Слайд 2
В среднем в сутки необходимо 450г углеводов.
По способности
к гидролизу углеводы делят на 2 класса:
Простые – не
приводят к гидролизу.
Сложные – подвергаются гидролизу, гидролиз идет с образованием простых углеводов.
Простые
моносахариды производные моносахаридов
Сложные
олигосахариды полисахариды
(содержит от 2-10 (содержит до нескольких тысяч
остатков моносахаридов) остатков моносахаридов)
Олиго и полисахариды – продукты поликонденсации моносахаридов
Слайд 3
Полисахариды
Гомополисахариды Гетерополисахариды
(однородные по (сложные углеводы включающие
Составу сложные
остатки различных
Углеводы) моносахаридов)
Моносахариды – относятся к полигидроксикарбонильным соединениям. Содержит группу
С=О и гидроксильную группу ОН
Класификация:
По функциональной принадлежности
Альдозы – полигидроксиальдегиды
H O
C
(CHOH)n
CH2OH (n=1-8)
Кетозы – полигидроксикетоны
СН2
С=О
[СН(ОН)n]
CH2-OH (n=1-7)
Слайд 4
По атомов углерода в цепи:
Триозы
Тетрозы
Пентозы
Гексозы
Молекулы моносахаридов содержат несколько
центров хиральности, что является причиной большего числа стереоизомеров
Альдогексозы
Глюкозы –
(виноградный сахар).
- Содержится во всех растительных орг-х., в свободном состоянии регулирует осмотическое давление. Открытые не замкнутые формы моносахаридов изображают в виде проекционных формул Фишера:углеродная цепь записывается вертикально нумерация сверху.
CHO
С H OH
CH-OH HO H
HO-CH H
OH
CH-OH H OH
CH-OH CH2OH
CH2-OH
L-глюкоза D-глюкоза
Энантиамером D – ряда углеводов соответствует энантиомер α – ряда с противоположной конфигурацией всех центров хиральности.
Слайд 6
Галактоза – входит в состав дисахарида лактозы, а
также гликалиридов. В печени легко изомеризуется в глюкозу.
Н О
С
HC
HO-CH
HO-CH
H-CОH
CH2ОН
3) Манноза – является эпимером глюкозы по с-2
Н О
С
HO-CH
HO-CH
CH-OH
CH-OH
CH2-OH
Слайд 7
Альдопентозы
D – рибоза – входит в состав
нуклеотида –СН2-
Н О
С
CH-OH
CH-OH
CH-OH
CH2-OH
Слайд 8
2) D – ксилоза – эпимер рибоза по
с-3
Н O
C
HC-OH
HO-CH
HC-OH
CH2OH
Слайд 9
3) 2-дезокси-D-рибоза (дезоксирибоза)-производное рибозы, входит в состав ДНК
H O
C
H-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
Слайд 10
Кетогексозы
D-фруктоза – содержится во фруктах, мёде, сахаре.
CH2OH
Н-C=O
HO-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
Слайд 11
Циклические формы моносахаридов.
Образование циклических форм связано со способностями
углеродной цепи принимать свободную конформацию с дальнейшим взаимодействием внутри
одной молекулы карбонильной группы с гидроксильной группой. Это взаимодействие приводит к образованию циклической полуацетали. Устойчивыми являются 5-6 членные (пиранозные) циклы. Для изображения цикла используют формулу Хеуорса
D-рибоза
Слайд 12
D-рибопираноза
Для альдоз характерно строение фуранозного цикла, которое происходит
при взаимодействии карбонильного звена С1 и С5 .
Нумерацию ведут
от крайнего правого положения по часов стрелке. Последнее звено CH2OH выносят над плоскостью цикла, что является дополнительным D – признаком по Хеуорсу.
Слайд 13
Открытая форма
H O
H O
C
C
H OH H OH
HO H HO O
H OH H OH
H OH HOCH2 H
CH2OH O-H
Проекция Фишера После 2-х перестановок С-5
Слайд 14
Закрытая форма
H C OH
H
OH
HO
H O
H OH
HOCH2 H
Преобразованная формула Хеуроса
Проекция Фишера
Слайд 15
D – глюкопираноза.
В бывшем карбонильном звене в результате
внутримолекулярного взаимодействия возникает дополнительный центр хиральности за счет образования
полуацетального гидроксила ,который сможет расположиться над и под плоскостью цикла. Его положение определяет вид аномера моносахаридов.
1)Если полуацетальный гидроксил расположен под плоскостью цикла, то имеем α- аномер , а если над плоскостью цикла , то β-аномер.
OH H
H OH
α β
Если речь идет о смеси аномеров или его конфигурация неопределена , то положение полуацетального центра изображают волнистой линией.
