacetalhydroxylgruppen i kulhydratkemi hedder glykosidisk. Af egenskaber er det signifikant anderledes end de andre (alkohol) hydroxylgrupper.

Som et resultat af cyklisering dannes termodynamisk mere stabile furanose (femledige) og pyranose (seksledede) cyklusser. Navnene på cyklusserne er afledt af navnene på beslægtede heterocykliske forbindelser - furan og pyran.

Dannelsen af ​​disse cyklusser er forbundet med evnen af ​​carbonkæderne i monosaccharider til at vedtage en tilstrækkelig fordelagtig snydelignende konformation (se 7.2.1). Som følge heraf kommer aldehydet (eller ketonen) og hydroxylgrupperne i C-4 (eller C-5) sammen i rummet, dvs. de funktionelle grupper som et resultat af vekselvirkningen af ​​hvilken den intramolekylære cyclisering forekommer. Hvis en hydroxylgruppe ved C-5 reagerer i aldohexose, opstår der en hemiacetal med en seksledet pyranosecyklus. En lignende cyklus i ketohexose opnås, når en hydroxylgruppe er involveret i reaktionen ved C-6.

I navne på cykliske former sammen med monosaccharidets navn angiver cyklusens størrelse med ordene pyranose eller furanose. Hvis en hydroxylgruppe er involveret i cyclisering i aldohexose ved C-4 og i ketohexose i C-5, opnås halvkugler med en femledet furanosecyklus.

I den cykliske form oprettes et yderligere chiralitetscenter - et carbonatom, der tidligere var en del af carbonylgruppen (for aldoser, dette er C-1). Dette atom kaldes anomerisk, og de to tilsvarende stereoisomerer kaldes a- og β-anomerer (figur 11.1). Anomerer er et specielt tilfælde af epimerer.

Forskellige konfigurationer af det anomere carbonatom opstår på grund af det faktum, at aldehydgruppen på grund af omdrejningen omkring C-1-C-2-a-bindingen angribes af det nukleofile oxygenatom fra forskellige sider (se figur 11.1). Som et resultat dannes hemiacetaler med modsatte konfigurationer af det anomere center.

I a-anomeren er konfigurationen af ​​det anomeriske center det samme med konfigurationen af ​​det "ende" chirale center, som bestemmer om det tilhører d eller l-rækken, mens i β-anomeren er modsat. I Fisher-projektionsformlerne af d-rad-monosaccharider i a-anomeren er OH glycosidgruppen til højre og i β-anomeren - til venstre for carbonkæden.

Fig. 11.1. Dannelse af a- og β-anomerer på eksemplet af d-glucose

Heuors Formel. De cykliske former af monosaccharider er afbildet i form af Heuors 'lovende formler, hvor cyklusserne er vist i form af flade polygoner, der ligger vinkelret på figurens plan. Oxygenatomet er placeret i pyranosecyklen i det yderste højre hjørne, i den furanske - bag cyklusets plan. Symboler af carbonatomer i cykler indikerer ikke.

For at gå til Heuors-formler, omdannes Fisher's cykliske formel således, at cyklens oxygenatom er placeret på samme lige linje som carbonatomerne i cyklussen. Dette er vist nedenfor ved eksemplet med a-d-glucopyranose ved to permutationer ved C-5-atomet, som ikke ændrer konfigurationen af ​​dette asymmetriske center (se 7.1.2). Hvis den transformerede Fisher-formel er positioneret vandret som krævet af reglerne for skrivning af Heuors-formler, vil substituenterne til højre for carbonkædenes vertikale linje ligge under cykelplanet, og de, der var til venstre, vil være over dette plan.

I d-aldohexose i pyranoseformen (og i d-aldopentose i furanosformen) er CH 2OH-gruppen altid placeret over cyklusplanet, hvilket er et formelt tegn på d-serien. Den glycosidiske hydroxylgruppe i a-anomererne af d-aldose fremkommer under cyklusplanet i β-anomererne - over planet.

Af hensyn til enkelheden skildrer Heuors 'formler ofte ikke symbolerne for hydrogenatomer og deres bindinger til carbonatomerne i cyklussen. Hvis vi taler om en blanding af anomerer eller en stereoisomer med en ukendt konfiguration af det anomere centrum, er positionen af ​​den glycosidiske gruppe OH indikeret af en bølget linje.

