Химические свойства моносахаридов

1) Реакции моносахаридов по карбонильной группе

а) Явление мутаротации - самопроизвольное изменение угла вращения плоскости поляризации света при стоянии свежеприготовленного раствора углевода (физический смысл этого значения). Например, величина удельного вращения для α-D-глюкозы [α]_D²⁰ = +112^о. При стоянии раствора эта величина снижается до +52,5^о. Для β-глюкозы угол вращения повышается с +18,7^о до +52,5^о. Таким образом достигается равновесная концентрация аномерных α- и β-форм в растворе.

Химический смысл явления мутаротации - взаимное превращение α- и β-форм моноз через промежуточное образование оксо-формы.

б) Реакции восстановления моносахаридов приводят к образованию многоатомных спиртов - альдитов (альдитолов). В качестве восстановителей применяют: H₂, Ni; H₂, Pd; NaBH₄; Na, спирт и т.д.

в) Реакции окисления моносахаридов действие мягких окислителей аммиачный раствор оксида серебра Ag(NH₃)₂OH; щелочной раствор гидроксида меди Cu(OH)₂; бромная вода Br₂, H₂O; приводят к образованию альд оновых кислот.

Кетозы в щелочной среде изомеризуютя с образованием альдоз (эпимеризация), которые дальше окисляются с образованием альдоновых кислот.

При действии на альдозы более сильного окислителя, например разбавленной HNO₃, окислению подвергается не только альдегидная группа моноз, но и первичная спиртовая группа. При жестком окислении образуютя альд аровые кислоты.

Если предварительно защитить альдегидную группу в монозе, превратив ее в ацеталь и избирательно окислить первичную спиртовую, то образуются уроновые кислоты.

г) Реакции моносахаридов с нуклеофилами:

- реакция с циановодородом HCN приводит к увеличению углеродного скелета моносахарида на один ассиметрический атом углерода. В результате образуется смесь диастереомерных нитрилов.

- реакции замещения кислорода карбонильной группы моносахаридов на азот с N-нуклефилами: NH₂OH, NH₂NH_2, NH₂NHC₆H₅.

д) Дегидратация моносахаридов под действием кислот HCl, H₂SO_4. При нагревании с концентрированными кислотами пентозы образуют фурфурол, гексозы – 5-гидроксиметилфурфурол.

2) Реакции моносахаридов по гидроксильным группам. Все эти реакции записываются для циклической формы моноз.

а) Реации алкилирования моносахаридов приводят к образованию простых эфиров. Наиболее активен в этих реакциях полуацетальный гидроксил, который в отличие от остальных гидроксильных групп может алкилироваться слабым алкилирующим средством - спиртом.

В реации алкилирования моносахаридов сильными алкилирующими средствами (галогеналканами, диалкилсульфатами) участвуют все гидроксильные группы монозы.

б) Реации ацилирования моносахаридов галогенангидридами и ангидридами кислот приводят к образованию сложных эфиров. В реакции участвуют все гидроксильные группы.