Сахара и оптическая изомерия

Скорость этой бимолекулярной реакции практически зависит только от концентрации сахара, т. е. является псевдомономолекулярной, идет до конца и описывается кинетическим уравнением первого порядка. Инверсия сахара в нейтральном водном растворе практически не идет. Реакцию ускоряют, добавляя катализатор — сильную кислоту. И тростниковый сахар, и глюкоза, и фруктоза оптически деятельны, поэтому удобно определять изменение концентрации в процессе реакции по изменению оптической активности раствора. Оптическая активность характеризуется удельным вращением [а], равным углу вращения плоскости поляризации при прохождении луча через раствор с толщиной слоя 1 дм и концентрацией 1 г/мл при 20° С. Зная угол вращения, концентрацию и толщину слоя раствора, легко найти [а]. Знаки -f и — отвечают правому и левому вращению соответственно. Тростниковый сахар вращает плоскость поляризации вправо ([а] = 4-66,55°), а смесь продуктов реакции — влево ([а] глюкозы =+52,5°, фруктозы —91,9°). В течение реакции правое вращение падает до нуля, а затем вращение становится отрицательным, так как угол вращения смеси представляет собой алгебраическую сумму углов вращения составляющих веществ. Абсолютная величина отрицательного угла возрастает, приближаясь к предельному значению Соо, отвечающему окончанию реакции. Угол вращения плоскости поляризации а прямо пропорционален толщине слоя I и концентрации активного вещества с, т. е. а=[а]1с. Зная угол вращения, удельное вращение и толщину слоя раствора, вычисляют концентрацию оптического изомера [c.228]

Оптические свойства растворов сахарозы. Тростниковый сахар и продукты его разложения принадлежат к числу оптически активных веществ, т. е. веществ, способных изменять положение плоскости поляризации проходящего через них поляризованного света (света, в котором колебания происходят в определенной плоскости). Оптическая активность связана с наличием в молекуле асимметричных атомов углерода. Оптические изомеры отличаются по своему строению друг от друга, как несимметричный предмет отличается от своего зеркального изображения. По своим физическим и химическим свойствам такие молекулы одинаковы и отличаются только различным по направлению, но одинаковым по величине смещением плоскости поляризации света. Угол смещения плоскости колебаний поляризованного луча называется углом вращения плоскости поляризации. Угол вращения плоскости поляризации а прямо пропорционален толщине слоя с/ и концентрации активного вещества с (Био, 1831 г.) [c.355]

Молочная кислота, или а-оксипропионовая, СНз— СНОН— —СООН существует в виде двух оптических изомеров и одного рацемата. При молочнокислом брожении образуется рацемическая кислота (молочная кислота брожения). Она накапливается при получении всех видов молочнокислых продуктов, солении, силосовании и т. д. Из мышц тканей животных может быть выделен правовращающий изомер — мясо-молочная кислота. Левовращающий изомер молочной кислоты образуется при сбраживании сахаров особыми бактериями. Молочная кислота применяется в кожевенной и пищевой промышленности, а также медицине. Некоторые оксикислоты могут использоваться в качестве з скорителей твердения бетона и улучшения его удобоукладываемости. [c.220]

Оптические изомеры соединений с двумя соседними асимметрическими атомами углерода называют по соответствию их строения структуре сахаров треозы (грео-форма) и эритрозы (эригро-форма). Один из диастереомеров обеих тетроз изображен ниже в виде полностью заслоненной (синперипла-нарной) и незаслоненной (антиперипланарной) проекции Ньюмена [см. схему (Г.3.12)] [c.167]

Сахара, оптическая изомерия. Сахара, их распространение в природе и биологическая роль. Понятие о фотосинтезе. Классификация сахаров простые и сложные (олиго- и полисахариды) тстрозы, пентозы, гексозы, гептозы и т. д. альдозы и кетозы. Пространственная конфигурация моносахаридов D- и -ряды. Химические свойства моносахаридов. Окисление до -оновых и уроновых кислот, восстановление, удлинение цепи действием синилгной кислоты, укорачивание цени альдоз. Качественные реакции иа сахара. Инверсия сахаров. Замещение атомов водорода п гидроксильных группах получение сахаратов, сложных эфиров моноз, их простых эфиров, глико шдон. [c.248]

САХАРА И ОПТИЧЕСКАЯ ИЗОМЕРИЯ [c.140]

Наглядным примером оптической изомерии является виноградный сахар [а-Л-глюкоза (а) молекула которого отличается от другого сахара— р-Д-глюкоза (б) лишь тем, что к первому атому углеродных цепочек группа ОН присоединена с разных сторон] [c.148]