Ved de samme regler udføres overgangen også i ketosis, hvilket er vist nedenfor ved eksemplet på en af ​​anomererne af furanoseformen af ​​d-fructose.

I fast tilstand er monosaccharider i en cyklisk form. Afhængigt af opløsningsmidlet, hvorfra d-glucose omkrystalliseres, opnås den enten som a-d-glucopyranose (fra alkohol eller vand) eller som β-d-glucopyranose (fra pyridin). De adskiller sig i størrelsen af ​​vinklen til specifik rotation [a]_D 20, nemlig +112? ved a-anomer og +19? ved p-anomer. I en frisklavet opløsning

hver anomer, ved stående, observeres en ændring i den specifikke rotation, indtil en konstant drejningsvinkel, der svarer til den og den anden opløsning, er +52,5 °.

Tidsvariationen af ​​polariseringsplanets lysvinkel med kulhydratløsninger kaldes mutarotation.

Den kemiske essens af mutarotation er monosaccharidernes evne til at eksistere i form af en ligevægtsblanding af tautomerer - åbne og cykliske former. Denne type tautomerisme kaldes cyclo-oxo-tautomerisme.

I opløsninger etableres ligevægten mellem de fire cykliske tautomerer af monosaccharider gennem den åbne form, oxoformen. Interkonversionen af ​​a- og β-anomerer ind i hinanden gennem en mellemliggende oxoform kaldes anomerisering.

I en opløsning eksisterer d-glucose således i form af tautomerer: oxoformer og a- og β-anomerer af pyranose- og furanosykliske former.

I en blanding af tautomerer dominerer pyranoseformer. Oxoform samt tautomerer med furanosecykler er indeholdt i små mængder. Hvad der er vigtigt, er imidlertid ikke det absolutte indhold af en tautomer, men muligheden for deres overgang til hinanden, hvilket fører til genopfyldning af mængden af ​​den "ønskede" form, som den forbruges.

i enhver proces. For eksempel reagerer glucose på trods af det lave indhold af oxoform karakteristisk for aldehydgruppen.

Lignende tautomere transformationer forekommer i opløsninger med alle monosaccharider og mest kendte oligosaccharider. Nedenfor er et diagram over de tautomere transformationer af den vigtigste repræsentant for ketohexose, d-fructose, indeholdt i frugt, honning og også en del af saccharose (se 11.2.2).

Hewors visuelle formler afspejler ikke desto mindre den reelle geometri af monosaccharidmolekylerne, da de fem- og seksledige cyklusser ikke er flade. Således vedtager den seks-ledede pyranosecyklus, ligesom cyclohexan, den mest favorable stolskonformation (se 7.2.2). I almindelige monosaccharider er den primære hovedalkoholgruppe CH2OH og de fleste hydroxylgrupper i mere gunstige ækvatoriale positioner.

Af de to anomerer af d-glucopyranose dominerer β-anomeren i opløsningen, hvor alle substituenterne, herunder hemiacetalhydroxyl, er placeret ækvatorielt.

Den høje termodynamiske stabilitet af d-glucopyranose på grund af dens konformationsstruktur forklarer den største fordeling af d-glucose i naturen blandt monosaccharider.

Konformationsstrukturen af ​​monosaccharider forudbestemmer det rumlige arrangement af polysaccharidkæder, der danner deres sekundære struktur.

11.1.4. Ikke-klassiske monosaccharider

Ikke-klassiske monosaccharider er en række forbindelser, der har en fælles strukturel "arkitektur" med almindelige "klassiske" monosaccharider (aldoser og ketoser), men forskellige i enten modifikationen af ​​en eller flere funktionelle grupper eller fraværet af nogle af dem. I sådanne forbindelser er OH-gruppen ofte fraværende. De kaldes ved at tilføje til navnet på det originale monosaccharid præfikset deoxy- (hvilket betyder fraværet af OH-gruppen) og navnet på den "nye" substituent.

Dezoxysukker. Den mest almindelige af deoxysukker, 2-deoxy-D-ribose, er en strukturel bestanddel af DNA. Naturlige hjerte glycosider (se 15.3.5), der anvendes i kardiologi, indeholder rester af dideoxy-sukkerarter, for eksempel digitaloxoser (cardiac glycosides of digitalis).

