Войти
D-Глюкоза.
D-Фруктоза.Две важные гексозы в проекции Фишера.В химии, гексоза представляет собой моносахарид (простой сахар) с шестью атомами углерода. Химическая формула всех гексоз - C 6H12O6, а их молекулярная масса составляет 180,156 г / моль.
Гексозы существуют в двух формах, с открытой цепью или циклических, которые легко превращаются в друг 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 (–OH) каждая, связанная простой связью, и один имеет оксогруппу (= O), образуя 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 (например, глюкоза и фруктоза ), так и строительные блоки других соединений, таких как как крахмал, целлюлоза и гликозиды. Гексозы могут образовывать дигексозу (например, сахарозу ) в результате реакции конденсации, которая создает 1,6- гликозидную связь.
, когда карбонил находится в положении 1, образуя формильная группа (–CH = O), сахар называется альдогексозой, частным случаем альдозы. В противном случае, если карбонильное положение равно 2 или 3, сахар является производным кетона и называется кетогексозой, частным случаем кетозы ; в частности, н-кетогексоза . 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 частицы 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. Как правило, только один из двух энантиомеров встречается в природе (например, D-глюкоза) и может метаболизироваться животными или ферментироваться дрожжами.
Термин " гексоза "иногда предполагается, включает дезоксигексозы, такие как фукоза и рамноза : соединения с общей формулой C. 6H. 12O. 6-y, которые могут быть описывается как производное 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. Наиболее важным примером является глюкоза.
В линейной форме альдогексоза имеет четыре хиральных центра, которые дают 16 возможных стереоизомеров альдогексозы (2), состоящих из 8 пар энантиомеры. Линейными формами восьми D-альдогексоз в проекции Фишера являются
D-Аллоза. 000
D-Альтроз. 001
D-Глюкоза. 010
D-Манноза. 011
D-Гулоза. 100
D-Идозе. 101
D-Галактоза. 110
D-Талоза. 111Из этих D-изомеров все, кроме D-альтрозы, встречаются в живых организмах, но распространены только три: D-глюкоза, D-галактоза и D-манноза. L-изомеры обычно отсутствуют в живых организмах; однако L-альтроза была выделена из штаммов бактерии.
Химик Эмиль Фишер, как говорят, изобрел следующее мнемоническое устройство для запоминания данного приказа выше, что соответствует конфигурации хиральных центров при упорядочении как 3-битные двоичные строки:
со ссылкой на все ose, altr ose, gl uosis, ма нос, гу проигрыш, я доза, гал актоза, та проигрыш.
При построении в этом порядке проекции Фишера D-альдогексозов можно идентифицировать с помощью 3-значных двоичных чисел от 0 до 7, а именно 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. Три бита слева направо указывают 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, включая один 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), содержащих четыре пары энантиомеров. Четыре D-изомера:
Соответствующие L-формы имеют обратные гидроксилы на атомах углерода 3, 4 и 5. Ниже представлены восемь изомеров в альтернативном стиле:
Теоретически кетогексозы включают также 3-кетогексозы, которые имеют карбонил в положении 3; а именно H– (CHOH) 2 -C (= O) - (CHOH) 3 -H. Однако неизвестно, что эти соединения встречаются в природе, и их сложно синтезировать.
В 1897 году неферментируемый продукт, полученный обработкой фруктозы основаниями, в частности гидроксид свинца (II), получил название и был заявлен как 3-кетогексоза. Однако последующие исследования показали, что это вещество представляет собой смесь различных других соединений.
Однозначный синтез и выделение 3-кетогексозы довольно сложным путем были впервые описаны в 1961 году и.
Подобно большинству 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 посредством внутренняя перегруппировка 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 атом кислорода и четыре или пять атомов углерода.
Если цикл имеет пять атомов углерода (всего шесть атомов), замкнутая форма называется пираноза после циклического эфира тетрагидропиран, у которого такое же кольцо. Если цикл имеет четыре атома углерода (всего пять), форма называется фураноза после соединения тетрагидрофуран. 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 гемикеталь с пятичленным кольцом.
Укупорочное средство 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 приставками «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, который имеет удельное вращение + 112 ° и точку плавления 146 ° C, а также β-кристалл, который имеет удельное вращение + 19 ° и точку плавления 150 ° C.
Линейная форма не кристаллизуется и существует только 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 в друг друга путем возврата к форме с открытой цепью и последующего закрытия в противоположной конфигурации. Этот процесс называется мутаротацией.
Хотя все гексозы имеют сходные 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 pK a, равным 10,28, будут депротонироваться только при высоком pH, поэтому они незначительно менее стабильны, чем альдогексозы в растворе.
Наиболее важной в биохимии альдогексозой является D- глюкоза, которая является основным «топливом» для метаболизма многих живых организмов.
2-кетогексозы псикоза, фруктоза и тагатоза встречаются в природе в виде D-изомеров, тогда как сорбоза встречается естественно 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 элементом сахарозы, обычного сахара.
Термин «гексоза» иногда может использоваться для включения дезоксиальдогексоз, в которых один или несколько гидроксилов (-OH) заменены на водород атомов (–H). Он назван как родительская гексоза с префиксом «x-дезокси-», где x указывает углерод с затронутым гидроксилом. Некоторыми примерами биологического интереса являются
СМИ, относящиеся к альдогексозам на Викискладе СМИ, относящиеся к кетогексозам на Викискладе
D-
D-
D-
D-
D-
D-
D-
D-
L-
L-
L-
L-