Vzah medzi konformanm a Fischerovym vzorcom Dglyceraldehyd Ltreza

Vzťah medzi konformačným a Fischerovym vzorcom D-glyceraldehyd L-treóza

• • aldózy - polyhydroxykabonylové zlúčeniny všeobecného vzorca Cn. H 2 n. On patriace medzi monosacharidy, ktoré majú karbonylovú skupinu v koncovej polohe nevetveného reťazca (polyhydroxyaldehydy). Podľa počtu atómov v molekule sa aldózy delia na triózy, tetrózy, pentózy, hexózy, heptózy, októzy atď. Podľa konfigurácie na konfiguračnom atóme uhlíka sa delia na aldózy genetických radov D a L (monosacharidy). Aldózy genetického radu D možno postupne získať z D-glyceradehydu aplikáciou Fischer-Killianiho meódy alebo Sowdenovej metódy. Podobne sa z L-glyceradehydu získajú L-aldózy. Vyššie aldózy sa odvodzujú analogicky a ich názvy sa tvoria pomocou konfiguračných predpôn odvodených od trióz až hexóz: D- resp. L-glycero-, -erytro-, -treo-, -ribo-, -arabino-, -xylo-, -lyxo-, -alo- (-allo-), -altro-, -gluko-, -mano- (-manno-), -gulo-, -ido-, -galakto- a -talo-. Všetky aldózy sú za bežných podmienok v cyklických poloacetálových formách. Každá vytvorená cyklická poloacetálová forma aldózy má dva streoizoméry, ktoré sa nazývajú anoméry a ktoré sa navzájom líšia fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Cyklické poloacetálové formy aldóz sa niekedy zoraďujú do homomorfných radov. Podobným spôsobom sa odvodzujú cyklické poloacetálové štruktúry pre ketózy, kyseliny urónové a iné redukujúce sacharidy. Cyklické poloacetálové štruktúry podobne ako cyklohexán alebo cyklopentán nemajú rovinné usporiadanie kruhových atómov ako to znázorňujú Haworthove projekčné vzorce. Takto napr. -D-galaktopyranóza ako aj najstabilnejšia forma D-glukózy, -Dglukopyranóza prednostne zaujímajú najstabilnejšiu stoličkovú konformáciu 4 C 1. Priestorové usporiadanie substituentov v prednostne zaujatej konformácii určuje stabilitu a celkovú reaktivitu aldóz ako i iných sacharidov v cyklických formách.

D-aldózy názvoslovná prípona „-óza“

Sacharidivé konfiguračné názvoslovné predpony racionalizujú sacharidové názvoslovie

Dôvod zavedenia špeciálneho názvoslovia sacharidov – súborné konfiguračné predpony pre jeden až štyri chirálne atómy uhlíka v sacharidovom reťazci významne zjednodušujú systematické názvoslovie sacharidov

Cyklické formy -D-aldóz

Vzťah medzi acyklickou a cyklickou štruktúrou aldóz Acyklické štruktúry aldóz znázornené Fischerovými vzorcami sa jednoducho prekresľujú na ich cyklické Haworthove vzorce po príslušných rotačných operáciach 1 resp. 2, ktorými sa do koncovej pozície acyklického reťazca aldózy premiestňuje hydroxylová skupina zúčastňujúca sa tvorbe furanózovej resp. pyranózovej cyklickej štruktúry svojou adíciou na karbonylovú skupinu pôvodne acyklickej aldózy.

