Механизм образования циклических форм моносахаридов

Линейная форма моносахаридов соответствует лишь строению триоз и тетроз. Альдозы, содержащие пять и более атомов углерода, и кетозы, содержащие шесть и более атомов углерода, существуют как в растворе, так и в кристалле, практически полностью в циклической форме (в виде внутренних циклических полуацеталей).

Циклические структуры образуются при атаке гидроксигруппы при четвертом или пятом атоме углерода на собственную карбонильную группу сахара.

Обратимое замыкание внутреннего полуацеталя на примере D-глюкозы (шестичленная пиранозная форма) и D-рибозы (пятичленная фуранозная форма)

Внутренние ацетали сахаров могут быть пяти- или шестичленными. Размер цикла обозначают, заменяя окончание - за в названии сахара на - фураноза в случае пятичленного цикла или - пираноза в случае шестичленного цикла. Образование полуацеталя сопровождается превращением плоской (а, значит, ахиральной) карбонильной группы в хиральный центр. Этот новый, возникающий при образовании циклического полуацеталя хиральный центр называют аномерным, а пару диастереомеров, различающихся конфигурацией лишь при аномерном центре — аномерами.

Для изображения циклических форм сахаров обычно используют проекции Хеуорса.

В каноническом написании проекций Хеуорса цикл располагают так, чтобы атом С1 находился справа, связи C1 – C2, C2 – C3 и C3 – C4 выступали на нас (это обозначено широкими линиями), а ацетальный кислород уходил за плоскость рисунка. Для описания конфигурации при аномерном центре используют греческие буквы “ a” и “ b ”. В канонической проекции Хеуорса сахаров D-ряда b‑ аномеру отвечает расположение аномерной гидроксигруппы над циклом, а a -аномеру — под циклом.

a, D-глюкопираноза b, D-глюкопираноза b, D-фруктофураноза

Наибольшее биологическое значение имеют D-рибоза и D-дезоксирибоза. У D-дезоксирибозы, в отличие от рибозы, отсутствует ОН-группа у 2 углеродного атома.