Химические свойства моносахаридов1. Реакции моносахаридов по карбонильной группе: а) явление мутаротации - самопроизвольное изменение угла вращения плоскости поляризации света при стоянии свежеприготовленного раствора углевода (физический смысл этого значения). Например, величина удельного вращения для α -D-глюкозы [α ]D20 = +112о. При стоянии раствора эта величина снижается до +52, 5о. Для β -глюкозы угол вращения повышается с +18, 7о до +52, 5о. Таким образом достигается равновесная концентрация аномерных α - и β -форм в растворе. Химический смысл явления мутаротации - взаимное превращение α - и β -форм моноз через промежуточное образование оксо-формы:
б) реакции восстановления моносахаридов приводят к образованию многоатомных спиртов - альдитов (альдитолов). В качестве восстановителей применяют H2, Ni; H2, Pd; NaBH4; Na, спирт и т. д.:
в) реакции окисления моносахаридов действием мягких окислителей (аммиачный раствор оксида серебра Ag(NH3)2OH; щелочной раствор гидроксида меди Cu(OH)2; бромная вода Br2, H2O) приводят к образованию альд оновых кислот.
Кетозы в щелочной среде изомеризуются с образованием альдоз (эпимеризация), которые дальше окисляются с образованием альдоновых кислот.
При действии на альдозы более сильного окислителя, например разбавленной HNO3, окислению подвергается не только альдегидная группа моноз, но и первичная спиртовая. При жестком окислении образуются альд аровые кислоты:
Если предварительно защитить альдегидную группу в монозе, превратив ее в ацеталь, и избирательно окислить первичную спиртовую, то образуются уроновые кислоты:
- реакция с циановодородом HCNприводит к увеличению углеродного скелета моносахарида на один ассиметрический атом углерода. В результате образуется смесь диастереомерных нитрилов:
- реакции замещения кислорода карбонильной группы моносахаридов на азот с N-нуклеофилами: NH2OH, NH2NH2, NH2NHC6H5.
д) дегидратация моносахаридов под действием кислот HCl, H2SO4. При нагревании с концентрированными кислотами пентозы образуют фурфурол, гексозы – 5-гидроксиметилфурфурол.
2. Реакции моносахаридов по гидроксильным группам. Все эти реакции записываются для циклической формы моноз: а) рекации алкилирования моносахаридов приводят к образованию простых эфиров. Наиболее активен в этих реакциях полуацетальный гидроксил, который, в отличие от остальных гидроксильных групп, может алкилироваться слабым алкилирующим средством - спиртом:
В реакции алкилирования моносахаридов сильными алкилирующими средствами (галогеналканами, диалкилсульфатами) участвуют все гидроксильные группы монозы:
б) реации ацилирования моносахаридов галогенангидридами и ангидридами кислот приводят к образованию сложных эфиров. В реакции участвуют все гидроксильные группы:
|
г) реакции моносахаридов с нуклеофилами:
