Дисахариды — Органическая химия для олимпиад

Дисахариды

8 заданий

Строение дисахаридов

linkОпора

Дисахарид — два моносахарида, соединённые гликозидной связью (урок 370). Его свойства определяются тем, свободен ли аномерный атом второго остатка: если да, дисахарид восстанавливает реактивы Толленса и Фелинга и мутаротирует. Самые известные дисахариды — мальтоза из крахмала, лактоза молока и сахароза, которую мы называем просто сахаром.

Как описать дисахарид

  1. Найдите аномерный атом первого остатка и его конфигурацию: у D-сахара в проекции Хеуорса связь вниз означает α, вверх — β.
  2. Найдите атом второго остатка, к которому идёт связь: C4 (мальтоза, лактоза, целлобиоза), C6 (изомальтоза, мелибиоза) или аномерный атом (сахароза, трегалоза).
  3. Если аномерный атом второго остатка свободен (несёт OH), дисахарид восстанавливающий и мутаротирует; если оба аномерных атома связаны — нет.
  4. В записи α-D-Glcp-(1→4)-D-Glcp первым пишут остаток, отдающий аномерный атом.
ДисахаридСвязьВосстанавливающий
мальтозаα-Glc-(1→4)-Glcда
целлобиозаβ-Glc-(1→4)-Glcда
лактозаβ-Gal-(1→4)-Glcда
сахарозаα-Glc-(1↔2)-β-Fruнет
трегалозаα-Glc-(1↔1)-α-Glcнет
Мальтоза, лактоза и сахароза
Мальтоза, лактоза и сахароза

Примеры

1. Мальтоза. В мальтозе \(\ce{C12H22O11}\) α-гликозидная связь идёт от атома C1 первой глюкозы к атому O4 второй; вторая глюкоза сохраняет свободный полуацеталь (α или β).

2. Сахароза. В сахарозе \(\ce{C12H22O11}\) связаны оба аномерных атома — C1 глюкозы (α) и C2 фруктозы (β).

errorМальтоза и целлобиоза отличаются одной связью

Обе состоят из двух глюкоз, связанных 1→4; у мальтозы связь α (её расщепляют мальтаза и амилаза), у целлобиозы — β (её расщепляет β-глюкозидаза, которой у человека нет).

edit_noteПопробуйте сами

Даёт ли трегалоза реакцию серебряного зеркала?

expand_moreПоказать решение

Нет: оба аномерных атома заняты связью (1↔1).

Установление строения

Строение дисахарида устанавливают несколькими методами, и каждый отвечает на свой вопрос. Гидролиз показывает, из каких моносахаридов он состоит, фермент — какой аномер участвует в связи, а метилирование (урок 370) — к какому атому второго остатка эта связь присоединена.

Как установить строение дисахарида

  1. Кислотный гидролиз показывает, какие моносахариды входят в дисахарид, а фермент — конфигурацию гликозидной связи: мальтаза расщепляет α-глюкозиды, эмульсин — β-глюкозиды, β-галактозидаза — β-галактозиды.
  2. Реактив Толленса или Фелинга показывает, есть ли свободный полуацеталь.
  3. После исчерпывающего метилирования и гидролиза у концевого остатка (связанного своим атомом C1) свободна только группа OH атома цикла, и получается 2,3,4,6-тетра-O-метильное производное; у второго остатка свободна ещё и группа OH, через которую шла связь.
  4. У восстанавливающего дисахарида свободный конец можно заранее окислить бромной водой: тогда метилирование покажет, какой остаток был восстанавливающим.
\[\ce{C12H22O11 + H2O ->[\ce{H+}] 2C6H12O6}\]

Примеры

1. Мальтоза. После метилирования и гидролиза мальтоза даёт 2,3,4,6-тетра-O-метилглюкозу \(\ce{C10H20O6}\) и 2,3,6-три-O-метилглюкозу \(\ce{C9H18O6}\): свободная группа OH при C4 второго остатка указывает на связь 1→4.

2. Сахароза. Сахароза после метилирования и гидролиза даёт 2,3,4,6-тетра-O-метилглюкозу и 1,3,4,6-тетра-O-метилфруктозу (обе \(\ce{C10H20O6}\)): оба остатка концевые.

errorДва свободных OH у внутреннего остатка

Остаток, к которому присоединён другой сахар, после метилирования и гидролиза имеет две свободные группы OH: при атоме связи и при атоме цикла. У гексопиранозы атом цикла — C5.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст исчерпывающее метилирование и гидролиз целлобиозы?

expand_moreПоказать решение

Те же продукты, что у мальтозы: метилирование не различает α- и β-связи.

push_pinГлавное

Дисахарид — гликозид, в котором спиртом служит второй моносахарид. Связь описывают так: аномер первого остатка (α или β) и связанные атомы (1→4, 1→6, 1↔2). Мальтоза — α-D-Glc-(1→4)-D-Glc (из крахмала), целлобиоза — β-D-Glc-(1→4)-D-Glc (из целлюлозы), лактоза — β-D-Gal-(1→4)-D-Glc (молоко) — восстанавливающие: у второго остатка свободный полуацеталь, есть мутаротация. Сахароза — α-D-Glc-(1↔2)-β-D-Fru и трегалоза — α-D-Glc-(1↔1)-α-D-Glc — невосстанавливающие: оба аномерных атома в связи. Строение устанавливают гидролизом (кислотой или ферментом, который различает α и β), пробой Толленса, исчерпывающим метилированием с гидролизом (свободные OH продуктов показывают атомы связи и цикла) и периодатом. Гидролиз сахарозы меняет знак вращения (+66,5° → около −20°): «инвертный сахар».

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.