Відновлюючі дисахариди

Завдяки наявності в молекулах дисахаридів цього типу полуацетального гідроксилу вони так само, як моносахариди, здатні до таутомерним перетворенням. Це проявляється в мутаротації розчинів (зміна оптичної активності, тобто кута обертання площини поляризації світла, з плином часу).

Найважливіші з відновлювальних дисахаридів - мальтоза і лактоза.

Мальтоза (солодовий цукор) представляє собою заміщену D-глюкозу, що містить в положенні 4 залишок a, D-глюкопіраноз, і тому мальтоза називається 4- (a, D-глюкопіраноз) -D-глюкозою. Для мальтози можливі циклічні (a, b) і відкрита (оксікарбонільная) таутомерні форми.

[A, D-глюкопіраноз + D-глюкоза = мальтоза (оксікарбонільная форма) + вода = мальтоза (цикл. Форма), (оліг1)]

Мальтоза (солодовий цукор) широко поширена в рослинних і тваринних організмах. У промисловості її одержують неповним гідролізом крохмалю ферментами, що містяться в солоді, тобто в пророслих зернах злаків. Мальтоза виділена в кристалічному стані, вона добре розчиняється у воді, сбраживается дріжджами. В результаті гідролізу мальтоза розщеплюється на дві молекули глюкози.

Лактоза (молочний цукор) представляє собою заміщену D-глюкозу, що містить в положенні 4 залишок b, D-галактопіранози, а саме 4 (b, D-галактопіранозіл) -D-глюкозу, містить b-глікозидний зв'язок. При гідролізі лактоза розщеплюється на глюкозу і галактозу.

[B, D-галактопіраноза + D-глюкоза = лактоза (оксікарбонільная форма) + вода = лактоза (цикл. Форма), (оліг2)]

Лактозу отримують з молока: в коров'ячому молоці міститься до 5% лактози, жіноче молоко містить до 8,5% лактози. У жіночому молоці лактоза пов'язана з сиаловой кислотою, яка пригнічує ріст кишкових хвороботворних бактерій. З цим пов'язані цілющі властивості грудного молока. Лактоза - компонент складних ліпідів (ганглиозидов), що входять до складу тканини мозку і нервових волокон. Лактоза відрізняється від інших цукрів відсутністю гігроскопічності: вона не відволожується. Молочний цукор застосовується як фармацевтичний препарат і як харчування для грудних дітей.

Хімічні властивості відновлюють дисахаридов

Будучи за своєю будовою глікозидами, дисахариди в присутності кислот або ферментів легко гідролізуються з утворенням двох молекул моносахаридів. Відновлюючі дисахариди вступають в ті ж хімічні реакції, що і моносахариди: вони мутаротіруют в розчинах, відновлюються до багатоатомних спиртів, окислюються м'якими окислювачами в глікобіоновие кислоти, виявляють властивості напівацеталю. Дисахариди є багатоатомних спиртами, а тому вони розчиняють гідроксид міді (II) з утворенням синього забарвлення (якісна реакція на багатоатомні спирти), утворюють прості і складні ефіри.

1. Реакція полуацетального гідроксилу [# 946; -лактоза (цикл. Форма) + метанол = # 946; -метіллактозід + вода, (оліг3)]

2. Реакція окислення м'якими окислювачами [лактоза (оксікарбонільная форма) + Cu (OH) 2 = лактобіоновая к-та + 2CuOH + H2 O, (оліг4)]

3. Реакція етерифікації [# 946; -лактоза (цикл. Форма) + фосфорна к-та = лактозо-6-фосфат (оліг5)]

Сахароза (тростинний або буряковий цукор). Назви виникли в зв'язку з її отриманням або з цукрових буряків, або з цукрового очерету. Тростинний цукор був відомий за багато століть до нашої ери. Лише в середині XVIII століття цей дисахарид був виявлений в цукровому буряку і тільки на початку XIX століття він був отриманий в виробничих умовах. Сахароза дуже поширена в рослинному світі. Листя і насіння завжди містять невеликі кількості сахарози. Вона міститься також в плодах (абрикосах, персиках, грушах, ананасах). Її багато в кленовому і пальмовій соках, кукурудзі. Це найбільш відомий і широко застосовуваний цукор.