Теперь на ранее поставленный вопрос можно ответить так мясомолочная кислота и молочная кислота, образующаяся при сбраживании сахаров, являются зеркальными изомерами, что физически проявляется в их различной оптической активности—первая вращает плоскость поляризации вправо, вторая — влево. Поэтому такая изомерия называется также оптической изомерией. [c.205]

Оптическая, или зеркальная, изомерия возникает, когда хотя бы один атом углерода имеет четыре разных заместителя В этих случаях молекула становится асимметричной и может существовать в виде двух изомеров, которые относятся друг к другу как асимметричный предмет к своему зеркальному отражению (например, правая и левая рука) Такие изомеры называют оптическими антиподами или энантиомерами Оптическая изомерия имеет большое значение для природных объектов (сахаров, аминокислот), так как в обмене веществ могут участвовать изомеры с определенным положением групп в пространстве [c.235]

Ни один из диастереомеров ни в одной конформации не имеет плоскости симметрии, и, следовательно, существует две пары энантиомеров, т. е. общее число оптических изомеров равно четырем. В общем случае соединение, содержащее и асимметрических углеродных атомов,-будет иметь 2 возможных оптических изомеров (в предположении, что отсутствуют изомеры с плоскостью симметрии, обусловленной одинаковыми заместителями при асимметрических углеродных атомах, подобно тому как в мезо-формах). Структуры, приписанные эритрозе и треозе, были установлены с несомненностью на основании того факта, что (—)-эритроза (встречающийся в природе сахар) при окислении азотной кислотой дает мезовинную кислоту, тогда как (- -)-трео-за, которая в природе не встречается, дает (-)-)-винную кислоту. [c.514]

Специфичность действия ферментов выражается часто и в том, что при наличии нескольких стереоизомеров фермент действует только на один из них. Так, например, многие расы дрожжей или выделенный из дрожжей ферментативный комплекс — зимаза — быстро сбраживают В-глюкозу, Ь-фруктозу и О-маннозу, но не соответствующие изомеры сахаров Ь-ряда. Точно так же при ферментативных синтезах всегда используется только один из оптических изомеров вещества. Иначе говоря, ферментативные синтезы являются асимметрическими синтезами. [c.118]

Оптическая изомерия рассматривается вся в гл. XX, за исключением оптической изомерии сахаров. Такой подход к одному из наиболее трудно усваиваемых разделов оправдал себя при преподавании органической химии в ТСХА. [c.4]

Эпимерами в более широком смысле этого понятия называются оптические изомеры, отличающиеся конфигурацией лишь у одного из асимметрических атомов молекулы, но в таком случае обязательно должно быть указано, у какого. В сахарах наиболее обычно использование определения, приведенного выше. [c.348]

Стереоизомерия. В молекулах моносахаридов имеются асимметрические атомы углерода, вследствие этого существует большое количество стереоизомеров простых сахаров (оптических изомеров). Глицериновый альдегид существует в двух изомерных формах (см. стр. 292) В- и -глицериновые альдегиды. Более сложные моносахариды имеют несколько асимметрических атомов углерода, и количество их возможных стереоизомеров (Л ) возрастает согласно формуле N = 2", где п — количество асимметрических атомов углерода. Так, у альдотетроз (имеющих два асимметрических атома углерода) существует четыре стереоизомера, у альдопентоз — восемь и т. д. [c.318]

Итак, некоторые вещесгва проявляют оптическую активность и вращают плоскость плоскополяризоваюсого света по или против часо вой стрелки. Они на,зьшаются соответственно право- и левовращающими оптическими изомерами и обозначаются как (+)- или <1- ( )- или 1-. Например, рацемическая молочная кислота, выделенная Шееле из кислого молока, оказалась оптически неактивной. Та же кислота, выделенная Ю.Либихом из мясного. экстракта, вращает поляризованный свет влево, а молочная кислота, полу ченная при брожении сахаров, является правовращающей. [c.231]

Отметим, что из шести атомов углерода молекулы глюкозы четыре атома, с номерами 2, 3, 4 и 5, хиральны, поэтому глюкоза имеет много конфигурационных изомеров. Несколько природных сахаров отличаются от глюкозы только конфигурацией у одного из четырех хиральных атомов углерода. Эти сахара имеют различные биологические свойства, что еще раз свидетельствует о чрезвычайной специфичности биологических систем. Многие сахара - оптически активные вещества, так как их растворы вызывают вращение плоскости поляризации линейнополяри-зованного света, как это показано на рис. 23.14. [c.455]

