5.1.9. Окремі представники метил пентоз

В молекулах природних серцевих глікозидів, багато з яких знай­шли застосування в медицині для лікування серцевої недостатності, містяться залишки пентоз, у котрих атом водню при С⁵ заміщений метильною групою. Такі моносахариди називають метилпентозами. До них відносяться L-рамноза (6-дезокси-L-маноза), D-дигітоксоза (2,6-дидезокси-D-альтроза) та ін.

5.1.10. Окремі представники похідних моносахаридів

Аскорбінова кислота (вітамін С, γ-лактон 2,3-дегідро-L-гулонової кислоти). Водорозчинний вітамін, який міститься в багатьох овочах і фруктах. Не­стача вітаміну С в їжі викликає захворювання цингу, а також зменшує опірність організму до інфекційних захворювань. Аскорбінова кислота – сильний відновний агент; при окисненні перетворюється на дегідроаскорбінову кислоту, котра, у свою чергу, здатна вельми легко відновлюватися до аскорбінової кислоти.

Роль вітаміну С в організмі пов'язана з його участю в окисно-відновних процесах, вуглеводному обміні, у регенерації тканин, у синтезі стероїдів та ін.

Аскорбінова кислота виявляє сильні кислотні властивості (рК_α 4,2), що пов'язано з дисоціацією однієї з гідроксильних груп ендіольного фрагмента:

В промисловості аскорбінову кислоту добувають з D-глюкози:

Потреба у вітаміні С для людини 50-70 мг за добу.

Нейрамінова кислота (3,5-дидезокси-5-амінононулонова кислота). Є похідним моносахариду кетононози – нонулози. У природі нейрамінова кисло­та найчастіше зустрічається у вигляді N- і О-ацильованих похідних, об'єднаних загальною назвою – сіалові кислоти (ацильним фраг­ментом звичайно є залишки оцтової або гліколевої кис­лот).

Сіалові кислоти – структурні компоненти глікопротеїдів, спе­цифічних речовин крові та тканин, гангліозидів мозку.

5.2. Дисахариди

Дисахаридами називають вуглеводи, молекули котрих склада­ються з двох залишків моносахаридів однакової або різної природи, з'єднаних між собою глікозидним зв'язком.

Будучи О-глікозидами, дисахариди легко гідролізуються в кисло­му середовищі з утворенням двох молекул моносахаридів. У залеж­ності від способу утворення глікозидного зв'язку, дисахариди поділяють на дві групи – відновні та невідновні.

5.2.1. Відновні дисахариди

У відновних дисахаридів глікозидний зв'язок утворюється за ра­хунок напівацетальної (глікозидної) гідроксильної групи одного і будь-якої спиртової гідроксильної групи (частіше у С⁴) іншого моно­сахариду. При цьому в молекулі залишається одна вільна напівацетальна гідроксильна група, внаслідок чого дисахарид зберігає здат­ність до цикло-оксо-таутомерїі, а тому виявляє відновні властивості. У свіжоприготованих розчинах таких дисахаридів спостерігається яви­ще мутаротації. Представниками відновних дисахаридів є мальтоза, целобіоза та лактоза.

Мальтоза (солодовий цукор). Молекула мальтози складається з двох залишків D-глюкопіранози, зв'я­заних 1,4-глікозидним зв'язком. При цьому залишок глюкози, аномерний атом вуглецю котро­го бере участь в утворенні гліко­зидного зв'язку, знаходиться в α-формі, а залишок глюкози з вільною напівацетальною гід­роксильною групою може мати α-конфігурацію (α-мальтоза) або β-конфігурадію (β-мальтоза).

Таким чином, α-мальтоза може бути названою як 4-О-(α-D-глюкопіранозидо)-α-D-глюкопіраноза, а β-мальтоза – 4-О-(α-D-глюкопіранозидо)-β-D-глюкопіраноза. Мальтоза є відновним дисахаридом. У розчині існує в декількох таутомерних формах – α- та β-циклічній і альдегідній.