Aminosukkere. Disse derivater, der indeholder en aminogruppe i stedet for en hydroxylgruppe (sædvanligvis ved C-2), besidder basiske egenskaber og danner krystallinske salte med syrer. De vigtigste repræsentanter for aminosukker er analoger af d-glucose og d-galactose, som de ofte bruger semi-trivial

Andre navne er henholdsvis d-glucosamin og d-galactosamin. Aminogruppen i dem kan acyleres med rester af eddikesyre, undertiden svovlsyre.

Alditoler. Alditolerne, også kaldet sukkeralkoholer, indbefatter polyvalente alkoholer indeholdende en hydroxylgruppe i stedet for oxogruppen = O. Hver aldose svarer til et aldit, i hvis navn suffikset -it anvendes i stedet for -for eksempel d-mannitol (fra d-mannose). Aldiths har en mere symmetrisk struktur end aldoser, derfor er der blandt dem mesoforbindelser (internt symmetrisk), for eksempel xylitol.

Surt sukker Monosaccharider, hvori i stedet for CH20H-enheden er COOH-gruppen indeholdt, har det almindelige navn uronsyrer. Deres navne bruger kombinationen af ​​-uronsyre i stedet for suffikset -Oza af den tilsvarende aldose. Bemærk at nummereringen af ​​kæden udføres fra aldehydcarbonatomet og ikke fra carboxylen for at bevare det strukturelle forhold til det oprindelige monosaccharid.

Uronsyrer er komponenter af plante- og bakteriepolysaccharider (se 13.3.2).

Monosaccharider indeholdende en carboxylgruppe i stedet for en aldehydgruppe betegnes aldonsyrer. Hvis carboxylgrupper er til stede i begge ender af carbonkæden, kaldes sådanne forbindelser kollektivt aldariske syrer. I nomenklaturen for disse typer af syrer anvendes henholdsvis kombinationerne af ny syre og fjærsyre.

Aldoniske og aldariske syrer kan ikke danne tautomere cykliske former, da de mangler en aldehydgruppe. Aldarinsyrer, som alditoler, kan eksistere som mesoforbindelser (for eksempel galactarsyre).

Ascorbinsyre (C-vitamin). Dette er måske det ældste og mest populære vitamin tæt på struktur til monosaccharider og er en y-lacton af syre (I). Ascorbinsyre

fundet i frugter, især citrusfrugter, bær (vild rose, sort currant), grøntsager, mælk. Det produceres i stor skala i industrien fra d-glucose.

Ascorbinsyre udviser forholdsvis stærke sure egenskaber (pK_og 4,2) på grund af en af ​​hydroxylgrupperne i endiolfragmentet. Når salte dannes, åbner γ-lactonringen ikke.

Ascorbinsyre har stærke reduktionsegenskaber. Den dehydroascorbinsyre dannet under dets oxidation reduceres let til ascorbinsyre. Denne proces giver en række redox reaktioner i kroppen.

11.1.5. Kemiske egenskaber

Monosaccharider er stoffer med høj reaktivitet. Deres molekyler indeholder følgende vigtigste reaktionscentre:

• hemiacetalhydroxyl (fremhævet i farve);

• alkoholiske hydroxylgrupper (alle andre undtagen hemiacetal)

• carbonylgruppe af acyklisk form

Glycosider. Glycosider indbefatter derivater af cykliske kulhydrater, hvori hemiacetalhydroxylgruppen er erstattet af OR-gruppen. Den ikke-kulhydratkomponent af glycosid hedder aglycon. Forbindelsen mellem anomercentret (i aldoser er dette C-1, i ketosis - C-2), og gruppen OR hedder glycosidisk. Glycosider er acetater af cykliske former for aldose eller ketose.

Afhængigt af oxideringscyklus størrelse er glycosider opdelt i pyranosider og furanosider. Glucosidglycosider kaldes glucosider, ribose-ribosider osv. Det fulde navn på glycosider efterfølges af navnet på den radikale R, konfigurationen af ​​det anomere center (a- eller β-) og navnet på carbohydratresten med erstatning af suffiksen -ose til -osid (se eksempler i reaktionsskemaet nedenfor).

Glycosider dannes ved vekselvirkning af monosaccharider med alkoholer under betingelser af syrekatalyse; i dette tilfælde reagerer kun hemiacetalgruppen OH.

Glycosidopløsninger mutarote ikke.