Оптическая изомерия имеет очень большое биологическое значение. Органические вещества, принимающие участие в жизненных процессах, в большинстве своем представляют собой сложные асимметрические соединения. Поэтому многие реакции в организмах протекают лишь с участием веществ с определенной пространственной конфигурацией. В результате организмы во многих случаях усваивают или вырабатывают в процессе жизнедеятельности только вещества, являющиеся теми или иными оптическими изомерами. Так, в мышцах в процессе работы, в результате превращений животного крахмала или виноградного сахара (глюкозы) всегда накапливается (+)-мрлочная кислота. Мы увидим далее, что в организмах образуются и усваиваются лишь определенные оптические изомеры углеводов, аминокислот и т. п. [c.205]

Вопрос об абсолютной конфигурации — это один из интереснейших и сложнейших вопросов органической химии. Конфигурации сахаров и полисахаридов уже известным образом скоррелированы, привязаны к оптическим изомерам глицеринового альдегида. Установлены конфигурации всех аминокислот, но в отношении конфигурации стероидов до 1953 г. ничего определенного не было известно. Отдельные лопытки, предпринятые Рейхштейном, не дали удовлетворительных результатов. Только в 1953 г. благодаря работам Прелога (Швейцария) в этот вопрос внесена [юлная ясность. Прелог начал исследование с асимметрического синтеза Марквальда и Маккензи, повторил в больших масштабах их опыты и пришел к интересным выводам. [c.423]

Одними из первых в качестве сорбентов для разделения оптических изомеров были испытаны природные соединения, и в частности сахара, поскольку уже давно известно, что эти соединения хиральны, и поскольку они относительно доступны. Еще в 1938 г. было осуществлено частичное разделение рацемических производных камфоры на колонке с лактозой [1]. Лактоза еще в течение не- [c.107]

Моносахариды, легко выделяемые из природных источников (например, /)-глюкоза, D-галактоза, D-манноза и т. д.), обычно используют для получения менее доступных сахаров. Полный синтез многих углеводородов осуществляется из неуглеводных исходных соединений, однако недостатком такого пути является необходимость разделения оптических изомеров на некоторых стадиях синтеза. [c.137]

Много работ опубликовано по хроматографии углеводов, особенно В. В. Рачинским, Б. Н. Степаненко. Установив зависимость между структурой и величиной Rf, можно оценить степень полимеризации олигосахаридов, влияние положения оксигрупп. На бумаге из стеклянных волокон, предварительно забуференной, можно четко разделять различные монозы, биозы, триозы, галактуровую и глюкуроновую кислоты. В микроорганизмах можно определять связанные углеводы, свободные MOHO- и дисахариды в растительном материале, также свободные олигосахариды, свободные углеводы в крови и моче, молоке, наблюдать гидролиз и синтез олиго- и полисахаридов, энзиматические превращения моносахаридов в связи с процессами окисления, восстановления, изомеризации, реакции углеводов с азотсодержащими соединениями, контролировать чистоту углеводов и идентифицировать их, определять кислоты и ла-ктоны, уроновые кислоты, кетокислоты, метилированные сахара, дезоксисахара, аминосахара, полисахариды, инозит, сорбит, эфиры фосфорной кислоты, структуру галактоманнана, эремурана, новых галактозидов, проследить превращение сахарозы, синтез олигосахаридов в растущей культуре. Бумажная хроматография применяется в сахарной промышленности, в пивоварении. Мало еще разработана теория распределительной хроматографии углеводов, мало изучены возможности разделения оптических изомеров и антиподов. [c.201]

Так как гексозы, содержащие альдегидные группы (альдогек-созы), имеют по четыре асимметрических атома углерода, а кето-гексозы — по три, то согласно стереохимической теории Я. Вант-Гоффа число оптических изомеров первых должно быть равна 16, а вторых 8. Обычно как природные, так и искусственно полученные сахара состоят из смесей нескольких изомеров и дают рацематы. [c.183]

Перед Э. Фишером, поставившим перед собой задачу установить строение и синтезировать все предвидимые теорией химического строения альдогексозы и кетогексозы, возникли значительные трудности. Эти трудности удалось преодолеть. Э. Фишер нашел эффективный реактив для разделения оптических изомеров сахаров. Это был фенилгидразин СбНз—НН—ННг, синтезированный им еще в 1875 г. При действии этого вещества на сахара в определенных условиях образуются озазоны, представляющие собой кристаллические тела, плохо растворимые в воде, легко выделяемые и обладающие характерными свойствами. Метод Э. Фишера оказался весьма удобным и эффективным при индентификации многочисленных изомеров гексоз. Э. Фишеру удалось выделить и синтезировать четырнадцать из шестнадцати возможных альдогексоз и пять, из восьми предвидимых теорией, кетогексоз и установить их строение. При этом он прибегал к упрощенным структурным формулам (метод Проекций) и разработал шестнадцать оптических изомеров альдогексоз в виде восьми пар формул, представляющих зеркальные отображения друг друга (в каждой паре). Если он изображает [c.183]