До складу сахарози входять різні молекули моносахаридів:

тип зв'язку 1,2-гликозидная

Обидва моносахарида присутні в побудові молекул сахарози своїми полуацетальнимі гидроксилами, тобто у неї немає вільного полуацетального гідроксилу. [A, D-глюкопіраноз + b, D-фруктофуранози = сахароза + вода (оліг6)]

Фізіологічно активні гетероциклічні сполуки, їх будова і біологічна роль

Гетероциклічними сполуками називаються сполуки, в циклі яких крім атомів вуглецю містяться інші атоми (N, O, S), звані гетероатомами. Узагальнено можна констатувати, що ненасичені п'яти- і шестичленні гетероцикли мають ароматичними властивостями і здатні вступати в реакції електрофільного заміщення подібно арен і їх похідних. Однак, у міру накопичення в гетероциклами електронегативний гетероатомов, напр. у шестичленних гетероциклів з двома атомами азоту, здатність вступати в реакції електрофільного заміщення різко падає, але одночасно зростає здатність до реакцій нуклеофільного заміщення.

Численні гетероциклічні сполуки відіграють важливу роль в біології, медицині та сільському господарстві. Вони входять до складу найважливіших природних продуктів: фарбувальних речовин крові і рослин (геміну і хлорофілу), нуклеїнових кислот, багатьох вітамінів, антибіотиків і алкалоїдів (до алкалоїдів відносяться гетероциклічні азотовмісні речовини рослинного походження; значна частина алкалоїдів є біологічно активними сполуками). Можна без перебільшення сказати, що майже вся фармакологічна хімія є хімією гетероциклічних сполук.

Класифікація гетероциклічних сполук

Класифікація гетероциклічних сполук заснована на двох ознаках:

1. число атомів в гетероциклів (трьох-, чотирьох-, п'яти-, шестичленні гетероциклічні сполуки);

2. число гетероатомів (один, два і більше).

Номенклатура: гетероциклічні сполуки найчастіше носять тривіальні назви.

З усіх гетероциклічних сполук найбільше значення мають п'яти- і шестичленні гетероциклічні сполуки. Для них типова висока стійкість гетероциклического кільця, яке в більшості випадків не змінюється при хімічних перетвореннях.

I група: 5-членні гетероцикли з 1 гетероатомом.

(Гет1) Пірол - слабка основа, ацідофобен, широко поширений в природі.

(Гет2) Індол (бензопіррол). Зустрічається в природі у вигляді різних сполук, які мають біологічну активність, до їх числа належить входить до складу білків амінокислота триптофан.

(Гет3) В організмі триптофан зазнає різноманітні метаболічні перетворення з утворенням ряду сполук, що беруть участь в процесах життєдіяльності. При гидроксилировании триптофан перетворюється в 5-оксітріптофан, який при карбоксилювання перетворюється в серотонін (біогенний амін). [5-оксітріптофан = серотонін + кут. газ, (гет4)] Серотонін - медіатор нервових процесів в ЦНС.

Чотири піррольних кільця утворюють циклічну пов'язану систему, звану порфина. яка входить до складу хлорофілу, гемоглобіну, цитохромів.

Гемоглобін еритроцитів складається з а) гема і б) розчинної у воді білка глобіну.

1. чотири піррольних циклу;

2. чотири метінових містка (СН =);

3. чотири радикала метилу (-СН3);

4. два радикала вінілу (СН = СН2);

5. два залишку пропіонової кислоти (-СН2 -СН2 -СООН);

6. іон заліза (II) (Fe 2+).

Молекула гемоглобіну (гет6) є природним координаційним комплексом. Атом заліза в геме має октаедричні конфігурацію, тобто залізо тут шестикоординаційного. Іон Fe 2+ знаходиться в центрі плоского порфіринового квадрата і пов'язаний з чотирма атомами азоту піррольних кілець. П'ятим лигандом є залишок амінокислоти гістидину, з атомом азоту якого здійснюється координаційна зв'язок атома заліза. Шосте координаційне місце займає кисень. Біологічна роль гемоглобіну полягає в перенесенні кисню в тваринному організмі від легенів до тканин.

Крім кисню шосте координаційне місце можуть займати інші ліганди. Зокрема, дія оксиду вуглецю (II) як дихального отрути пов'язано з тим, що він набагато міцніше зв'язується з іоном Fe 2+. ніж кисень і, таким чином, блокує дію гемоглобіну.

Під час вилучення гемоглобіну з еритроцитів (при його обробці СН3 СООН і NaCl або при нагріванні) гем відділяється від глобіну, Fe 2+ окислюється до Fe 3+. і гем перетворюється в гемін - міцні червоні кристали, що містять аніон хлору. У Геміні іон Fe 3+ комплексно пов'язаний з чотирма атомами азоту піррольних залишків і іонно - з аніоном хлору. Ця якісна реакція використовується в судовій експертизі. (Гет7)

II група: 5-членні гетероцикли з 2 гетероатомом

(Гет8) імідазолу - більш серйозна причина, чому пірол. Імідазольного кільце входить до складу біологічно важливих речовин - пуринових підстав, деяких амінокислот і алкалоїдів.

(Гет9) тіазол є основою багатьох лікарських препаратів і бере участь в утворенні тіаміну (вітаміну В1).