Строение и стереоизомерия моносахаридов.

Углеводы делятся на моносахариды и полисахариды. Моносахариды не гидролизуются с образованием простых углеводов. Способные к гидролизу полисахариды можно рассматривать как продукты поликонденсации моносахаридов. Промежуточную группу составляют олигосахариды, имеющие небольшую мол.массу.

Моносахариды представляют собой твердые вещества, хорошо растворимые в воде, плохо – в спирте и нерастворимые в большинстве органических растворителей. У всех сладкий вкус. Моносахариды могут существовать как в открытой форме, так и в циклической.

Открытые формы. М-ды являются гетерофункциональными соединениями. В их молекулах одновременно содержится карбонильная и неск. гидроксильных групп, т.е. м-ды представляют собой полигидроксикарбонильные соединения – полигидроксиальдегиды и полигидроксикетоны. М-ды бывают альдозами (1-8) и кетозами (1-7):

Стереоизомерия. Молекулы м-дов содержат неск. центров хиральности, что служит причиной существования многих стереоизомеров, отвечающей одной формуле. Открытые нециклические формулы изображают с помощи проекции Фишера. Углеродную цепь в них записывают вертикально. У альдоз наверху помещают альдегидную группу, у кетоз – соседнюю с карбонильной первичную спиртовую группу. С этих групп начинают нумерацию цепи.

Для обозначения стереохимии исп-ся D,L- система. Определение д или л изомера проводят по конфигурации хирального центра, наиболее удаленного от оксогрупппы, независимо от конфигурации остальных центров. Они явл. энантиомерами

Существует R,S-система обозначения, но получаемая громоздкость названий ограничивает применение.

Диастереомеры — стереоизомеры, не являющиеся зеркальными отражениями друг друга[1]. Диастереомерия возникает, когда соединение имеет несколько стереоцентров. Эпимеры – диастереомеры, различающиеся конфигурацией только одного асимметрического атома углерода, они явл. частным случаем диастереромеров.

Открытые формы удобны для рассмотрения пространственных отношений между стереоизомерными моносахаридами. В действительности м-ды по строению явл. циклическими полуацеталями. Образование циклических форм можно представить как результат внутримолекулярного взаимодействия карбонильной и гидроксильной групп. В результате циклизации обр-ся устойчивые фуранозные (5) и пиранозные (6) циклы. Циклические формулы представляют в виде формул Хеуорса. Атом кислорода располагают в пиранозном цикле в дальнем правом углу, в фуранозном – за плоскостью цикла.

Для перехода к формулам Хеуорса циклическую формулу Фишера преобразуют так, чтобы атом кислорода цикла располагался на одной прямой с атомами углерода, входящими в цикл. Это показано ниже на примере a-d-глюкопиранозы путем двух перестановок у атома С-5, что не изменяет конфигурацию этого асимметрического центра. Если преобразованную формулу Фишера расположить горизонтально, как требуют правила написания формул Хеуорса, то заместители, находившиеся справа от вертикальной линии углеродной цепи, окажутся под плоскостью цикла, а те, что были слева, - над этой плоскостью.