pyranóza - šesťčlánková cyklická poloacetálová štruktúra redukujúcich monosacharidov vzniknutá adíciou hydroxylovej skupiny na atóme uhlíka C-5 na karbonylovú skupinu. furanóza - päťčlenná cyklická poloacetálová štruktúra redukujúch monosacharidov vzniknutá adíciou hydroxylovej skupiny na atóme uhlíka C-4 na karbonylovú skupinu. anoméry - dvojice stereoizomérov cyklických poloacetálových foriem (mono)sacharidov líšiace sa len konfiguráciou na anomérnom atóme uhlíka. Rozdeľujú sa na - a -anoméry. -Anoméry majú vo Fischerovom projekčnom vzorci umiestnenú anomérnu hydroxylovú skupinu alebo skupinu z nej vzniknutú derivatizáciou na tej istej strane ako je hydroxylová skupina na referenčnom atóme uhlíka. -Anoméry majú usporiadanie týchto hydroxylových skupín opačné. epiméry - v širšom slova zmysle dvojice stereoizomérov sacharidov líšiacich sa konfiguráciou len na jednom chirálnom atóme uhlíka (s výnimkou anomérneho anoméry), v užšom slova zmysle dvojice stereoizomérov líšiace sa konfiguráciou na atóme uhlíka bezprostredne susediacom s karbonylovou alebo potenciálnou karbonylovou skupinou sacharidu. Napr. D-glukóza a D-manóza sú epimérne (2 epimérne) aldózy, kyselina D-glukurónová a kyselina D-galakturónová sú 4 -epimérne kyseliny urónové. glykóza - súborný (všeobecný) názov pre monosacharidy a oligosacharidy. Od kmeňa glyk- možno vytvoriť ďalšie súborné názvy rôznych typov sacharidových zlúčenín pripojením príslušnej koncovky, napr. glykozidy, glycitoly (syn. alditoly), glykány (syn. polysacharidy), glycidy (syn. sacharidy), atď.

D-galaktóza anomérny referenčný atóm -D-galaktopyranóza -D-galaktofuranóza

Vo všeobecnosti platí, že pre cyklické formy D-sacharidov ich alfaanomérne väzby smerujú pod rovinu ich kruhu a ich betaanomérne väzby smerujú nad rovinu ich kruhu. Pre cyklické formy L-sacharidov je to naopak; ich alfa-anomérne väzby smerujú nad rovinu ich kruhu a ich beta-anomérne väzby smerujú pod rovinu ich kruhu. -D-galaktopyranóza -D-galaktofuranóza

Konformačný deskriptor • Jedna cyklická štruktúra sacharidu môže zaujať niekoľko rôznych konformácií, na rozlíšenie ktorých sa používajú konformačné deskriptory. Napr. -D-glukopyranóza môže zaujať dve rôzne stoličkové konformácie, ktoré sa označujú veľkým kurzívovaným písmenom C (chair – stolička) s horným a dolným číslovým indexom atómov uhlíka C-1 a C-4, podľa ich polohy voči rovine stoličkovej konformácie vytvorenej atómami uhlíka C-2, C-3, C-5 a pyranózového atómu kyslíka, t. j. konformér -D-glukopyranóza-4 C 1 a konformér -D-glukopyranóza-1 C 4 Haworthov vzorec -D-glukopyranóza konformačné vzorce -D-glukopyranóza-4 C 1 -D-glukopyranóza-1 C 4

Ostatné konformačné deskriptory (http: //www. chem. qmul. ac. uk/iupac/2 carb/06 n 07. html) 1 Methyl β-D-arabinofuranoside-E 2 2 α-D-Arabinofuranose-3 E 3 1, 2 -O-Isopropylidene-β-L-idofuranose-3 T 2 4 2, 3 -O-Isopropylidene-α-D-lyxofuranose-2 T 1 5 α-L-Arabinopyranose-4 C 1 6 L-Glucono-1, 5 -lactone-1 C 4 7 Methyl 2, 6 -anhydro-α-D-altropyranoside-2, 5 B 8 1, 4 -Anhydro-α-D-allopyranose-B 1, 4 9 1, 2 -O-Ethylidene-α-D-glucopyranose-1 S 3 10 β-L-Altropyranose-2 SO 11 Methyl 2, 3 -anhydro-5 -thio-β-L-lyxopyranoside-5 HS 12 2, 3 -Dideoxy-D-erythro-hex-2 -enono-1, 5 -lactone-5 E

Konformačný vzorec Haworthov vzorec Millsov vzorec 1, 2: 3, 4 -Di-O-izopropylidén- -D-galaktopyranóza D-glukaro-1, 4: 6, 3 -dilaktón V sacharidovej chémii sa používajú tri druhy štruktúrnych vzorcov, z ktorých každý má niektoré výhody aj nevýhody, ktoré sú znázornené na príklade dvoch vyššie uvedených derivátov sacharidov

Učivo Chémie sacharidov na ďalších obrázkoch je nad rámec predmetu Chémia prírodných látok

