Войти
D - Глюкоза. 
D - Фруктоза. Две важные гексозы в проекции Фишера. В химии, А гексозы является моносахарид (простой сахар) с шестью углеродными атомами. Химическая формула всех гексоз - C 6 H 12 O 6, а их молекулярная масса составляет 180,156 г / моль.
Гексозы существуют в двух формах: с открытой цепью или циклической, которые легко превращаются друг в друга в водных растворах. Открытоцепочечная форма гексозы, которая обычно образуется в растворах, имеет общую структуру H– (CHOH) n −1 –C (= O) - (CHOH) 4− n –H, где n равно 1, 2., или 3. А именно, пять атомов углерода имеют по одной гидроксильной функциональной группе (–ОН) каждая, соединенная одинарной связью, и один имеет оксогруппу (= O), образующую карбонильную группу (C = O). Остальным связям атомов углерода удовлетворяют семь атомов водорода. Углероды обычно нумеруются от 1 до 6, начиная с конца, ближайшего к карбонилу.
Гексозы чрезвычайно важны в биохимии как изолированные молекулы (такие как глюкоза и фруктоза ), так и как строительные блоки других соединений, таких как крахмал, целлюлоза и гликозиды. Гексозы могут образовывать дигексозу (например, сахарозу ) в результате реакции конденсации, которая образует 1,6- гликозидную связь.
Когда карбонил находится в положении 1, образуя формильную группу (–CH = O), сахар называют альдогексозой, особым случаем альдозы. В противном случае, если карбонильное положение равно 2 или 3, сахар является производным кетона и называется кетогексозой, частным случаем кетозы ; в частности, n- кетогексозой. Однако 3-кетогексозы не наблюдались в природе, и их сложно синтезировать; поэтому термин «кетогексоза» обычно означает 2-кетогексозу.
В линейной форме имеется 16 альдогексоз и восемь 2-кетогексоз, стереоизомеров, которые различаются пространственным положением гидроксильных групп. Эти виды встречаются парами оптических изомеров. Каждая пара имеет обычное название (например, «глюкоза» или «фруктоза»), и два члена помечены « D -» или « L -», в зависимости от того, находится ли гидроксил в положении 5 в проекции Фишера молекулы, находится справа или слева от оси соответственно. Эти метки не зависят от оптической активности изомеров. В общем, только один из двух энантиомеров происходит естественным образом (например, D -глюкозы) и могут быть метаболизируется животными или ферментированный с помощью дрожжей.
Иногда предполагается, что термин «гексоза» включает дезоксигексозы, такие как фукоза и рамноза : соединения с общей формулой C 6ЧАС 12О 6- летняя которые могут быть описаны как производные гексоз путем замены одной или нескольких гидроксильных групп атомами водорода.
Альдогексозы являются подклассом гексоз, которые в линейной форме имеют карбонил у углерода 1, образуя производное альдегида со структурой H – C (= O) - (CHOH) 5 –H. Самый важный пример - глюкоза.
В линейной форме альдогексоза имеет четыре хиральных центра, которые дают 16 возможных стереоизомеров альдогексозы ( 2-4), включающих 8 пар энантиомеров. Линейные формы восьми D -альдогексозов в проекции Фишера равны
D - Аллоза 000
D - Альтроуз 001
D - Глюкоза 010
D - Манноза 011
D - Гулоза 100
D - Idose 101
D - Галактоза 110
D - Талоз 111Из этих D- изомеров все, кроме D- альтрозы, встречаются в живых организмах, но распространены только три: D- глюкоза, D- галактоза и D- манноза. В L -изомерами обычно отсутствуют в живых организмах; однако L- альтроза была выделена из штаммов бактерии Butyrivibrio fibrisolvens.
Говорят, что химик Эмиль Фишер изобрел следующее мнемоническое устройство для запоминания указанного выше порядка, который соответствует конфигурациям относительно хиральных центров, когда они упорядочены как 3-битные двоичные строки:
со ссылкой на все операционные среды, ALTR OSE, гло ucose, ма nnose, гу проигрывает, я доза, гал actose, тот потерять.
При построении в таком порядке проекции Фишера D- альдогексозов можно идентифицировать с помощью трехзначных двоичных чисел от 0 до 7, а именно 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. Три бита, слева направо укажите положение гидроксилов на атомах углерода 4, 3 и 2, соответственно: справа, если значение бита равно 0, и слева, если значение равно 1.
Диаграммы Фишера восьми L- альдогексозов являются зеркальными отображениями соответствующих D- изомеров; со всеми обратными гидроксилами, в том числе на углероде 5.
Кетогексоза представляет собой кетон- содержащую гексозу. С биологической точки зрения наиболее важным примером является фруктоза.
