單糖的簡述:
是單獨存在的多羥醛或酮,它不能再被水解成更簡單的糖。根據(jù)所含碳原子數(shù)目的多少,單糖可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖及庚糖等。幾種常見的醛糖及酮糖見表。
除二羥丙酮外,所有單糖均含有一個或多個手性(或稱不對稱)碳原子。
這樣的碳原子是與4種不同的原子或原子團相連接。由于原子或原子團所在空間位置的不同,形成不同的立體異構體,其數(shù)目決定于單糖所含手性碳原子的多少,如丙醛糖(甘油醛)只含一個手性碳原子,可能存在的立體異構體數(shù)目為21=2.又如己醛糖含有4個手性碳原子,故可能存在24=16個立體異構體。這些立體異構體可根據(jù)離官能團最遠的手性碳原子上羥基所在的位置而分為D-系(羥基在右側(cè))和L-系(羥基在左側(cè))(圖2)。每個單糖的D-系和L-系異構體彼此恰為鏡影,故稱為對映體,這與單糖的旋光方向無關,只表示其最后一個手性碳原子的構型。含有5個或5個以上碳原子的單糖,其分子結構除可用上述直鏈(或開鏈)結構表示外,還可以環(huán)狀結構來表示,羰基與碳原子4或5(或6)縮合,借氧橋形成一個五元或六元環(huán),因結構類似五元雜環(huán)化合物呋喃或六元雜環(huán)化合物吡喃,故稱為呋喃環(huán)或吡喃環(huán)(圖3)。在此兩種環(huán)狀結構中,羰基碳原子上連接有一個醚基和一個羥基兩個官能基團,這種結構稱為半縮醛(或半縮酮)。由于其羥基所在位置的不同,又出現(xiàn)了α、β兩類立體異構體,凡羥基在環(huán)狀平面下方的,稱為α型;反之,則稱為β型(圖4)。在六元的吡喃環(huán)中,六個原子并不在同一平面上,其所形成的環(huán)在三維空間上是以椅式或船式的構象出現(xiàn)(圖5),但以較穩(wěn)定的椅式為主。單糖因含有極性羥基,所以都易溶解于極性溶劑水中,而不溶于非極性溶劑中;由于羥基的存在,各分子間可形成氫鍵而彼此相連,故其水溶液沸騰時需要一部分能量以克服分子間的這種引力,所以沸點均有所提高。單糖是結晶固體,絕大多數(shù)具有甜味。凡含自由羰基(-C=O)或潛在羰基的單糖都具有還原性,能使Cu2+(藍色)還原成Cu2+(磚紅色),此化學性質(zhì)常被利用來定量測定血及尿中葡萄糖的含量。單糖可被硼氫化鈉還原生成相應的多元醇(通常稱為糖醇),如D-葡萄糖被還原為山梨醇,D-甘露糖被還原為甘露醇等,這類多羥化合物具有吸水作用,故臨床上常用作利尿藥。單糖還能與酸生成酯,與醇(或酚)生成醚等。濃酸能使具有半縮醛結構的單糖分子內(nèi)脫水形成糖醛及其衍生物,它們能與各種酚類物質(zhì)化合生成各種不同的有色物質(zhì)(機理不清),可借以鑒定不同的糖醫(yī)學教育|網(wǎng)搜集整理。
單糖分子中的潛在羰基上的羥基可與其他含羥基物質(zhì)的羥基之間脫水縮合形成苷鍵(糖苷鍵),所生成的化合物稱為糖苷。若該含羥基物質(zhì)是另一分子單糖,則形成的糖苷即為雙糖,可按潛在羰基上的羥基伸向環(huán)的平面下方或上方,將其區(qū)分為α糖苷鍵或β糖苷鍵。