Практикум: углеводы

Конфигурация и превращения

Практикум собирает всю тему. Задачи на строение сахаров решают перебором кандидатов в проекциях Фишера: каждое условие задачи отсекает часть вариантов. Особенно сильные подсказки — мезо-формы продуктов окисления и восстановления и общие продукты удлинения и деградации.

Как решать задачу на строение сахара

1. Запишите все данные: альдоза это или кетоза, сколько в ней атомов углерода, оптически ли активны продукты окисления и восстановления, с какими сахарами у неё общий озазон, что дают удлинение и деградация.
2. Переберите кандидатов в проекциях Фишера: мезо-альдаровая кислота или мезо-альдит требуют плоскости симметрии.
3. Проверьте каждое условие для каждого кандидата.

Дисахариды и расчёты

В расчётных задачах по углеводам чаще всего нужно связать количество сахара с количеством серебра в реакции Толленса, учесть воду при гидролизе или посчитать свободные группы OH после метилирования.

Как считать в задачах по углеводам

1. В реакции Толленса моль альдозы (восстанавливающего сахара) даёт два моля серебра.
2. При гидролизе ди- и полисахаридов присоединяется вода: \(\ce{C12H22O11 + H2O -> 2C6H12O6}\).
3. При метилировании и гидролизе считайте свободные группы OH у каждого остатка.

Итоги двадцать восьмой темы

Тема показала, как устроены и как реагируют углеводы. Моносахариды — многоатомные альдегиды и кетоны; их изображают в проекциях Фишера, где положение группы OH при предпоследнем атоме определяет D- или L-ряд. В растворе сахара замыкаются в пиранозы и фуранозы, а аномеры переходят друг в друга (мутаротация); в креслах пираноз выгоднее экваториальные группы, кроме аномерной, которую стабилизирует аномерный эффект. В щёлочи альдозы превращаются в C2-эпимеры и кетозы через ендиол, мягкие окислители дают альдоновые кислоты, азотная кислота — альдаровые, боргидрид натрия — альдиты, фенилгидразин — озазоны, а спирты — гликозиды. Синтез Килиани — Фишера удлиняет цепь, деградации Воля и Руффа укорачивают её, а метилирование показывает размер цикла и место гликозидной связи в ди- и полисахаридах. Следующая тема посвящена аминокислотам, белкам, липидам и другим веществам живой клетки.