Слайд 16
Т.О. в растворе моносахариды переходят из циклических пиронозных
и фуранозных форм через открытую форму данного моносахарида.Такой вид
изомерии называют циклотоксотаутомерией, а изомеры-таутомерами.
H-C=O
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
α,D-рибопираноза α,D-рибопираноза
,D – рибофураноза ,D – рибофураноза
Химические свойства моносахаридов.
Свойство многоатомных спиртов проявляется в реакции взаимодействия моносахаридов со свежим раствором Cu(OH)2. В результате взаимодействия образуется хелатный комплекс, ярко – синего цвета, что свидетельствует о наличие α – диольного фрагмента в молекулах моносахаридов. Реакции протекают при обычной температуре.
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
О Н
О Н О 2-
С С С
H – OH H – O O – H
HO – H + Cu(OH)2 O – H Сu H – O
H – OH H – OH HО – H
HO – H H – ОH HО – H
CH2-OH CH2-OH CH2-OH
D – глюкоза Анионный хелатный комплекс
глюкозат меди (2)
2. Свойство моносахаридов, как альдегидов проявляется в результате взаимодействия альдегидной группы с мягкими окислителями (при t).
2
ОН О
С
С
H – ОH H – ОH Cu2O
HO – H + 2Cu(OH)2 HO – H + 2 CuOH
Н – OH Н – OH H2O
Н – OH Н – OH
CH2-OH CH2-OH
D – глюконовая к-та
Данная реакция используется в биохимическом анализе мочи, называется пробой троммера – используется для обнаружения глюкозы в моче.
Слайд 20
Свойство моносахаридов, как спиртов проявляется в реакции этерификации
с кислотами. Биологическое значение имеют эфиры фосфорной кислоты =
фосфаты образующиеся по месту последнего звена с участием фермента фосфорилазы.
O
+ HO – P – OH
OH
,D – глюкопираноза 6-фосфат ,D– глюкопираноза
O
HO – P –
HO
Слайд 21
4. Моносахариды способны восстанавливаться водородом в присутствии катализатора
– палладий, в результате реакции образуется многоатомный спирт, альдит.
глюкоза
– сорбит
манноза – манезит
калиоза – ксилит
галактоза – дульцит.
Н О CH2-OH
С С
Н – C – OH Н – C – OH
HO – C – H + Н2 HO – C – H
H – C – ОH H – C – ОH
Н – C – ОH H – C – ОH
CH2-OH CH2-OH
(СОРБИТ)
Слайд 22
5. Свойства полуацеталей проявляются во взаимодействии циклических форм
моносахаридов со спиртами, при этом, за счет уччастия полуацетального
гидроксила моносахаридов и атома водорода Н – спирта , выделяется молекула воды и образуется - О - глюкозидная связь.
+ НО – СН3
метил - ,D- глюкопирамозид
– СН3
H
H
H
H
H
H
H
H
-H2O
Слайд 23
6. К специфическим свойствам моносахаридов, относятся различные виды
окисления моносахаридов, реакции изомеризации, и брожения.
Производные моносахаридов.
Аминосахара –
образуются на основе моноахаридов, в молекулах которых, гидроксильная группа второго атома углерода замещена аминогруппой (NH2).
D – глюкозамин – в водном растворе он находится в циклической форме.
2амино-2-дезокси-D-глюкоза
H O
C
H-C-NH2
HО-C-H
H-C-ОH
H-C-OH
CH2OH
Слайд 24
Аминогруппа часто ацилирована остатком уксусной кислоты, при этом
образуется амидная группа– NH – CO.
N – ацетил –
D глюкозамин
Аминосахара входят в состав групповых веществ крови, определяя их специфичность и являются компонентами полисахаридов.
NH
C = O
CH3
NOH
H
H
Слайд 25
Сахарные кислоты, и их ацелированные производные
1. Представителем
является- D – глюкуроновая кислота, – образующаяся окислением глюкозы
в 6-ти углеродном звене.
Глюкуроновая кислота- является структурным компонентом полисахаридов. Участвует в образовании токсичных веществ, образуя водорастворимые глюкураниды, выводя их с мочей.
Слайд 26
Нейроновый и сиаловые кислоты.
Нейроновые кислоты – получаются в
результате альдольной конденсации ПВК и D – маннозамина. Содержит
9 атомов углерода в цепи. Содержит кетоновую группу рядом с карбоксилом, т.е. ее основой является популозановая кислота. Имеет систематическую номенклатуру.
COOH
OH
HOOC
+
HOOC
COOH
OH
O
H O СOОН
СООН C C О
С О + H2N-C-H CH2
СН3 HO-C-O H-C-OН
H-C-OH H2N-C-H
H-C-OH HО-C-H
CH2OH H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
2,5-дидезокси-5-
аминопулозановая кислота
