6.2. Производные моносахаридов

Несмотря на то, что в растворе моносахарида равновесие существенно сдвинуто в сторону циклических форм, некоторое количество ациклической формы присутствует в растворе, что позволяет моносахаридам вступать в реакции, характерные для альдегидов и кетонов.

Восстановление карбонильной группы моносахарида ведет к образованию сахарного спирта, например сорбита, образующегося при восстановлении альдегидной группы глюкозы. К сахарному спирту относится глицерин.

Альдегидные группы альдоз могут окисляться множеством реагентов, образуя альдоновые кислоты, относящиеся к классу сахарных кислот. Например, при окислении альдегидной группы D-глюкозы образуется D-глюконовая кислота, фосфорилированная форма которой является важным промежуточным продуктом углеводного обмена.

Окислению может подвергаться и первичная –ОН-группа альдоз. При этом образуются уроновые кислоты. Так, при окислении первичной –ОН-группы D-глюкозы образуется D-глюкуроновая кислота. Уроновые кислоты являются компонентами многих полисахаридов. Характерным свойством уроновых кислот считается способность образовывать лактоны.

Одной из наиболее важных сахарных кислот является аскорбиновая кислота (витамин С), представляющая собой лактон.

К производным моносахаридов относятся моносахариды, этерифицированные фосфорной кислотой, – фосфорнокислые эфиры. Они являются важными промежуточными продуктами углеводного обмена, например -D-глюкозо-6-фосфат.

Дезоксисахара представляют собой моносахариды, в которых одна или несколько ОН-групп замещены на атомы водорода. Важнейшим представителем является -D-2-дезоксирибоза, которая входит в состав нуклеотидов ДНК.

Аминосахара – моносахариды, в которых одна или несколько ОН-групп замещены на аминогруппы. Например, N-ацетилглюкозамин вместе с N-ацетилмурамовой кислотой входит в состав клеточной стенки прокариот.

6.3. Гликозидная связь и олигосахариды

В молекулах олиго- и полисахаридов моносахаридные звенья соединены между собой гликозидной связью, в образовании которой участвуют полуацетальный гидроксил одного и любой гидроксил, в том числе и полуацетальный, другого моносахаридного остатка. Гликозидная связь образуется при взаимодействии двух моносахаридов в ходе реакции дегидратации. Гликозидные связи легко гидролизуются в присутствии кислот или под действием ферментов.

Для обозначения гликозидной связи необходимо указывать положение гидроксила при первом аномерном углеродном атоме (- или -), а также номер углеродного атома в молекуле второго остатка моносахарида. Например, (14)-гликозидная связь в мальтозе сформирована между атомом кислорода при первом углеродном атоме в -положении одного остатка -D-глюкозы и углеродным атомом в положении 4 второго остатка -D-глюкозы.

α-D-глюкозид -D-глюкозид

((14)-гликозидная связь) ((14)-гликозидная связь)

Наиболее часто в природных полисахаридах встречаются гликозидные связи типа (14), (16), (14), (13), а мономерами служит D-глюкоза.

Если один из концевых моносахаридных остатков олигосахарида содержит полуацетальный гидроксил, который может находиться как в -, так и -форме, олигосахарид называется восстанавливающим, или редуцирующим. Примером могут служить дисахариды мальтоза и лактоза. Если же в образовании гликозидной связи между остатками моносахаридов участвуют оба полуацетальных гидроксила двух моносахаридов, такой олигосахарид не содержит концевой полуацетальный гидроксил и называется невосстанавливающим, или нередуцирующим. К ним относятся дисахариды сахароза и трегалоза.