Omdannelsen af ​​et monosaccharid til et glycosid er en kompleks proces, der går igennem en række konsekutive reaktioner. Generelt er han

Det er logisk at opnå acykliske acetaler (se 5.3). På grund af reversibiliteten af ​​reaktionen i opløsning kan de tautomere former af udgangsmonosaccharidet og fire isomere glycosider (a- og p-anomerne af furanosider og pyranosider) imidlertid ligge i ligevægt.

Som alle acetaler hydrolyseres glycosider med fortyndede syrer, men er resistente over for hydrolyse i et svagt alkalisk medium. Hydrolyse af glycosider fører til de tilsvarende alkoholer og monosaccharider og er en reaktion, omvendt af deres dannelse. Enzymatisk hydrolyse af glycosider ligger under spaltningen af ​​polysaccharider udført i dyreorganismer.

Estere. Monosaccharider kan let acyleres med organiske syreanhydrider, der danner estere med deltagelse af alle hydroxylgrupper. For eksempel opnås acetylderivater af monosaccharider, når de interagerer med eddikesyreanhydrid. Monosaccharidesterne hydrolyseres i både surt og alkalisk medium.

Særligt vigtige er estere af uorganiske syrer, især phosphatestere - phosphater. De findes i alle plante- og dyreorganismer og er metabolisk aktive former for monosaccharider. Den vigtigste rolle spilles af d-glucose og d-fructosephosphater.

Svovlsyreestere - sulfater - er en del af polysacchariderne i bindevæv (se 11.3.2).

Recovery. Når monosaccharider reduceres (deres aldehyd- eller ketongruppe) dannes alditoler.

Seks atomer alkoholer - D-glucit (sorbitol) og D-mannitol - opnås ved at reducere henholdsvis glucose og mannose. Aldiths er let opløselige i vand, har en sød smag, nogle af dem (xylitol og sorbitol) anvendes som sukker substitutter til diabetikere.

Når aldose reduceres, opnås der kun en polyol, når ketosis reduceres, opnås der en blanding af to polyoler; for eksempel d-glucit og d-mannitol dannes fra d-fructose.

Oxidation. Oxidationsreaktioner anvendes til at detektere monosaccharider, især glucose, i biologiske væsker (urin, blod).

Ethvert carbonatom kan undergå oxidation i et monosaccharidmolekyle, men aldehydgruppen af ​​aldose i den åbne form oxideres mest let.

Mild oxidationsmidler (bromvand) kan oxidere aldehydgruppen til carboxyl, uden at påvirke andre grupper. ved

Dette danner aldonsyrer. Så når d-glucose oxideres med bromvand, opnås d-gluconsyre. I medicin anvendes calciumsaltet - calciumgluconat.

Virkningen af ​​stærkere oxidationsmidler, såsom salpetersyre, kaliumpermanganat og endda Cu 2+ eller Ag + ioner fører til en dyb nedbrydning af monosaccharider med en pause i carbon-carbon-bindinger. Carbonkæden bevares kun i nogle tilfælde, for eksempel når d-glucose oxideres til d-glucarinsyre eller d-galactose til galactarisk (slim) syre.

Den resulterende galactarsyre er vanskeligt opløselig i vand og udfældes, som anvendes til at detektere galactose ved den angivne fremgangsmåde.

Aldoser oxideres let af komplekse forbindelser af henholdsvis kobber (11) og sølv med Fehling- og Tollens-reagenser (se også 5.5). Sådanne reaktioner er mulige på grund af tilstedeværelsen af ​​aldehyd (åben) form i den tautomere blanding.

På grund af deres evne til at regenerere Cu 2+ eller Ag + -ioner kaldes monosaccharider og deres derivater indeholdende en potentiel aldehydgruppe reducerende.

Glycosider viser ikke reducerende evne og giver ikke en positiv prøve med disse reagenser. Ketoser er imidlertid i stand til at reducere metalkationer, da de i et alkalisk medium er isomeriseret til aldoser.

Direkte oxidation af CH20H-enheden af ​​monosacchariderne til carboxylgruppen er umulig på grund af tilstedeværelsen af ​​aldehydgruppen, som er mere tilbøjelig til oxidation, og derfor for at omdanne monosaccharidet til uronsyre oxideres monosaccharidet med den beskyttede aldehydgruppe for eksempel som et glycosid.

