Углеводы. Моносахариды. Лекция 5

Август 22, 2022

Главная
Химия
Углеводы. Моносахариды. Лекция 5

Содержание

2. Углеводы - большая группа природных биологически активных соединений – полигидроксикарбонильные соединения, их некоторые производные и полимеры.
3. Моносахариды. Моносахариды (Сn(H2O)n) содержат 1 карбонильную группу и несколько спиртовых ОН. Моносахариды – твердые вещества, хорошо
4. Особенности строения моносахаридов. Почти все моносахариды – хиральные (оптически активные) соединения. Количество хиральных центров (N): N
5. Важнейшие представители моносахаридов. Триозы: D-глицериновый альдегид (альдоза), диоксиацетон (кетоза) Альдопентозы: D-рибоза, 2-дезокси-D-рибоза, D-ксилоза Кетопентозы: D-рибулоза, D-ксилулоза
7. Стереохимические термины. Пара энантиомеров – пара оптических изомеров, относящихся друг к другу как предмет к своему
8. Химические свойства моносахаридов. Изомеризация – эпимеризация (в щелочной среде) Цикло-оксотаутомерия и мутаротация Образование гликозидов и полигликозидов
9. Изомеризация – эпимеризация моносахаридов. В щелочной среде под действием оснований альдозы и кетозы превращаются в равновесную
10. Цикло-оксо-таутомерия и мутаротация. Цикло-оксо-таутомерия – явление существования моносахаридов в растворе в виде равновесной смеси ациклической (оксо-)
11. Образование гликозидов и полигликозидов. О-Гликозиды из моносахаров in vitro обратимо образуются в кислой среде в реакции
12. Реакции окисления. Эти реакции многочисленны и очень разнообразны. Альдозы образуют: в наиболее мягких условиях (Br2/H2O) альдоновые
13. Реакции восстановления. Эти реакции многочисленны и разнообразны: карбонильная группа восстанавливается до спиртовой с образованием многоатомных спиртов.
14. Качественные реакции моносахаридов. Реакции окисления альдегидной группы с образованием альдоновых кислот и продуктов их распада в
15. Фосфорные эфиры моносахаридов in vivo. In vivo моносахариды фосфорилируются с помощью АТФ. Метаболитами являются: глюкоза-6-фосфат, глюкоза-1-фосфат,
16. Биороль моносахаридов. Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) – важнейший источник энергии для организма (около 500 г/сут). Широко
17. Особая роль D-глюкозы. Универсальное питательное вещество для любых клеток. Используется клетками как в энергетических, так и
19. Скачать презентацию

Слайд 2

Углеводы - большая группа природных биологически активных соединений – полигидроксикарбонильные соединения,

их некоторые производные и полимеры.
Углеводы – твердые вещества разнообразного строения и свойств, различной растворимости в воде, практически нерастворимые в органических растворителях.
По строению и составу углеводы можно классифицировать на:
Моносахариды (низкомолекулярные вещества, не гидролизуются)
Дисахариды (гидролизуются с образованием 2 молекул моносахаридов)
Олиго- и полисахариды (высокомолекулярные вещества, гидролизуются : олигосахариды дают 3 - 10 молекул моносахаридов, полисахариды – более 10 молекул).

Слайд 3

Моносахариды.
Моносахариды (Сn(H2O)n) содержат 1 карбонильную группу и несколько спиртовых ОН.

Моносахариды – твердые вещества, хорошо растворимые в воде, очень плохо растворимые в органических растворителях, многие имеют сладкий вкус.
Моносахариды можно классифицировать по признакам:
1. По природе карбонильной группы:
- альдозы (содержат альдегидную группу –СН=О)
- кетозы (содержат кетонную группу >С=О)
2. По количеству атомов С в молекуле:
триозы (С3) тетрозы (С4)
пентозы (С5) гексозы (С6) гептозы (С7) прочие

Слайд 4

Особенности строения моносахаридов.
Почти все моносахариды – хиральные (оптически активные) соединения.
Количество

хиральных центров (N): N = nC - 2 (у альдоз), N = nC - 3 (у кетоз).
Количество оптических изомеров Ni = 2N
Большинство моносахаридов организма человека относятся к D- стереохимическому ряду.
Принадлежность к D-ряду определяется относительной конфигурацией хирального центра с максимальным атомным номером (С-5 у D-глюкозы).
Конфигурационный стандарт D-глицериновый альдегид.
L-моносахариды – ксенобиотики.
Для пентоз и гексоз характерна цикло-оксо-таутомерия (кольчато-цепная).