Второе важное отличие живой природы состоит в хиральной чистоте биополимеров (Гольданский, 1986). В чем же суть этого отличия Хиральность (от греч. хЕф — рука) — способность молекул образовывать зеркально-антиподные изомеры, которые называют оптическими изомерами. Они отличаются друг от друга тем, что вращают плоскость поляризованного света в противоположные стороны в правую В-изомеры — правые, в левую — Ь-изо-меры — левые. Живой природе присуща практически абсолютная хиральная чистота белки содержат только левые аминокислоты, а нуклеиновые кислоты — только правые сахара. В исходном предбиологическом органическом веществе зеркальных антиподов не существовало, т.е. правые и левые изомеры присутствовали в равных количествах. Такие смеси называются рацемическими. Это подтверждено многочисленными экспериментами по синтезу органических веществ, проводимых более 40 лет в разных лабораториях мира. В результате каких сил и процессов была разрушена оптическая симметрия органических молекул — это до сих пор нерешенный вопрос для биохимиков, химиков, биологов и геохимиков. [c.105]

В основу номенклатуры сахаров положены тривиальные названия моносахаридов состава С Н2 0 с прямой цепью углеродных атомов ксилоза, рибоза, глюкоза, фруктоза и др. Наименованиям кетоз придается окончание -улоза, например кетоза Сд-пентулоза. Всем моносахарам присуща конфигурационная (оптическая) изомерия, т. е. они существуют в двух энантиомерных формах о и Ь. Принадлежность моносахаридов к О- или ь-ряду определяется по расположению ОН-группы у последнего (считая от альдегидной или кетогруппы) хирального атома углерода. В качестве стандарта сравнения конфигурации асимметрического атома углерода предложено использовать изомер глицеринового альдегида. Названный о-глицериновым альдегидом изомер вращает плоскость поляризованного света вправо, а его зеркальное отражение антипод — ь-глицериновый альдегид — влево [c.223]

В дальнейшем оказалось, что при сбраживании сахаров с помош ью особого возбудителя брожения образуется молочная кислота, обладаюш ая способностью враш ать плоскость плос-кополяризованного света влево, причем на тот же угол, на который мясомолочная кислота враш ает вправо. По остальным свойствам, составу и строению эта кислота не отличалась от молочной кислоты брожения и мясомолочной кислоты. Это явление получило название оптической изомерии (см. гл. 20). [c.415]

Традиционные обозначения изомеров треонина как Ь-, В-, Ь-алло-и В-алло-изомеры известны нам уже в течение многих лет и настолько вошли в привычку, что их продолжают использовать и теперь. То же справедливо и в отношении названий и стереообозначений простых сахаров (гл. 11). Вместе с тем К8-система представляет собой однозначный способ обозначения оптических изомеров соединений, которые либо нельзя сопоставить с изомерами глицеральдегида, либо невозможно однозначно охарактеризовать в рамках ВЬ-системы. Это часто имеет место, когда речь идет о сложных природных соединениях, содержащих два или более хиральных центров. [c.113]

Продукты природного происхождения в общем случае образуются только в виде одного из двух энантиомеров. Так, большая часть сахаров относится к В-ряду, а большинство аминокислот — к Ь-ряду. Таким образом, при полном синтезе этих соединений для получения природного энантиомера необходимо разделять оптические Изомеры, тем более что физиологическиеу свойства обоих антиподов далеко не совпадают.. [c.105]

В общем случае соединение, содержащее п асимметрических углеродных атомов, будет иметь 2" возможных оптических изомеров (в предположении, что отсутствуют изомеры с плоскостью симметрии, обусловленной одинаковыми заместителями при асимметрических углеродных атомах, подобно тому как в мезо-формах). Структуры, приписанные эритрозе и треозе, были установлены с несомненностью на основании того факта, что (—)-эритроза (встречающийся в природе сахар) при окислении азотной кислотой дает мезовинную кислоту, тогда как (+)-треоза, которая в природе не встречается, дает (+)-винную кислоту. [c.616]

Реакция, по-видимому, протекает полностью стереоспецифично и в случае СН.,СНВОН отрывается либо только О, либо только Н в зависимости от того, какой из оптических изомеров используется в качестве исходного вещества. Для того чтобы кофермент мог принять участие в окислении других молекул спирта, он должен отдис-социировать от АДГ и вступить в контакт с новой молекулой фермента, а также должен быть регенерирован в НАД при действии подходящего окислительного агента. Последовательность такого рода реакций окисления — восстановления приводит в конечном счете к тому, что кислород воздуха потребляется в качестве первоначального окислительного агента. Группа К в НАД представляет собой сочетание сахара о-рибозы с аденином и пирофосфор Ной кислотой (полностью структура приведена ниже, XI). [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология