Organicheskaya_khimia_Uchebn_v_2-kh_t_T_2_Traven (1125751), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Мутаратация — изменение оптической активности сахара вследствие пали'нш в его структуре полуацетального С-атолза н равновесия между открытой и циклической формами. Палнсахариды — углеводы, молекулы которых включают более восьми фраглюнтов моносахаридов. Руффа реакция (деградация по Руффу) — реакция, с помощью которой углеродная цепь альдозы укорачивается на одно звено. Реакция проводится дсйствкем пероксида водорода на соль альдоновой кислоты в присутствии ионов трехвалентного железа. Таллеиса формула — циклическая (полуацстальная) форл1а моносахарида ~глюкозы).
Фишера формулы — открытая форма моносахарида (глюкозы). Хеуарса формула — приближенное к пространственному изображение циклического сахара, а котором цикл представлен а виде плоского многоугольника. С помощью форлзул Хеуорса можно различать иис- и шранс-изомеры, но не аксиальные и экваториальные конформеры. Эпимеры — стсреоизомеры, содержащие несколько хиральных центров, но различающиеся по конфигурации только одного из центров. Аномеры — частный слу щй эпимсров. ЗАДА ЧИ Задача 2бл. Сколько хиральных центров содержится в альдотриозс, альдотетрозс, кетогексозе, альдогексозе? 498 Глава 26.
Углеводы Задача 26.2. Напишите схему превращений, которые претерпевает индивидуальная [ъВ-глюкопирагюза ([а]р +! 8,77'), будучи растворена в воде. Задача 26.3. На примере маннопиранозы объясните, н чем состоит суть аномерного эффекта, Задача 26.4. Напишитс схему превращений, которые претерпевает индивидуальная а-0-глюкопираноза ([а)о+112,2'), будучи растворена в водном растворе Са(ОН)з, Задача 26лй Напишите схему превращений, которые претерпевает метил-а-0-глюкопиранозид ([а[о э158') при обработке разбавленной соляной кислотой.
Задача 26.6. Напишите схему превращений, которые претерпевает метил-р-0-глюкопиранозид ([а)п -33') при обработке разбавленной щелочью. Задача 26.7. Каким образом мстил-а-0-глюкопираиозид можно превратить в а-0-глюкопиранозу, которая нс содержала бы [)-апомера? Задача 2648 В нейтральном и щелочном растворах гликозиды ие подвергаются мутаротации. Однако они претерпевают мутаротацию в присутствии разбавленной соляной кислоты. Объясните этот факт. Задача 26.9.
Изобразите крегловидныс формулы всех стереоизомеров В-глюкопиранозы. Какой из них наиболее устойчив? Дайте объяснение. Задача 26.10. Напишите схему превращений, которые претерпевает пеитамстила-0-глюкопираиозид в разбавленной соляной кислоте. Поясните ответ. Напишите структурныс формулы перечисленных соединений. Задача 26.12. Напишите схему превращений, которые претерпевает [э-0-глюкопираноза при обработке бромиой водой. Изобразите циклические структуры конечного продукта. Задача 2643. [)-0-Глюкопираноза подвергается окислению: а) при действии бромиой воды; б) при действии разбавленной НХОз.
Какие продукты при этом образуются? Сделайте заключение об их оптической активно- Задача 26.14. Изобразите открытую форму продукта окисления 0-маннозы разбавленной НХОз. Назовите этот продукт. Сделайте заключение о его оптической активности. Задача 26.15. Изобразите проекционную формулу Фишера для продукта окисления 0-эритрозы разбавленной НХО . Задача 26.16. Какие продукты могут быть получены по схеме синтеза Килиаии-Фишера из следующих моносахарилов.
а) 0-эритроза; б) В-трсоза, Задача 26.11. Укажите, какие из ся к восстанавливающим сахарам. а) а-0-глюкопираноза; б) [)-Л-глюкопираиоза; в) метил-[5-0-глюкопираиозид; перечисленных ниже производных 0-глюкозы относят- г) пеитаметил-а-0-глюкопиранозид; д) пентаацетат-п-0-глюкопиранозы; е) 2,3,4,б-тетра-О-метил-Л-глюкопираноза. 499 26дй Обьген энергии а живом организме Задача 26Л?. )З-Манноза может быть как прааоаращающей, так и леаоаращающей Дайте объяснение этому факту.
Задача 26.18. Примените метод деградации Руффа к каждой из альдопентоз. Какие моносахариды при этом получают? Задача 26.19. Напишите формулы Хеуорса для следующих сахаридоа: а) а-?)-галактопираноза; а) метил-б-?)-ьзаннозид; б) сьмальтоза; г)~)-целлобиоза. Задача 26.20.?Э-глюкоза,?Э-манноза и 1?-фруктоза реагируют с 3 люль фенилгидразина с образоаанием одного и того же озазана.
Напишите соотаетстаующие реакции. Какое пространстаенное строение имеет озазон? 26.4. ОБМЕН ЭНЕРГИИ В ЖИВОМ ОРГАНИЗМЕ В этой главе мы познакомилнсь с химическим синтезом углеводов. В природе углеводы синтезируются в зеленых растениях из углекислого газа и воды под действием солнечной энергии (фотосинтез).
Суммарное уравнение фотосинтеза записывается следующим образом: Это уравнение показывает, что углеводы действуют как консерванты солнечной энергии. Эта энергия высвобождается при расщеплении углеводов, например в животных организмах, до СО2 и Н О.