Dannelsen af ​​glucuronsyreglycosider - glucuronider - er et eksempel på en biosyntetisk konjugeringsproces, dvs. processen med at binde stoffer eller deres metabolitter med næringsstoffer såvel som med giftige stoffer efterfulgt af eliminering fra kroppen med urin.

Oligosaccharider er carbohydrater, der består af flere monosaccharidrester (fra 2 til 10) forbundet med en glycosidbinding.

De enkleste oligosaccharider er disaccharider (bios), der består af to monosaccharidrester og er glycosider (fulde acetaler), hvor en af ​​resterne virker som en aglycon. Disaccharidernes evne til at hydrolyse i et surt miljø med dannelsen af ​​monosaccharider er forbundet med acetal-naturen.

Der er to typer bindinger af monosaccharidrester:

• på grund af hemiacetalgruppen OH for et monosaccharid og en hvilken som helst alkoholgruppe i den anden (i eksemplet nedenfor, hydroxyl ved C-4); dette er en gruppe reducerende disaccharider;

• med deltagelse af hemiacetal-OH-grupper af begge monosaccharider; Dette er en gruppe af ikke-reducerende disaccharider.

11.2.1. Reduktion af disaccharider

I disse disaccharider deltager en af ​​monosaccharidresterne i dannelsen af ​​glycosidbinding på grund af hydroxylgruppen (oftest ved C-4). Disaccharidet har en fri hemiacetalhydroxylgruppe, hvilket resulterer i, at evnen til at åbne en cyklus bevares.

De reducerende egenskaber ved sådanne disaccharider og mutarotationen af ​​deres opløsninger skyldes cyclo-oxo-tautomerisme.

Repræsentanter for reduktion af disaccharider er maltose, cellobiose, lactose.

Maltose. Dette disaccharid kaldes også maltsukker (fra lat. Malt - malt). Det er hovedproduktet af stivelse spaltning ved virkningen af ​​β-amylase enzymet udskilt af spytkirtlen og også indeholdt i malt (spirede og derefter tørrede og knuste kornkorn). Maltose har en mindre sød smag end saccharose.

Maltose er et disaccharid, hvori restkoncentrationerne af to molekyler d-glucopyranose er bundet af en (1 ^ 4) -glucosidbinding.

Det aomeriske carbonatom, der deltager i dannelsen af ​​denne binding, har a-konfigurationen, og det anomeriske atom med en hemiacetalhydroxylgruppe kan have både a- og β-konfigurationen (henholdsvis a- og ß-maltose).

I det systematiske navn af disaccharidet erhverver det "første" molekyle suffixet -osyl, mens "det andet" bevarer suffiksen -ose. Desuden angiver det fulde navn konfigurationen af ​​begge anomeriske carbonatomer.

Cellobiose. Dette disaccharid dannes ved ufuldstændig hydrolyse af cellulosepolysaccharidet.

Cellobiose er et disaccharid, hvori resterne af to d-glucopyranosemolekyler er bundet af en p (1-4) -glycosidbinding.

Forskellen mellem cellobiose og maltose er, at det anomeriske carbonatom involveret i dannelsen af ​​glycosidbindingen har β-konfigurationen.

Maltose spaltes af enzymet a-glucosidase, som ikke er aktivt mod cellobiose. Cellobiose kan brydes ned af β-glucosidase enzymet, men dette enzym er fraværende i menneskekroppen, derfor kan cellobiose og den tilsvarende polysaccharidcellulose ikke behandles i menneskekroppen. Ruminants kan spise græscellulose (fiber) fordi bakterierne i deres mave-tarmkanalen har β-glucosidase.

Konfigurationsforskellen mellem maltose og cellobiose medfører en konformationsforskel: a-glycosidbinding i maltose er aksialt placeret, og β-glycosidbinding i cellobiose er ækvatorial. Konformationstilstanden af ​​disaccharider er den primære årsag til celluloseens lineære struktur, som omfatter cellobiose og den spirallignende struktur af amylose (stivelse), der er bygget af maltoseenheder.

Lactose er indeholdt i mælk (4-5%) og opnås fra valle efter separation af ostemassen (dermed navnet "mælkesukker").

Lactose er et disaccharid, hvori restkoncentrationerne af d-galactopyranose og d-glucopyranose forbindes med en P (1-4) -glycosidbinding.

Det anomeriske carbonatom af d-galactopyranose, der deltager i dannelsen af ​​denne binding, har β-konfigurationen. Det aomeriske atom i glucopyranosefragmentet kan have både α- og β-konfigurationen (henholdsvis α og β-lactose).