Слайд 5

Важнейшие представители моносахаридов.
Триозы: D-глицериновый альдегид (альдоза), диоксиацетон (кетоза)
Альдопентозы: D-рибоза, 2-дезокси-D-рибоза,

D-ксилоза
Кетопентозы: D-рибулоза, D-ксилулоза
Альдогексозы: D-глюкоза, D-галактоза, D-манноза, аминосахара: D-глюкозамин, D-галактозамин, D-маннозамин,
Кетогексозы: D-фруктоза
Прочие: N-ацетилнейраминовая (сиаловая) кислота, аскорбиновая кислота (витамин С)

Слайд 6

Слайд 7

Стереохимические термины.
Пара энантиомеров – пара оптических изомеров, относящихся друг к

другу как предмет к своему зеркальному отображению (D-глюкоза и L-глюкоза).
Диастереомеры – оптические изомеры (с несколькими хиральными центрами), не являющиеся энантиомерами (D-галактоза и D-манноза).
Эпимеры – диастереомеры, различающиеся конфигурацией только 1 хирального центра (из нескольких) (D-глюкоза и D-галактоза).
Пара аномеров – пара диастереомеров (эпимеров) циклических форм моносахаридов, различающиеся конфигурацией только аномерного атома С (α-D-глюкопираноза и β-D-глюкопираноза).
Таутомеры – динамические структурные изомеры, находящиеся в равновесии и взаимно переходящие друг в друга путем переноса атома Н и перераспределения электронной плотности и химических связей внутри молекулы. В большинстве случаев неразделимы.

Слайд 8

Химические свойства моносахаридов.
Изомеризация – эпимеризация (в щелочной среде)
Цикло-оксотаутомерия и

мутаротация
Образование гликозидов и полигликозидов (полисахаридов)
Образование простых и сложных эфиров
Реакции окисления
Реакции восстановления
Образование фосфорных эфиров in vivo и их превращения
Прочие реакции

Слайд 9

Изомеризация – эпимеризация моносахаридов.
В щелочной среде под действием оснований альдозы

и кетозы превращаются в равновесную смесь изомеров и эпимеров, состав которой зависит от условий:
D-глюкоза, D-манноза и D-фруктоза превращаются в равновесную смесь друг друга.

Слайд 10

Цикло-оксо-таутомерия и мутаротация.
Цикло-оксо-таутомерия – явление существования моносахаридов в растворе в

виде равновесной смеси ациклической (оксо-) и циклических таутомерных форм.
Мутаротация – явление изменения оптической активности свежеприготовленного раствора моносахарида (вследствие цикло-оксо-таутомерии).
Моносахариды существуют в твердом состоянии и более устойчивы в растворах в виде гетероциклических аномерных 6-членных пиранозных (глюкоза) и 5-членных фуранозных форм.
Глюкоза в 1М растворе при pH 7 и 250 С представляет собой смесь 64% β-D-глюкопиранозы, 36% α-D-глюкопиранозы и 0,026% ациклической формы.

Слайд 11

Образование гликозидов и полигликозидов.
О-Гликозиды из моносахаров in vitro обратимо образуются

в кислой среде в реакции со спиртами (и расщепляются гидролизом). Существуют также S- и N-гликозиды (нуклеозиды).
In vivo в нейтральной среде моносахариды способны образовывать полисахариды, в которых остатки сахаров соединены О-гликозидными связями. Эти связи устойчивы к гидролизу в щелочной среде, а in vitro – и в нейтральной.

Слайд 12

Реакции окисления.
Эти реакции многочисленны и очень разнообразны.
Альдозы образуют: в

наиболее мягких условиях (Br2/H2O) альдоновые кислоты (из глюкозы – глюконовая и т.д.); в жестких условиях – конц. HNO3 при нагревании – альдаровые кислоты (из глюкозы – глюкаровая и т.д.).
In vivo из альдоз могут образовываться альдуроновые кислоты (из глюкозы – глюкуроновая)

Слайд 13

Реакции восстановления.
Эти реакции многочисленны и разнообразны: карбонильная группа восстанавливается до

спиртовой с образованием многоатомных спиртов.
Альдогексозы дают по 1 шестиатомномуспирту (глюкоза – глюцит (сорбит(ол)), манноза – маннит(ол), галактоза – дульцит (галактит(ол)), кетогексозы – эквимолярную смесь 2 эпимерных по С-2 спиртов (фруктоза – глюцит + маннит).

