Фармацевтическая химия углеводов
Дипломная работа - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие дипломы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
сахара часто хорошо кристаллизуются из уксусной кислоты.
По этим причинам для кристаллизации моносахаридов и их производных разработан ряд специальных приемов, благодаря которым в настоящее время значительная часть моносахаридов получена в кристаллическом состоянии. В ряде случаев моносахариды образуют кристаллогидраты и кристаллические соединения с неорганическими солями, например с хлористым кальцием.
Пока не установлено какой-либо зависимости между температурой плавления и структурой моносахаридов. Такая зависимость подмечена только для продуктов восстановления моносахаридов - полиолов: увеличение размера и степени симметрии молекулы ведет к повышению температуры плавления, а уменьшение числа межмолекулярных водородных связей, например за счет образования внутримолекулярных связей, - к понижению температуры плавления.
Изучению структуры моносахаридов, находящихся в кристаллическом состоянии, посвящен ряд работ, в которых применялся метод рентге- ноструктурного анализа. Этими работами было показано, что в изученных случаях кристаллы моносахаридов состояли из молекул в пиранозной форме, имеющих наиболее устойчивую кресловидную конформацию (С1 для D-глюкозы и D-ксилозы, 1С для D-арабинозы и L-рамнозы). Таким образом, рентгеноструктурный анализ пригоден для исследования структуры, конфигурации и конформации моносахаридов в кристаллическом состоянии.
.2 Оптическая активность
Все моносахариды являются оптически активными соединениями, и долгое время поляриметрия была единственным физическим методом, успешно применявшимся при исследовании cахаров. Этот метод и сейчас сохранил большое значение.
Мерой оптической активности вещества служит его удельное вращение [а], величина удельного вращения вещества зависит от длины световой волны; поэтому обычно применяют монохроматический источник света, чаще всего натриевую лампу, дающую свет с длиной волны 589 ммк.
Измерение удельного вращения моносахаридов и их производных является одним из наиболее простых и надежных методов контроля их чистоты, а также, как это будет видно из дальнейшего, дает ценные сведения о структуре, стереохимии и конформации вещества в растворах.
Для измерения удельного вращения пригодны любые растворители, в которых изучаемый моносахарид достаточно растворим. Обычно применяют растворы с концентрацией 0,1-1,0%, а в качестве растворителя чаще всего используют воду; для малополярных производных моносахаридов применяют также хлороформ, метанол, пиридин и т. д. Поскольку величина удельного вращения зависит от растворителя, концентрации вещества в растворе и температуры, вместе с величиной удельного вращения для данного вещества всегда приводятся данные об условиях, в которых производились измерения.
Известны многочисленные попытки связать величину оптической активности со структурой вещества. Так, Вант-Гоффом был сформулирован принцип оптической суперпозиции, согласно которому молекулярное вращение вещества является алгебраической суммой оптических активностей всех его асимметрических атомов. Применительно к сахарам этот принцип был модифицирован Хадсоном в форме его широко известных правил - изоротации, лактонного и амидного.
В соответствии с первым правилом изоротации разность молекулярных вращений; Двух аномеров для всех альдоз должна была бы быть постоянной. Однако на сампм деле это не вполне так, имеются две различные константы: большая соответствует альдозам, имеющим в своей наиболее стабильной конформации экваториальный гидроксил при С2, а меньшая - альдозам, содержащим аксиальный гидроксил при С2. Таким образом, существенно сказывается влияние конфигурации у соседнего с аномерным центром углеродного атома.
Сходные заключения можно сделать и для метилгликозидов. И в этом случае на величину 2А не влияет ни размер цикла, ни замена гидроксильных групп метоксильными, ни изменение конфигурации у Сз или С4. Но конфигурация у С2 и здесь оказывает существенное влияние.
Согласно второму правилу изоротации, изменение заместителей у С1 оказывает незначительное влияние на величину константы 2В, т. е. сумма молекулярных вращений обеих аномерных альдоз должна быть равна сумме молекулярных вращений для соответствующих метил-, этил- и прочих алкилгликозидов, что и подтверждается экспериментальными данными.
Второе правило изоротации позволяет решить вопрос о размере цикла в данной паре аномеров. Однако известны значительные отклонения и от второго правила изоротации. Величина 2В изменяется в широких пределах для гликозидов с непредельными, ароматическими или другими сильно поляризуемыми агликонами. Так, например, это правило неприменимо к нуклеозидам.
Лактонное правило Хадсона связывает конфигурацию у С4 или С5 с вращением альдоновых кислот и их лактонов. Если лактон обладает более положительным вращением, чем исходная альдоновая кислота, то углеродный атом, участвующий в образовании лактона (С4 для ?- и С5 для ?-лактонов), имеет D-конфигурацию. Если же вращение лактона более отрицательно, соответствующий углеродный атом должен иметь L-конфигурацию. Лактонное правило применялось для определения конфигурации у С4 и С5 или для установления размера лактонного кольца. Однако использование этого правила может порой приводить к ошибкам, как, например, при определении конфигурации у С4 в нейраминовой кислоте.
Согласно амидному правилу Хадсона, амид альдоновой кислоты, имеющей D-конфигу?/p>