11.2.2. Ikke-reducerende disaccharider

Det vigtigste ikke-reducerende disaccharid er saccharose. Dens kilde er sukkerrør, sukkerroer (op til 28% tørstof), plante- og frugtsaft.

Saccharose er et disaccharid, hvori restene af a-d-glucopyranose og β-d-fructofuranose er bundet af glycosidbindinger på grund af hemiacetalhydroxylgrupper af hvert monosaccharid.

Da der ikke er nogen hemiacetalhydroxylgrupper i saccharosemolekylet, er det ikke i stand til at cyclo-oxo-tautomerisme. Saccharoseopløsninger mutarote ikke.

11.2.3. Kemiske egenskaber

Kemisk er oligosaccharider glycosider, og reducerende oligosaccharider har også tegn på monosaccharider, da de indeholder en potentiel aldehydgruppe (i åben form) og hemiacetalhydroxyl. Dette er hvad der afgør deres kemiske adfærd. De indtræder i mange reaktioner karakteristisk for monosaccharider: de danner estere, kan oxideres og reduceres ved virkningen af ​​de samme reagenser.

Den mest karakteristiske reaktion af disaccharider er sur hydrolyse, hvilket fører til spaltningen af ​​glycosidbindingen med dannelsen af ​​monosaccharider (i alle tautomere former). Generelt svarer denne reaktion til hydrolyse af alkylglycosider (se 11.1.5).

Polysaccharider udgør størstedelen af ​​organisk materiale i jordens biosfære. De udfører tre vigtige biologiske funktioner, der fungerer som strukturelle komponenter i celler og væv, energibesparelser og beskyttende stoffer.

Polysaccharider (glycaner) er højmolekylære kulhydrater. Af kemisk art er de polyglycosider (polyacetal).

Ifølge strukturprincippet adskiller polysaccharider sig ikke fra reducerende oligosaccharider (se 11.2). Hver monosaccharid enhed er forbundet med glycosidbindinger med de foregående og efterfølgende enheder. På samme tid er der til forbindelse med det efterfølgende link tilvejebragt en hemiacetalhydroxylgruppe, og med den forrige - en alkoholgruppe. Forskellen ligger kun i mængden af ​​monosaccharidrester: polysaccharider kan indeholde hundreder og endda tusindvis af dem.

I polysaccharider af vegetabilsk oprindelse er (1-4) -glykosidbindinger mest almindelige, og i polysaccharider af animalsk og bakteriel oprindelse findes der andre typer bindinger. I den ene ende af polymerkæden er resten af ​​det reducerende monosaccharid. Da dens andel i hele makromolekylet er meget lille, viser polysaccharider praktisk taget ikke reducerende egenskaber.

Polysaccharidernes glycosid-natur forårsager deres hydrolyse i sur og stabilitet i alkaliske medier. Fuld hydrolyse fører til dannelsen af ​​monosaccharider eller deres derivater, ufuldstændige - til en række mellemliggende oligosaccharider, herunder disaccharider.

Polysaccharider har en høj molekylvægt. De er præget af et højere niveau af makromolekylstrukturorganisation typisk for højmolekylære stoffer. Sammen med den primære struktur, det vil sige med en specifik sekvens af monomere rester, spiller en vigtig rolle af den sekundære struktur defineret af den rumlige arrangement af den makromolekylære kæde.

Polysaccharidkæder kan være forgrenede eller uforgrenede (lineære).

Polysaccharider er opdelt i grupper:

• homopolysaccharider bestående af rester af et monosaccharid;

• heteropolysaccharider bestående af rester af forskellige monosaccharider.

Homopolysaccharider omfatter mange plantepolysaccharider (stivelse, cellulose, pektin), animalsk (glycogen, chitin) og bakteriel (dextrans) oprindelse.

Heteropolysaccharider, som omfatter mange dyr og bakterielle polysaccharider, er mindre undersøgt, men spiller en vigtig biologisk rolle. Heteropolysaccharider i kroppen er forbundet med proteiner og danner komplekse supramolekylære komplekser.

Stivelse. Dette polysaccharid består af to typer af polymerer fremstillet ud fra d-glucopyranose: amylose (10-20%) og amylopectin (80-90%). Stivelse dannes i planter under fotosyntese og "opbevares" i knolde, rødder og frø.