Слайд 14

Качественные реакции моносахаридов.
Реакции окисления альдегидной группы с образованием альдоновых кислот

и продуктов их распада в щелочной среде с помощью:
1. Реактива Фелинга – Бенедикта (Cu2+/OH-) – выпадает кирпично-красный осадок Cu2O
2. Реактива Толленса (Ag(NH3)2OH) - выпадает осадок (зеркало) Ag
Фруктоза в этих условиях изомеризуется в глюкозу и маннозу и поэтому тоже дает эти реакции.
Специфическая реакция фруктозы – с реактивом Селиванова – образуется вишнёво-красная окраска.

Слайд 15

Фосфорные эфиры моносахаридов in vivo.
In vivo моносахариды фосфорилируются с помощью

АТФ. Метаболитами являются: глюкоза-6-фосфат, глюкоза-1-фосфат, фруктоза-6-фосфат, фруктоза-1,6-дифосфат, рибоза-5-фосфат и др.
Глюкоза-6-фосфат – главный внутриклеточный метаболит глюкозы, используемый во множестве метаболических путей.

Слайд 16

Биороль моносахаридов.
Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) – важнейший источник энергии для

организма (около 500 г/сут). Широко распространены в природе в форме разнообразных полисахаридов.
Используются почти во всех биосинтетических процессах организма (гликоген, структурные полисахариды, жиры, ХС и стероиды и др.).
Рибоза и 2-дезоксирибоза необходимы для биосинтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот.
Глюкуроновая кислота необходима для обезвреживания и выведения ксенобиотиков из организма.
Сиаловые кислоты входят в состав поверхностных антигенов клетки, необходимых для правильной работы иммунной системы.
Применяются в лечебных целях (глюкоза, глюконат кальция, витамин С) и входят в состав лекарств.

Слайд 17

Особая роль D-глюкозы.
Универсальное питательное вещество для любых клеток.
Используется клетками

как в энергетических, так и в пластических целях.
Единственный источник энергии для клеток человека в анаэробных условиях, абсолютно необходима для эритроцитов, чрезвычайно важна для нейронов.
Используется клетками для биосинтеза практически всех метаболитов и запасающих веществ, содержится в крови (3,3-5,5 ммоль/л), при недостатке биосинтезируется из лактата, глицерина, аминокислот (белков организма).
Широко распространена в природе, в основном в виде биополимеров – полисахаридов.

Углеводы. Моносахариды. Лекция 5

Содержание

Углеводы - большая группа природных биологически активных соединений – полигидроксикарбонильные соединения,

Моносахариды. Моносахариды (Сn(H2O)n) содержат 1 карбонильную группу и несколько спиртовых ОН.

Особенности строения моносахаридов. Почти все моносахариды – хиральные (оптически активные) соединения.Количество

Важнейшие представители моносахаридов.Триозы: D-глицериновый альдегид (альдоза), диоксиацетон (кетоза) Альдопентозы: D-рибоза, 2-дезокси-D-рибоза,

Стереохимические термины. Пара энантиомеров – пара оптических изомеров, относящихся друг к

Химические свойства моносахаридов. Изомеризация – эпимеризация (в щелочной среде) Цикло-оксотаутомерия и

Изомеризация – эпимеризация моносахаридов. В щелочной среде под действием оснований альдозы

Цикло-оксо-таутомерия и мутаротация. Цикло-оксо-таутомерия – явление существования моносахаридов в растворе в

Образование гликозидов и полигликозидов. О-Гликозиды из моносахаров in vitro обратимо образуются

Реакции окисления. Эти реакции многочисленны и очень разнообразны. Альдозы образуют: в

Реакции восстановления. Эти реакции многочисленны и разнообразны: карбонильная группа восстанавливается до

Качественные реакции моносахаридов. Реакции окисления альдегидной группы с образованием альдоновых кислот

Фосфорные эфиры моносахаридов in vivo. In vivo моносахариды фосфорилируются с помощью

Биороль моносахаридов. Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) – важнейший источник энергии для

Особая роль D-глюкозы. Универсальное питательное вещество для любых клеток. Используется клетками

Похожие презентации