Стереоізомерія

Молекули моносахаридів містять декілька асиметричних атомів вуглецю і тому вони існують у вигляді різних просторових ізомерів. Наприклад, альдопентоза має 3 асиметричні атоми вуглецю, тому одній і тій самій структурній формулі відповідає 8 стереоізомерів (2³), альдогексоза містить 4 асиметричні вуглецеві атоми і може існувати у вигляді 2 = 16 стереоізомерів (див. кн. 1, с. 72).

Для зображення стереоізомерів на площині використовують про­екційні формули Фішера (див. кн. 1, с. 71).

Всі ізомери моносахаридів підрозділяють на D- і L -стереохімічні ряди, належність до котрих визначається за конфігурацією асимет­ричного атома вуглецю, максимально віддаленого від карбонільної групи (для пентоз — С₄, для гексоз — С₅). Якщо конфігурація цього хірального атома вуглецю співпадає з конфігурацією D - гліцеринового альдегіду, то моносахарид відносять до D -ряду, якщо ж з конфігу­рацією L - гліцеринового альдегіду — то до L -ряду, наприклад:

Так, з 16 стереоізомерів альдогексози 8 відносяться до D -ряду, а 8 до L -ряду. Представники D -ряду є оптичними антиподами L -ряду, тобто альдогексоза існує у вигляді 8 пар енантіомерів. Наприклад, енантіомерами є D -глюкоза і L -глюкоза.

Переважна більшість природних моносахаридів відноситься до D -ряду. Найважливішими природними моносахаридами є:

Просторові ізомери моносахаридів, які відрізняються конфігура­цією одного або декількох атомів вуглецю і не відносяться до дзер­кальних ізомерів (енантіомерів) називаються діастереомерами (див. кн. 1, с. 74). Так, D - глюкоза і D -галактоза, D -маноза і D -глюкоза, D -маноза і D - галактоза складають пари діастереомерів. Діастереомери, що розрізняються конфігурацією тільки одного асиметричного атома вуглецю, називаються епімерами. Наприклад, D - глюкоза і D -галактоза, а також D - глюкоза і D -маноза, складають пари епімерів. Таким чином, епімерія є окремим випадком діастереомерії.

Найважливішою властивістю речовин, молекули котрих мають асиметричний атом вуглецю або асиметричні в цілому, є їх здатність обертати площину поляризованого променя світла. Тому моносаха­риди виявляють оптичну активність. Обертання площини поляризо­ваного світла праворуч позначають знаком (+), а ліворуч знаком (–). Однак слід пам'ятати, що напрям обертання визначається експери­ментально і ніяким чином не пов'язаний з конфігурацією, тобто на­лежністю до D - або L -ряду. Так, форма D -глюкози, котра зустрічаєть­ся в природі, є правообертальною, а тіриродна форма D -фруктози лівообертальною.