Stivelse er et hvidt amorft stof. Det er uopløseligt i koldt vand, svulmer i varmt vand, og noget af det opløses gradvist. Når stivelsen hurtigt opvarmes på grund af fugtigheden (10-20%) indeholdt i den, forekommer hydrolytisk spaltning af den makromolekylære kæde i mindre stykker, og der dannes en blanding af polysaccharider, kaldet dextriner. Dextriner er mere opløselige i vand end stivelse.

Denne proces med opdeling af stivelse eller dextrinisering udføres under bagning. Melstivelse omdannet til dextrin er lettere at fordøje på grund af dens større opløselighed.

Amylose er et polysaccharid, hvori d-glucopyranoseresterne er bundet af en (1-4) -glycosidbindinger, dvs. disaccharidfragmentet af amylose er maltose.

Kæden af ​​amylose er uforgrenet, indeholder op til tusind glucoserester, molekylvægten er op til 160 tusind.

Ifølge røntgenanalyse er amylosemakromolekylet spolet ind i en spiral (figur 11.2). For hver drejning af helixen er der seks monosaccharidbindinger. Molekylerne af tilsvarende størrelse, for eksempel iodmolekyler, kan danne helixens indre kanal, hvilket danner komplekser kaldet inklusionsforbindelser. Amylosekomplekset med iod er blåt. Det anvendes til analytiske formål for at opdage både stivelse og jod (iodkrahmal test).

Fig. 11.2. Spiral amylose struktur (se langs helixens akse)

Amylopectin har i modsætning til amylose en forgrenet struktur (figur 11.3). Dens molekylvægt når 1-6 ppm.

Fig. 11.3. Forgrenet amylopektin makromolekyle (farvede cirkler - sidekæder gren punkter)

Amylopectin er et forgrenet polysaccharid, i hvis kæder D-glucopyranoseresterne forbindes med en (1 ^ 4) -glucosidbindinger og ved forgreningspunkterne af en (1 ^ 6) bindinger. Mellem forgreningspunkterne er der 20-25 glucoserester.

Hydrolyse af stivelse i mave-tarmkanalen forekommer under virkningen af ​​enzymer, der nedbryder en (1-4) - og a (1-6) -glykosidbindinger. Slutprodukterne af hydrolyse er glucose og maltose.

Glykogen. I dyreorganismer er dette polysaccharid en strukturel og funktionel analog af vegetabilsk stivelse. I struktur svarer det til amylopektin, men har en endnu større forgreningskæde. Normalt indeholder forgreningspunkterne 10-12, undertiden endog 6 glukoseenheder. Det kan sædvanligvis siges, at forgreningen af ​​glycogenmacromolekylet er dobbelt så stor som amylopektin. Stærk forgrening bidrager til glycogenenergifunktionen, da kun med mange terminalrester kan den hurtige eliminering af det krævede antal glukosemolekyler sikres.

Glycogenets molekylmasse er usædvanlig stor og når 100 millioner. Denne størrelse af makromolekyler bidrager til funktionen af ​​en reservekulhydrat. Således passerer glycogenmakromolekylet på grund af dets store størrelse ikke gennem membranen og forbliver inde i cellen, indtil behovet for energi opstår.

Hydrolyse af glycogen i et surt medium forløber meget let med et kvantitativt udbytte af glucose. Dette anvendes til analyse af væv til indholdet af glykogen med den dannede mængde glucose.

På samme måde som glykogen i dyreorganismer spiller amylopektin, som har en mindre forgrenet struktur, den samme rolle som et reservepolysaccharid i planter. Dette skyldes det faktum, at metaboliske processer finder sted meget langsomt i planter og ikke kræver en hurtig strøm af energi, som det nogle gange er nødvendigt for en dyreorganisme (stressfulde situationer, fysisk eller psykisk stress).

Cellulose. Dette polysaccharid, også kaldet fiber, er det mest almindelige vegetabilske polysaccharid. Cellulose har stor mekanisk styrke og udfører funktionen af ​​det bærende materiale af planter. Træ indeholder 50-70% cellulose; bomuld er næsten ren cellulose. Cellulose er et vigtigt råmateriale til en række brancher (papirmasse og papir, tekstil mv.).

Cellulose er et lineært polysaccharid, hvori restkoncentrationerne af d-gluco-pyranose er bundet af P (1-4) -glycosidbindinger. Disaccharidcelluloseenheden er cellobiose.