С„(Н20), + х02 х СО2 + у Н20 + энергия, Часть этой энергии выделяется в виде тепла, а другая часть расходуется в процессе биосинтеза. Использование выделяющейся энергии представляет для живого организма определенную проблему. В частности, организм человека может активно перерабатывать только часть этой энергии, переводя ее, например, в мышечную или умственную энергию. Оставшаяся часть энергии расходуется пассивно — на синтез триглицеридов (жиры). Как только содержание полисахаридов на 1 кг тканей достигает 50 — 60 г, энергия начинает использоваться для образования жиров.
Один из путей «полезной» консервации энергии — синтез аденгэаинтрифгэсфата (АТФ) из аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфата. Как показано ниже, аденозин состоит из фрагмента азотистого основания (аденин), фрагмента моносахарида (рибоза) н остатка ди (или три)фосфорной кислоты. г"лава?о, Углеводы фрагмент аденина ! звертив окислительвык реакций 0 0 0 И И Нз 0 Р 0 Р 0 Р 0 + НгО ! ОФ ОФ ОФ новая АТФ связь Р-Π— Р Эта реакция протекает во всех живых организмах, как в растительных, так и в животных. Энергия сохраняется в АТФ и используется в дальнейшем во всех процессах, протекающих с расходованием энергии: сокращение мышц, синтез макромолекул, умственная энергия и т.
д. АТФ + НзО АДФ + фосфат-ион, ро ,ро АТФ + Ря С й — С И + АДФ. ОН ' Π— Р— Огв Огв Таким образом, биологическое окисление глюкозы идет в несколько стадий, а высвобождаемая при этом энергия консервируется в виде макроэргических соединений. Как уже отмечено, ведущую роль среди этих соединений играет АТФ. Группа реакций, которые в конечном итоге дают АТФ, о о И Нз 0 — Р— 0 — Р— ОН 1 ! ОФ ОФ Н 0 Н фрагмент дифосфорной фрагмент рибозы кислоты АДФ о И НΠ— Р— 0 оо фосфат-ион бО1 264, Обмен энергии и жином организме получила несколько названий: цикл Кребса, цикл трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты.
Этими реакциями завершается аэробное окисление (т. е, в присутствии кислорода воздуха) органических молекул в живых организмах. Связь между циклом Кребса и другими процессами превращения биологических молекул показана схематически ниже. Сахара Глюкоза Пироиинограиная кислота ! Жиры ° «Ацетилкофермент А' х- Белки ! Цикл Крсбса ! — НгО Ог Одна из функций АТФ, таким образом, заключается в переносе фосфатных групп (фосфорилирование).
В живых системах экзергоническшг гидролиз АТФ нередко сопряжен со второй эндергонической реакцией. Энергия, которая высвобождается при гидролизе АТФ, «запускает» эндергонический процесс. Углеводы являются источником энергии человека в повседневной жизни. В частности, энергию, содержащуюся в гликогене, человек расходует в течение одного дня, Энергия «длительного» хранения содержится в жирах. Запасы жиров у человека таковы, гго их энергию человек сможет израсходовать не ранее чем через месяц. При этом следует иметь в виду, что биохимическое расщепление 1 г жира до СО2 и воды дает в 2 раза больше энергии, нежели расщепление 1 г углеводов или 1 г белков. Однако„так как современный человек не нуждается в длительной консервации энергии, его физиологическую потребность в жирах следует признать невысокой.
Это тем более справедливо, поскольку человеческий организм и самостоятельно способен синтезировать все насыщенные глнцериды и часть ненасыщенных глицеридов. глггцеридьг лишь некоторых ненасыщенных жирньгх кислот являются незаменимыми и должны быть представлены в рационе питания. Термин чпротеины» происходит от греческого слова «рго1еюаьз которое означает «первичный». Этим подчеркивается первостепенная значимость протеинов для всех живых организмов. В частности, протеины составляют не менее 50% сухой массы организма человека. В русском языке для обозначения протеинов широко распространен термин «белкиь. Функции белков в организме чрезвычайно многообразны.
Некоторые из них (например, коллаген) составляют основу костно-мышечных тканей. Другие белки включены в иммунную систему и выполняют защитные функции против инфекций и возбудителей болезней. Наиболее важные белки — ферменты (знзимы), которые катализируют химические реакции, протекающие в организме, и гормоны„регулирующие все биохимические процессы в организме. Белки являются полимерами, в которых фрагменты и-аминокислот соединены амидными связями. Для построения белков природа использует 20 а-аминокислот. В состав белка может быть включено от 50 до 8000 молекул аминокислот, а молекулярная масса белка может достигать 1 млн.
Этот раздел начинается с рассмотрения классификации, строения и свойств природных а-аминокислот. 27.1. КЛАССИФИКАЦИЯ а-АМИНОКИСЛОТ Все а-аминокислоты имеют следующую общую формулу: Н О ! 8 НгХ вЂ” С вЂ” С вЂ” ОН В В основе классификации лежат свойства боковой группы — заместителя В. Этот заместитель может иметь нейтральную, полярную, основную или кислотную природу. Ниже природные а-аминокислоты классифицированы в зависимости от свойств заместителя К. Указаны также структурные формулы а-аминокислот, их полные и сокращенные названия, а также значения их изозлектрических точек рН,. (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
