Дисахариды. Основные представители.

Дисахариды относятся к олигосахаридам и составляют довольно обширную группу сахаров. Молекула дисахарида состоит из двух остатков моносахаров, связанных между собой гликозидной связью. Гликозидная связь по своей сути подобна простой эфирной и также образуется с участием двух гидроксильных групп. Схематично это можно показать таким образом:

То есть, образуется кислородный мостик, который возникает с участием двух гидроксильных групп – по одной от каждого мономера. Обратим внимание на то, что их этих двух гидроксилов, как минимум, один должен быть полуацетальным. Второй гидроксил может быть как полуациетальным, так и обычным спиртовым. Если, например, мы образуем дисахарид из двух молекул α-глюкопиранозы (как на схеме сверху), то гидроксил при С1 – полуацетальный (он соседствует с кислородным мостиком в молекуле), а при С4 – обычный. Это очень важный факт, его нельзя оставлять без внимания. Дело в том, что в водных растворах дисахаридов, так же, как и моносахаров, проявляется способность к цикло-цепной таутомерии. Если полуацетальный гидроксил свободен – значит, этот мономер может существовать как в виде открытой цепи, так и в виде цикла:

Если мономер со свободным полуацетальным гидроксилом может переходить в форму открытой цепи, значит, он способен вступать в реакции на карбонильную группу, в том числе, и реакции окисления, которые являются качественными на выявление альдегидных групп (например, реакция Феллинга). В связи с этим дисахариды делят на восстанавливающие и невосстанавлявающие. Восстанавливающие дисахариды содержат один свободный полуацетальный гидроксил, за счёт чего один мономер может переходить в цепную форму. Вступают в качественные реакции на альдегидную группу. Не восстанавливающие дисахариды не содержат свободных полуацетальных гидроксилов; оба мономера существуют только в циклической форме. В качественные реакции на альдегидную группу не вступают. Получение дисахаридов Получают из растений (например, сахарозу – из сахарной свёклы, тростника), а также частичным гидролизом полисахаридов (например – мальтозу из крахмала).

Далее мы рассмотрим строение наиболее распространённых дисахаридов:

1. Мальтоза состоит из двух остатков α-глюкопиранозы, соединённых α1,4-гликозидной связью.

На схеме видно, что в образовании гликозидной связи участвуют один полуацетальный гидроксил (при С1) и один спиртовой (при С4). Следовательно, у одного мономера (справа) полуацетальный гидроксил свободный (обведён в красный кружок), и этот мономер может размыкаться. Поэтому мальтоза – восстанавливающий дисахарид. Мальтоза встречается в природе, как продукт частичного гидролиза крахмала. Например, много этого дисахарида обнаруживается в прорастающих семенах злаковых, которые богаты крахмалом. Пищевые продукты, изготавливаемые на основе пророщенных семян, богаты мальтозой (например, солод).

2. Целлобиоза состоит из двух остатков β-глюкопиранозы, соединённых β-1,4-гликозидной связью. Эта связь имеет совсем другое строение, чем α-1,4-гликозидная. В отношении способности к цикло-цепной таутомерии одного из мономеров, можно увидеть свободный полуацетальный гидроксил у второго цикла (обведён в красный кружок), значит, этот мономер способен перейти в открытую цепь. Целлобиоза – восстанавливающий дисахарид.

Целлобиоза – это продукт неполного гидролиза целлюлозы, в природе в свободном виде не встречается.

 

3. Лактоза состоит из остатков β-галактопиранозы и β-глюкопиранозы, соединённых β-1,4-гликозидной связью. И в этом дисахариде мы видим свободный полуацетальный гидроксил, что говорит о том, что лактоза – восстанавливающий сахар.

Лактоза – это молочный сахар, который образуется в молочной железе, где и включается в состав молочного секрета. Лактоза не слишком сладкая на вкус, уступает в этом смысле обычному пищевому сахару.

 

4. Сахароза состоит из остатков α-глюкопиранозы и β-фруктофуранозы, соединённых β-1,2-гликозидной связью. В этом дисахариде в формировании гликозидной связи участвуют два полуацетальных гидроксила. Поэтому ни один мономер сахарозы не способен переходить в цепную форму. Это – не восстанавливающий дисахарид.

Сахароза – это тот самый обычный сахар, который мы употребляем в пищу.