• • • aldózy - polyhydroxykabonylové zlúčeniny všeobecného vzorca Cn. H 2 n. On patriace medzi monosacharidy, ktoré majú karbonylovú skupinu v koncovej polohe nevetveného reťazca (polyhydroxyaldehydy). Podľa počtu atómov v molekule sa aldózy delia na triózy, tetrózy, pentózy, hexózy, heptózy, októzy atď. Podľa konfigurácie na konfiguračnom atóme uhlíka sa delia na aldózy genetických radov D a L (monosacharidy). Aldózy genetického radu D možno postupne získať z D-glyceradehydu aplikáciou Fischer-Killianiho meódy alebo Sowdenovej metódy. Podobne sa z L-glyceradehydu získajú L-aldózy. Vyššie aldózy sa odvodzujú analogicky a ich názvy sa tvoria pomocou konfiguračných predpôn odvodených od trióz až hexóz: D- resp. L-glycero-, -erytro-, -treo-, -ribo-, -arabino-, -xylo-, -lyxo-, -alo- (-allo-), -altro-, -gluko-, -mano- (-manno-), -gulo-, -ido-, -galakto- a -talo-. Všetky aldózy sú za bežných podmienok v cyklických poloacetálových formách. Každá vytvorená cyklická poloacetálová forma aldózy má dva streoizoméry, ktoré sa nazývajú anoméry a ktoré sa navzájom líšia fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Cyklické poloacetálové formy aldóz sa niekedy zoraďujú do homomorfných radov. Podobným spôsobom sa odvodzujú cyklické poloacetálové štruktúry pre ketózy, kyseliny urónové a iné redukujúce sacharidy. Cyklické poloacetálové štruktúry podobne ako cyklohexán alebo cyklopentán nemajú rovinné usporiadanie kruhových atómov ako to znázorňujú Haworthove projekčné vzorce. Takto napr. -D-galaktopyranóza ako aj najstabilnejšia forma D-glukózy, -Dglukopyranóza prednostne zaujímajú najstabilnejšiu stoličkovú konformáciu 4 C 1. Priestorové usporiadanie substituentov v prednostne zaujatej konformácii určuje stabilitu a celkovú reaktivitu aldóz ako i iných sacharidov v cyklických formách. Redukciou aldóz sa získavajú alditoly, oxidáciou koncových atómov uhlíka vznikajú kyseliny aldónové, kyseliny urónové alebo kyseliny aldarové.

Ketózy • Polyhydroxykarbonylové zlúčeniny všeobecného vzorca Cn. H 2 n. On skupiny monosacharidy, ktoré majú karbonylovú skupinu mimo terminálnej polohy nevetveného uhlíkového reťazca (polyhydroxyketóny). • Podľa počtu atómov uhlíka v molekule sa delia na dihydroxyacetón, tetrulózy, pentulózy, hexulózy, heptulózy, oktulózy, atď. Podľa polohy karbonylovej skupiny v uhlíkovom reťazci sa delia na 2 ketózy (-2 -ulózy), 3 -ketózy (-3 -ulózy), 4 -ketózy (-4 -ulózy), atď. Najvýznamnejšie a najfrekventovanejšie sú 2 -ketózy, Genetické rady D- a L-2 -ketóz sa odvodzujú od dihydroxyacetónu podobne ako vyššie aldózy od glyceraldehydu. • Cyklické poloacetálové štruktúry ketóz sa odvodzujú podobne ako u aldóz. Reakcie ketóz sú podobné ako u aldóz s výnimkou ich redukcie, kde vznikajú dva epimérne alditoly (p. alditoly).

D-ketózy názvoslovná prípona „-ulóza“

Veľkosť kruhu cyklických foriem monosacharidov Prakticky významné sú iba furanózy a pyranózy, ktoré vznikajú spontánnou cyklizáciou acyklických foriem redukujúcich sacharidov (aldóz alebo ketóz).

Cyklické formy -D-ketóz

konfiguračný atóm (uhlík) anomérny referenčný atóm (uhlík) D-mano D-glycero metyl-D-glycero- -D-mano-heptopyranozid D-mano L-glycero metyl-L-glycero- -D-mano-heptopyranozid (6 R)-D-gluko-hexodialdo-6, 2 -pyranóza