Строение альдопентоз

Циклические формы альдопентоз – преимущественно фуранозные.

Общая формула

Три асимметрических атома углерода С*, следовательно, 2³=8 стереоизомеров, четыре D,L-пары, четыре диастереоизомера. Проекции Фишера альдопентоз приведены в общей таблице. Ниже приведенгы линейные и циклические формулы для D-рибозы и для 2-дезокси- D-рибозы, β-формы которых входят в состав РНК и ДНК,

Строение кетогексоз

Общая формула

Три асимметрических атома углерода С*, следовательно 2³=8 стереоизомеров, четыре D,L-пары, четыре диастереоизомера. Проекции Фишера кетогексоз приведены в общей таблице.

Циклические формы кетогексоз, главным образом, являются фуранозными, хотя возможны и пиранозные.

Цикло-цепная таутомерия моноз

Все монозы в кристаллическом состоянии имеют циклическое строение (α- или β-). При растворении в воде циклический полуацеталь разрушается, превращаясь в линейную форму. Линейная форма, в свою очередь циклизуется, образуя α и β – циклы. Линейная форма и обе циклические взаимно превращаются и находятся в состоянии динамического равновесия, то есть являются таутомерами, отсюда термин – цикло-цепная таутомерия (или аномеризация – превращение α- или β-аномера через линейную (оксо) форму).

Внешним проявлением этого процесса является мутаротация – изменение удельного угла вращения моноз (и восстанавливающих биоз) до постоянного в водных растворах.

Альдогексозы

Кетогексозы

Следует отметить, что содержание линейной формы в растворе, как правило, менее 1%.

Пространственное строение циклических и линейных форм гексоз

Пиранозные циклы имеют кресловидную форму, гидроксильные группы и атомы водорода расположены экваториально или аксиально (см. тему “Циклоалканы”). Наиболее устойчивы β-аномеры, в которых гликозидный гидроксил занимает экваториальное положение. Самой стабильной из альдогексоз является β-D-глюкоза, в которой все гидроксильные группы расположены экваториально.

β-D-глюкоза β-D-манноза β-D-галактоза

Форма линейных молекул является зигзагообразной, за счет образования водородных связей между гидроксильными группами происходит дополнительное закрепление конформации.

Реакционная способность

Для химических свойств моноз характерны две группы реакций – по карбонильной группе и гидроксильным группам, при чем линейная оксо-форма преимущественно реагирует с участием карбонильной группы, а цилические формы – с участием гидроксильных групп.

I. Реакции по оксо-форме (линейная форма) моноз

Эти реакции проходят в полярных растворителях (часто в водных растворах) с обязательным участием карбонильной группы. В растворе циклическая форма дает линейную, как показано ниже, и при написании реакции мы изображаем только линейную форму. По мере протекания реакции все циклические формы превращаются в линейные.