Фармацевтическая химия углеводов
Дипломная работа - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие дипломы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
µм высшие сахара.
Более детальная классификация моносахаридов, учитывающая одновременно оба признака - число углеродных атомов и характер карбонильной группы, различает альдопентозы, альдогексозы, кетопентозы (или пентулозы) и т. д.
Первыми стали известны моносахариды состава СnН2nОn, в которых число гидроксильных групп на единицу меньше числа углеродных атомов: СnНn+1O(ОН)n-1. Позднее были открыты моносахариды с меньшим числом гидроксильных групп, получившие название дезоксисахаров.
Обычно моносахариды содержат прямую цепь углеродных атомов, однако существуют также моносахариды с разветвленной цепью, так называемые разветвленные сахара.
Кроме карбонильной и гидроксильных групп в молекулу моносахарида могут входить и другие функциональные группы, например карбоксильная или аминогруппа. Моносахариды, содержащие вместо одной или нескольких гидроксильных групп аминогруппы, называют дезоксиаминосахарами или просто аминосахарами. Последнее название, более простое и краткое, используется очень часто, хотя и не является вполне строгим с точки зрения принятой в настоящее время номенклатуры. Моносахариды, в которых наиболее удаленный от карбонильной группы углеродный атом входит в состав карбоксильной группы, называются уроновыми кислотами.
Представители всех перечисленных выше групп моносахаридов найдены в природе. Кроме того, синтетическим путем получены моносахариды, содержащие две карбонильные группы, а также такие, в которых одна или несколько гидроксильных групп заменены на галоген, нитрогруппу, тиольную группу и т. д.
В основу номенклатуры моносахаридов положены моносахариды состава СnН2nОn с прямой цепью углеродных атомов. Для обозначения положения заместителей в молекуле моносахарида принято нумеровать углеродные атомы таким образом, чтобы карбонильный углерод имел наименьший номер. Кислородные, водородные и другие атомы, соединенные с данным углеродным атомом, получают тот же номер. В наименовании производного указывается не только положение заместителя, но и атом, с которым связан заместитель
Одноосновные карбоновые кислоты, соответствующие по структуре альдозам, носят название альдоновых кислот, а дикарбоновые кислоты, образующиеся в результате окисления первого и последнего атомов углеродной цепи в молекуле моносахарида, называются сахарными кислотами.
Будучи чрезвычайно реакционноспособными соединениями, моносахариды редко встречаются в свободном виде. В живом организме они существуют либо в виде своих производных, чаще всего - в виде эфиров фосфорной кислоты, либо входят в состав более сложных веществ - гликозидов, олиго- и полисахаридов, гликопротеинов, гликолипидов, нуклеиновых кислот и т. п. Исключение составляют D-глюкоза, найденная в свободном виде в крови млекопитающих, соке растений и в других источниках, и некоторые кетозы.
Из моносахаридов наиболее широко распространены в природе пентозы и гексозы, среди которых первое место, безусловно, занимает D-глюкоза. Она является необходимым компонентом любых живых организмов - от вирусов до высших растений и позвоночных, и входит в состав самых различных соединений, начиная с сахарозы, целлюлозы и крахмала и кончая некоторыми гликопротеинами и вирусной рибонуклеиновой кислотой. Весьма часто встречаются, хотя и не имеют столь универсального распространения, такие пентозы, как L-арабиноза и D-ксилоза, входящие в состав ряда полисахаридов и гликозидов, и гексозы - D-галактоза и D-манноза, являющиеся компонентами многих полисахаридов растительного, животного или бактериального происхождения. Галактоза найдена также в гликолипидах мозга, олигосахаридах молока, ряде важных гликопротеинов. Специфическую биологическую роль выполняют D-рибоза и 2-дезокси-D-рибоза - вещества, из которых построена полимерная цепь рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот.
Производные моносахаридов активно участвуют в метаболизме живой клетки. С их многообразными превращениями связаны фотосинтез, обеспечение клетки энергией, детоксикация и вывод ядовитых веществ, проникающих извне или возникающих в ходе метаболизма, биосинтез ароматических аминокислот - тирозина и фенилаланина, а также ряда других ароматических соединений, образование сложных биополимеров (полисахаридов, гликопротеинов, гликолипидов, нуклеиновых кислот), которые играют главную роль в построении субклеточных структур, обеспечивающих правильное функционирование клетки.
2.2 Строение и конфигурация моносахаридов
Центральное место в химии моносахаридов занимают альдогексозы, альдопентозы и кетогексозы. Их строение в общем виде может быть изображено формулами I, V и VI:
Из рассмотрения структурных формул моносахаридов видно, что последние содержат большое число асимметрических атомов углерода. Как известно, для соединения имеющего п асимметрических атомов, число стереоизомеров составляет 2n Таким образом, для альдогексоз, имеющих строение I, должно существовать 24 стереоизомеров, а для альдопентоз V и кетогексоз VI-23 стереоизомеров. Отсюда ясно, насколько важны стереохимические различия отдельных моносахаридов, от которых, в первую очередь, и зависят различия в их свойствах.
Уже в 80-е годы XIX века стало известно достаточно много моносахаридов и возникла задача определения их конфигурации.
Начало этой работе было положено Э. Фишером, определившим в 1891 г. конфигурации D-глюкозы, D-маннозы и D-фруктозы.
ГлюкозаМ