2.3 Формулы, отражающие строение моноз

а) Проекционные формулы Фишера

Для более быстрого и удобного написания конфигурации моноз Э. Фишер предложил изображать их проекционными формулами. Углеродная цепь изображается вертикальной ли­нией, на концах которой пишут первую и последнюю функци­ональные группы (альдегидную группу всегда пишут вверху). Группы Н и ОН пишут справа или слева от цепи, в соответст­вии с их пространственным расположением в молекуле. На­пример, глюкоза, по Фишеру, пишется так:

б) «Перспек­тивными» формулы (формулы Хеуорса)

Представленные выше формулы не способны дать всесторонние гео­метрические представления о полуацетальной структуре монозы. В 1928 г. Хеуорс предложил «перспек­тивными» формулы, более близко отражающие реальные структуры веществ.

Атом кислорода всегда располагают в правом верхнем углу. Для более отчетливого изображения плоскости кольца часть его, обращенная к читателю, обозначается утолщенными линиями. Углеродные атомы, входящие в цикл, как правило, не пишутся, а только нумеруются. Через них проводят верти­кальные линии, на концах которых пишут водородные атомы и гидроксильные группы в соответствии с их пространствен­ным расположением в молекуле:

При написании формулы любого моносахарида по Хеуорсу сле­дует придерживаться следующих правил:

1) все группы, расположен­ные справа от углеродного остова в обычных формулах (формулах Фишера), в формулах Хеуорса занимают положение под плоскостью кольца; а группы слева — над плоскостью кольца, за исключением атома водорода, при С⁴ в фуранозах и С⁵ в пиранозах;

2) концевую груп­пу — СН₂ОН также помещают над плоскостью кольца.

Для циклических форм кетоз также при­меняют формулы Хеуорса:

Проекционные формулы Хеуорса могут создать неправильное пред­ставление о пространственном строении молекул углеводов — будто пиранозные и фуранозные кольца являются плоскими, что в действи­тельности не так. На самом деле пиранозное кольцо может принимать две конфигурации — форму кресла и форму лодки:

С энергетической точки зрения форма кресла более устойчива; именно она преобладает в большей части природных моносахаридов.

Однако широкое распространение получили проекции Хеуорса; они проще и лучше отображают химические свойства моносахаридов.

2.4 Отдельные представители моносахаридов

Наиболее широко распространены в природе гексозы и пентозы.

Среди пентоз набольшую роль играют: арабиноза, ксилоза, рибоза и дезоксирибоза. Пентозы встречаются в природных условиях главным образом как составные части молекул полисахаридов, называемых пентозанами, а также растительных камедей.

L-арабиноза

В природе преимущественно встречается L(+)-арабиноза. Она содержится в виде моносахарида в вишневом клее, свекле. L-арабиноза широко распространена в растениях в качестве составной части слизей, гумми, пектиновых веществ и гемицеллюлоз. Арабинозу получают путем гидролиза вишневого клея или свекольного жома. При восстановлении арабинозы получают многоатомный спирт арабит, при окислении – арабоновую кислоту.