В линейной форме 2-кетогексозы имеют три хиральных центра и, следовательно, восемь возможных стереоизомеров ( 2–3), включающих четыре пары энантиомеров. Четыре D- изомера:
Соответствующие L- формы имеют обратные гидроксилы на атомах углерода 3, 4 и 5. Ниже представлены изображения восьми изомеров в альтернативном стиле:
Теоретически кетогексозы включают также 3-кетогексозы, в которых карбонил находится в положении 3; а именно H– (CHOH) 2 –C (= O) - (CHOH) 3 –H. Однако известно, что эти соединения не встречаются в природе, и их сложно синтезировать.
В 1897 году неферментируемый продукт, полученный обработкой фруктозы основаниями, в частности гидроксидом свинца (II), получил название глутоза и был заявлен как 3-кетогексоза. Однако последующие исследования показали, что это вещество было смесью различных других соединений.
Об однозначном синтезе и выделении 3-кетогексозы, ксило- 3-гексулозы довольно сложным путем, впервые сообщили в 1961 г. Г. Юэн и Дж. Сугихара.
Как и большинство моносахаридов с пятью или более атомами углерода, каждая альдогексоза или 2-кетогексоза также существует в одной или нескольких циклических (с замкнутой цепью) формах, полученных из формы с открытой цепью путем внутренней перегруппировки между карбонильной группой и одной из гидроксильных групп..
Реакция превращает группу = O в гидроксил, а гидроксил в эфирный мостик (–O–) между двумя атомами углерода, таким образом создавая кольцо с одним атомом кислорода и четырьмя или пятью атомами углерода.
Если цикл имеет пять атомов углерода (всего шесть атомов), замкнутая форма называется пиранозой после циклического эфира тетрагидропирана, имеющего такое же кольцо. Если цикл имеет четыре атома углерода (всего пять), форма называется фуранозой после соединения тетрагидрофурана. Обычная нумерация атомов углерода в закрытой форме такая же, как и в форме с открытой цепью.
Если сахар представляет собой альдогексозу с карбонилом в положении 1, реакция может включать гидроксил на углероде 4 или углероде 5, создавая полуацеталь с пяти- или шестичленным кольцом соответственно. Если сахар представляет собой 2-кетогексозу, он может включать только гидроксил в углероде 5 и создает полукеталь с пятичленным кольцом.
Замыкание превращает углерод карбоксильной группы в хиральный центр, который может иметь любую из двух конфигураций, в зависимости от положения нового гидроксила. Следовательно, каждая гексоза в линейной форме может давать две различные закрытые формы, обозначенные префиксами «α» и «β».
α- D- глюкопираноза. 
β- D- глюкопираноза. 
α- D- фруктофураноза. 
β- D- фруктофураноза. Закрытые формы D- глюкозы и D- фруктозы в проекции Хаворта. С 1926 года известно, что гексозы в кристаллическом твердом состоянии принимают циклическую форму. Формы «α» и «β», которые не являются энантиомерами, обычно кристаллизуются отдельно как отдельные виды. Например, D- глюкоза образует α-кристалл с удельным вращением + 112 ° и температурой плавления 146 ° C, а также β-кристалл с удельным вращением + 19 ° и температурой плавления 150 ° C.
Линейная форма не кристаллизуется и существует лишь в небольших количествах в водных растворах, где она находится в равновесии с закрытыми формами. Тем не менее, он играет важную роль как промежуточный этап между этими закрытыми формами.
В частности, формы «α» и «β» могут преобразовываться друг в друга, возвращаясь к форме с открытой цепью и затем закрываясь в противоположной конфигурации. Этот процесс называется мутаротацией.
Хотя все гексозы имеют схожие структуры и общие свойства, каждая пара энантиомеров имеет свой собственный химический состав. Фруктоза растворима в воде, спирте и эфире. Два энантиомера каждой пары обычно обладают совершенно разными биологическими свойствами.
2-Кетогексозы стабильны в широком диапазоне pH, и с первичным p K a, равным 10,28, будут депротонировать только при высоком pH, поэтому они незначительно менее стабильны, чем альдогексозы в растворе.
Aldohexose, что является наиболее важным в биохимии является D - глюкоза, которая является основным «топливом» для обмена веществ во многих живых организмах.
2-кетогексозы, псикоза, фруктоза и тагатоза встречаются в природе как D- изомеры, тогда как сорбоза в природе встречается как L- изомер.
D- сорбоза обычно используется в промышленном синтезе аскорбиновой кислоты. D- тагатоза - это редкая природная кетогексоза, которая в небольших количествах содержится в продуктах питания. D - Фруктоза отвечает за сладкий вкус многих фруктов и является строительным блоком сахарозы, обычного сахара.
Термин «гексоза» иногда может использоваться для включения дезоксиальдогексоз, в которых один или несколько гидроксилов (–OH) заменены атомами водорода (–H). Он назван исходной гексозой с префиксом « m- дезокси», где m указывает углерод с затронутым гидроксилом. Некоторые примеры биологического интереса:
СМИ, связанные с альдогексозами, на Викискладе? СМИ, связанные с кетогексозом, на Викискладе?
D - 
D - 
D - 
D - 
D - 
D - 
D - 
D - 
L - 
L - 
L - 
L -