Розчини мальтози мутаротують і дають позитивну реакцію з ре­активом Толленса і реактивом Фелінга. За участю альдегідної форми мальтоза вступає в характерні для моносахаридів реакції з фенілгідразином, гідроксиламіном, ціановодневою кислотою. При окисненні за м'яких умов, наприклад, бромною водою, мальтоза пе­ретворюється на мальтобіонову кислоту:

За рахунок напівацетального гідроксилу мальтоза утворює гліко­зиди:

За участю циклічних форм мальтоза, аналогічно моносахаридам, утворює прості та складні ефіри по всіх гідроксильних групах:

Мальтоза міститься у невеликих кількостях в деяких рослинах, утворюється при ферментативному гідролізі крохмалю. Вона легко розчиняється у воді, водні розчини солодкі на смак. В організмі лю­дини мальтоза розщеплюється ферментом мальтазою до D-глюкози.

Целобіоза. Молекула целобіози, як і мальтози, складається з двох залишків D-глюкопіранози. зв'язаних 1,4-глікозидним зв'язком. Але, на відміну від мальтози, у молекулі целобіози залишок глюкози, напівацетальний гідроксил якого бере участь в утворенні глікозидно­го зв'язку, має β-конфігурацію. Залишок глюкози з вільною напівацетальною групою, ана­логічно мальтозі, може мати α- ­та β-конфігурацію. У відповід­ності з цим розрізняють α- та β-целобіозу.

Виходячи з хімічної структури, α-целобіоза має ще назву – 4-О-(β-D-глюкопіранозидо)-α-D-глюкопіраноза, а β-целобіоза – 4-О-(β-D-глюкопіранозидо)-β-D-глюкопіраноза.

Целобіоза є відновним дисахаридом. її розчини виявляють мута­ротацію, дають позитивну реакцію з реактивами Толленса та Фелінга. При окисненні целобіози за м'яких умов утворюється целобіонова кислота. Целобіоза вступає також у багато які інші реакції, властиві відновним дисахаридам (див. с 152).

Целобіоза і мальтоза мають різну просторову будову. У молекулі мальтози α-глікозидний зв'язок розташований аксіально, а в молекулі целобіози β-глікозидний зв'язок – екваторіально.

Така просторова структура мальтози є причиною клубкоподібної будови амілози (складова частина крохмалю), а просторова структу­ра целобіози – причиною лінійної будови целюлози.

Целобіоза є безбарвною кристалічною речовиною, легко розчин­ною у воді. Вона не розщеплюється в організмі людини і тому не мо­же бути використаною в якості продукту харчування.

Лактоза (молочний цукор). Молекула лактози складається з залишків D-галактопіранози та D-глюкопіранози, сполучених 1,4-глікозидним зв'язком. В утворенні глікозидного зв'язку бере участь напівацетальний гідроксил D-га­лактопіранози, що має β-конфігурацію. Залишок D-глюкопіранози може мати α- та β-конфігурацію, у зв'язку з чим розріз­няють α- та β-лактозу. а-Лактоза може бути названою як 4-О-(β-D-галактопіранозидо)-α-D-глюкопіраноза, а β-лактоза – як 4-О-(β-D-галактопіранозидо)-β-D-глюконіраноза. Просторова будова лактози подібна до будови це­лобіози, тобто β-глікозидний зв'язок розміщений екваторіально.

Лактоза є відновним дисахаридом. У розчині вона існує в декіль­кох таутомерних формах – альдегідній, α- та β-циклічних. У зв'язку з цим розчини лактози мутаротують і дають позитивну реакцію з реак­тивом Толленса та реактивом Фелінга. При окисненні лактози за м'яких умов утворюється лактобіонова кислота. Лактоза міститься в молоці. Вона не піддається спиртовому бродінню, має у 4-5 разів меншу солодкість, ніж сахароза. При кислотному або ферментатив­ному гідролізі лактози утворюється D-глюкоза та D-галактоза. Лак­тоза виявляє низьку гігроскопічність, застосовується у фармації при виготовленні порошків і таблеток.