7.2. Олигосахариды

Олигосахариды  это углеводы, молекулы которых состоят из нескольких (от 2 до 10) моносахаридных остатков, соединённых гликозидными связями. По числу таких моносахаридных звеньев, входящих в состав молекулы олигосахарида, выделяют дисахариды (состоящие из двух моносахаридных остатков), трисахариды, тетрасахариды и т.д. Из них дисахариды (или биозы) являются наиболее важными в практическом отношении углеводами и обладают всеми особенностями строения и химического поведения, присущими олигосахаридам в целом.

7.2.1. Классификация и номенклатура дисахаридов

Гликозидная связь в дисахаридах может образовываться по-разному, в зависимости от природы гидроксильных групп, участвующих в её образовании.

Одни дисахариды характеризуются гликозидной связью, образованной из гликозидной гидроксильной группы одной молекулы моносахарида и обычной спиртовой гидроксильной группы второй молекулы моносахарида. Такие дисахариды имеют свободную полуацетальную гидроксогруппу, в их растворах наблюдаются явления аномеризации и мутаротации, и они, как и все альдозы, обладают восстанавливающими свойствами по отношению к мягким окислителям (например, дают реакцию серебряного зеркала см. свойства моносахаридов). Поэтому такие дисахариды называютсявосстанавливающими.

В образовании других дисахаридов принимают участие гликозидные гидроксогруппы обеих молекул моносахаридов. Такие дисахариды называются невосстанавливающими, они существуют в фиксированных циклических формах, не подвергаются аномеризации, не окисляются мягкими окислителями.

Это принципиальное различие химической структуры дисахаридов, относящихся к разным группам, отражается и в их систематических названиях: суффикс с окончанием -оза используется для названий восстанавливающих дисахаридов, так как в их молекулах присутствует полуацетальная гидроксогруппа, и они сохранили все свойства моносахаридов, а для названий невосстанавливающих дисахаридов используется суффикс -озид.

Примерами дисахаридов являются:

А) восстанавливающие

1)
	мальтоза 4-О-(,D-глюкопиранозидо)-(),D-глюкопираноза
2)
	целлобиоза 4-О-(,D-глюкопиранозидо)-(),D-глюкопираноза
3)
	лактоза 4-О-(,D-галактопиранозидо)-(),D-глюкопираноза

Б) невосстанавливающие

1)		трегалоза ,D-глюкопиранозидо-,D-глюкопиранозид
2)		сахароза ,D-глюкопиранозидо-,D-фруктофуранозид, или,D-фруктофуранозидо-,D-глюкопиранозид

7.2.2. Химические свойства дисахаридов

Общим свойством для всехдисахаридов, отличающим их от нейтральных моносахаридов, является способность к гидролизу. Гидролиз протекает по гликозидной связи и возможен только в кислой среде (так же, как и в общем случае, гидролиз полных ацеталей). Например, для мальтозы:

D-глюкоза

Гликозидная связь между моносахаридными звеньями в молекулах дисахаридов может разрываться также и при кислотно-катализируемом действии спиртов. Такие превращения дисахаридов известны как алкоголиздисахаридов. В качестве примера приведём метанолиз сахарозы:

Образовавшиеся на данной стадии молекулы D-фруктозы и D-глюкозы также в дальнейшем подвергаются метанолизу. В результате конечными продуктами реакции будут метилгликозидыD-фруктозы и D-глюкозы (в разных циклических и аномерных формах).

Дисахариды вступают во многие реакции, характерные для циклических форм моносахаридов с участием спиртовых гидроксильных групп, в частности образуют простые и сложные эфиры. Например, обработка целлобиозы избытком йодметана в щелочном растворе приводит к продукту исчерпывающего метилирования:

Существенным отличием восстанавливающих дисахаридов от невосстанавливающих это реакции с участием карбонильных групп. Сюда относятся как реакции нуклеофильного присоединения, реакции окисления альдегидной группы, так и другие реакции, характерные для моносахаридов, например, реакции эпимеризации и изомеризации кетоз в альдозы. Типичной иллюстрацией всего этого служит реакция серебряного зеркала (например, для мальтозы):

мальтобионовая кислота

Невосстанавливающие дисахариды существуют только в циклических формах и поэтому не проявляют свойств альдегидов и кетонов.