Den makromolekylære kæde har ingen grene, den indeholder 2,5-12.000 glukoserester, hvilket svarer til en molekylvægt på 400.000 til 1-2 millioner.

P-konfigurationen af ​​det anomere carbonatom fører til, at makromolekylet af cellulose har en strengt lineær struktur. Dette lettes ved dannelsen af ​​hydrogenbindinger i kæden såvel som mellem tilstødende kæder.

Sådan emballering af kæder tilvejebringer høj mekanisk styrke, fiber, uopløselighed i vand og kemisk inertitet, hvilket gør cellulose til et fremragende materiale til opbygning af plantecellevægge. Cellulose spaltes ikke af de sædvanlige enzymer i mave-tarmkanalen, men er nødvendig for normal ernæring som ballast.

Essentielle derivater af cellulose har stor praktisk betydning: acetater (kunstig silke), nitrater (eksplosiver, colloxylin) og andre (rayon, cellofan).

Polysaccharider af bindevæv. Blandt polysaccharider i bindevævet er chondroitinsulfater (hud, brusk, sener), hyaluronsyre (glasagtigt krop af øjet, navlestreng, brusk, ledvæske) og heparin (lever) blevet undersøgt mest fuldt ud. Strukturelt har disse polysaccharider nogle fælles træk: deres uforgrenede kæder består af disaccharidrester sammensat af uronsyre (d-glucuron, d-galacturon, l-iduronisk epimer af d-glucuronsyre ifølge C-5) og aminosuger (N-acetylglucosamin, N-acetylgalactosamin). Nogle af dem indeholder rester af svovlsyre.

Polysaccharider af bindevæv kaldes undertiden syre mucopolysaccharider (fra latinsk mucus - slim), fordi de indeholder carboxylgrupper og sulfogrupper.

Chondroitinsulfater. De består af disaccharidrester af N-acetyleret chondrosin, forbundet med β (1-4) -glycosidbindinger.

N-acetylchondrosin er konstrueret fra rester af D-glucuronsyre og N-acetyl-D-galactosamin forbundet med en p (1-3) -glycosidbinding.

Som navnet antyder, er disse polysaccharider estere af svovlsyre (sulfater). Sulfatgruppen danner en etherbinding med hydroxylgruppen af ​​N-acetyl-D-galactosamin, som er i stilling 4 eller 6. Der skelnes mellem hundroitin-4-sulfat og chondroitin-6-sulfat. Molekylvægten af ​​chondroitinsulfat er 10-60 tusind.

Hyaluronsyre. Dette polysaccharid er konstrueret ud fra disaccharidrester forbundet med p (1-4) -glucosidbindinger.

Disacchariddelen består af rester af D-glucuronsyre og N-acetyl-D-glucosamin, forbundet med en p (1-3) glycosidbinding.

Heparin. I heparin indeholder de gentagende disaccharid enheder rester af d-glucosamin og en af ​​uronsyrerne, d-glucuronsyre eller l-iduronsyre. Kvantitativt forekommer l-iduronsyre. Inde i disaccharidfragmentet etableres en a (1-4) -glucosidbinding, og mellem disaccharidfragmenterne er en a (1-4) binding, hvis fragmentet slutter med en l-edonsyre og en p (1-4) forbindelse, hvis d - glucuronsyre.

Aminogruppen af ​​de fleste rester af glucosamin er sulfateret, og nogle af dem er acetylerede. Derudover er sulfatgrupper indeholdt i en række l-iduronsyrerester (i position 2) såvel som glucosamin (i stilling 6). Resterne af d-glucuronsyre er ikke sulfateret. I gennemsnit falder 2,5-3 sulfatgrupper på et disaccharidfragment. Molekylvægten af ​​heparin er 16-20 tusind.

Heparin forhindrer blod i koagulation, dvs. det udviser antikoagulerende egenskaber.

Mange heteropolysaccharider, herunder de ovenfor diskuterede, er ikke indeholdt i fri, men i bundet form med polypeptidkæder. Sådanne højmolekylære forbindelser betegnes blandede biopolymerer, for hvilke udtrykket glycokonjugater for tiden anvendes.

http://vmede.org/sait/?id=Bioorganicheskaja_himija_tykavkina_2010menu=Bioorganicheskaja_himija_tykavkina_2010page=12