2.5 Химические свойства моносахаридов

Присутствие в моносахаридах гидроксильных, альдегидных и кетонных групп позволяет им вступать в реакции, характерные для спир­тов, альдегидов и кетонов. Кроме того, возможны реакции, определя­емые наличием циклических структур.

1. Образование гликозидов

Как полиолы, моносахариды могут вступать в реакцию со спирта­ми с образованием простых эфиров. Причем, аномерный атом углерода облада­ет наибольшей реакционной способностью.

В результате взаимодействия гликозидного гидроксила моносахарида со спиртами, образуются соединения типа простых эфиров, которые называются гликозидами. Вновь образовавшаяся связь называется гликозидной.

Гликозидная связь при аномерном атоме углерода также легко образу­ется в результате реакции моносаха­рида с гидроксильной группой другого моносахарида. Продук­том такой реакции является дисахарид. Полисахариды представля­ют собой цепи моносахаридов, соединенных гликозидными связя­ми. В природе встречаются все виды гликозидных связей: 13; 12; 16; но каждый конкретный олиго- или полисахарид содержит определенный вид гликозидных связей между мономерными единицами.

2.Образование сложных эфиров

Моносахариды, реагируя с кислотами, могут давать сложные эфиры. Из производных сахаров наиболее важное биологическое значение имеют эфиры фосфорной кислоты.

Биологическое значение сахарофосфатов состоит в том, что они представляют собой метаболически активные формы сахаров, играющие важную роль в биоэнергетике живой клетки.

3. Окисление моносахаридов

При химическом или биологическом окислении концевых групп альдоз до карбоксильных образуются три различных производных альдоз. Кислоты, образующиеся при окислении альдегидной группы, называются алъдоновыми.

Эта реакция успешно используется в методах количественного определения моносахаридов.

Если окислению подвергается концевая группа –СН₂ОН, то при этом образуются уроновые кислоты:

Уроновые кислоты играют большую роль в качестве промежуточных продуктов при образовании пентоз из гексоз. Так, например, образующаяся при окислении глюкозы глюкуроновая кислота, подвергаясь декарбоксилированию, может дать ксилозу:

При декарбоксилировании галактуроновой кислоты образуется арабиноза.

Уроновые кислоты легко образуются в растениях и играют в них большую роль. Они входят в состав пектиновых веществ, некоторых растительных слизей и других сложных полисахаридов.

При действии сильных окислителей окисляются обе концевые группы до карбоксильной, образуются альдаровые кислоты – глюкаровая, галактаровая и т.д., биологическая роль которых не установлена:

Альдаро­вые кислоты образуются при действии достаточно сильных окислите­лей, таких как азотная кислота.

4. Восстановление моносахаридов

Карбонильная группа моносахаридов легко вступает в реакции восстановления с образованием сахароспиртов.

Простейшим сахароспиртом является трехатомный спирт глицерин, образующийся при восстановлении глицеральдегида. Глюкоза при восстановлении дает шестиатомный сахароспирт сорбит, галактоза – дульцит, манноза – манит:

Глицерин является важным компонентом липидов. Сорбит часто встречается в различных фруктах, ягодах. В ягодах ряби­ны его содержание достигает 7 %, заметное количество сорбита обна­ружено в плодах слив, яблок, вишен, абрикосов, персиков. Сорбит используется в кондитерской промышленности для придания издели­ям сладкого вкуса. Дульцит содержится во многих расте­ниях, выделяется на поверхности коры деревьев. Маннит также часто выделяется на коре деревьев; в больших количествах содержится в "манне", которая представляет собой высохшие выделения некоторых видов ясеня; имеется также в водорослях, плодах (ананасе), овощах (моркови, луке). Содержание маннита в бурых водорослях (морской капусте) Дальнего Востока колеблется от 5 до 10 %. Эти водоросли используются в качестве сырья при получении маннита.