ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ОЛИГОСАХАРИДЫ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ОЛИГОСАХАРИДЫ, углеводы, молекулы к-рых построены из неск. моносахаридных остатков (от 2 до 10-20), соединенных гликозидными связями (экзоциклич. связь ано-мерного атома С моносахарида с атомом О соседнего моносахаридного остатка). В соответствии со степенью полимеризации различают дисахариды (биозы), трисахари-ды (триозы), тетрасахариды (тетраозы) и т.д.

В состав О. могут входить остатки к.-л. одного моносахарида (гомоолигосахариды) или разных моносахаридов (гете-роолигосахариды). Каждый моносахаридный остаток может находиться в одной из четырех возможных циклич. форм (3512-19.jpg3512-20.jpg-фураноза, 3512-21.jpg- и 3512-22.jpg-пираноза; см. Моносахариды)и соединяться гликозидной связью с любой гидроксильной группой соседнего остатка (включая полуацетальный гидроксил). Отсюда следует, что даже из двух одинаковых гексоз можно построить 30, а из двух разных гексоз-56 изомерных диса-харидов; три разные гексозы теоретически дают 4896 изомерных трисахаридов; с ростом степени полимеризации число возможных изомеров быстро достигает астрономич. величин.

Если в молекуле О. все гликозидные связи образованы полуацетальным гидроксилом одного и спиртовым гидро-ксилом другого моносахаридного остатка, в конце цепи остается один незамещенный полуацетальный гидроксил, за счет к-рого О. проявляет св-ва карбонильных соед., характерные для моносахаридов (р-ции окисления и восстановления, мутаротацию и др.); такие О. наз. восстанавливающими (редуцирующими). Если же один из моносахаридных остатков в молекуле О. связан гликозидной связью с полуацетальным гидроксилом другого моносахарида, такие О. не содержат полуацетального гидроксила и наз. невосстанавливающими (нередуцирующими). О., в к-рых к спиртовым гидроксилам каждого моносахаридного остатка присоединено не более одного соседнего остатка, наз. линейными (неразветвленными); присоединение двух и более моносахаридов к спиртовым гидроксилам одного и того же моносахаридного остатка приводит к разветвлению О. Т. обр., уже трисахариды могут иметь разветвленную структуру. Моносахаридные остатки, расположенные на концах углеводных цепей, наз. концевыми (терминальными). В восстанавливающих О. различают концевой восстанавливающий моносахарид (он м. б. только один) и концевые невосстанавливающие моносахариды (их на единицу больше, чем точек разветвлений).

Строгая номенклатура О. весьма громоздка. Название О. образуется по типу О-замещенных производных моносаха-ридов, исходя из названия восстанавливающего звена с указанием всех имеющихся заместителей; для невосстанавливающих О. номенклатура аналогична номенклатуре гликози-дов. В названиях линейных О. часто применяется последовательное перечисление моносахаридных остатков с указанием типа связи между ними. Весьма употребительны тривиальные названия О., обычно связанные с источником получения в-ва, и способы сокращенной записи структур, в к-рых моносахаридные остатки обозначаются тремя буквами, абс. конфигурации - буквами D или L, размер цикла - буквами f (фураноза) или р (пираноза), конфигурации гликозидных центров-буквами 3512-23.jpg или 3512-24.jpg; цифры в скобках обозначают положения гидроксильных групп, участвующих в межмоно-мерной связи; направление гликозидной связи указывается стрелкой (знак ~ обозначает, что моносахарид может иметь 3512-25.jpg - или 3512-26.jpg-конфигурацию). Примеры О.: невосстанавливающий дисахарид 3512-27.jpg-трегалоза (3512-28.jpg-D-глюкопиранозил-3512-29.jpg-D-глюкопиранозид; ф-ла Г), восстанавливающие дисахариды лактоза (4-О-3512-30.jpg-D-галактопиранозил-D-глюкоза; II) и мальтоза, или солодовый сахар (4-О-3512-31.jpg-D-глюкопиранозил-D-глюкоза; III), разветвленный гетеротрисахарид солатриоза (2-О-3512-32.jpg-L-рамнопиранозил-3-О-3512-33.jpg-D-глюкопиранозил-D-га-лактоза; IV), линейный гомотрисахарид мальтотриоза [О-3512-34.jpg-D-глюкопиранозил-(1 3512-35.jpg4)-О-3512-36.jpg-D-глюкопиранозил-(13512-37.jpg 3512-38.jpg 4)-D-глюкоза; V].

3512-39.jpg

Главным источником получения разнообразных О. служат р-ции частичного (химического или ферментативного) расщепления прир. полисахаридов, гликолипидов и гликопро-теинов. Однако существует неск. групп О., встречающихся в природе в своб. состоянии. Группа сахарозы широко представлена в растениях, где выполняет роль легкомобили-зуемого энергетич. резерва. Кроме сахарозы в эту группу входят О., образовавшиеся путем гликозилирования молекулы сахарозы остатками D-фруктозы (Fru), D-глюкозы (Glc) или D-галактозы (Gal), а также в результате последующего частичного гидролиза этих высших О.:

3512-40.jpg

О. группы лактозы содержатся в молоке млекопитающих; известно неск. десятков О. этой группы, к-рые представляют собой продукты гликозилирования молекулы лактозы остатками L-фукозы (Fuc), N-ацетил-D-глюкозамина (GlcNAc), D-галактозы, N-ацетилнейраминовой к-ты (NeuNAc; все сахара в пиранозной форме), напр.:

3512-41.jpg

Обращает на себя внимание сходство этих О. с углеводными цепями гликолипидов и гликопротеинов животных тканей. Одна из ф-ций О. группы лактозы - формирование бактериальной флоры в кишечнике новорожденных, необходимой для нормального пищеварения.

Из других О., встречающихся в прир. источниках, следует упомянуть 3512-42.jpg-трегалозу (резервный дисахарид насекомых и грибов), а также уникальные по структуре циклодекстрины (декстрины Шардингера), представляющие собой мак-роциклич. молекулы из 6, 7 или 8 остатков 3512-43.jpg-глюкопира-нозы, связанных 1 3512-44.jpg4-связями; циклодекстрины образуются из крахмала при действии на него амилазы из бактерий Bacillus macerans.

Большинство О.-бесцв. кристаллич. соед., раств. в воде, меньше раств. в полярных орг. р-рителях и не раств. в неполярных. Невосстанавливающие О. кристаллизуются легко, тогда как восстанавливающие существуют в р-рах в виде смеси таутомерных форм и часто кристаллизуются с большим трудом.

Из хим. р-ций О. важнейшей является полный кислотный гидролиз под действием разб. минер. к-т, используемый для определения моносахаридного состава. Восстановление или окисление карбонильной группы позволяет идентифицировать моносахарид. расположенный на восстанавливающем конце молекулы. Превращ. всех гидроксильных групп О. в метиловые эфиры с послед. гидролизом и идентификацией метилир. моносахаридов (т. наз. метод метилирования) служит хим. способом определения размера циклов и расположения межмономерных связей в молекулах О.; для этой же цели используется периодатное окисление. Последовательность моносахаридных остатков и конфигурации отдельных гликозидных центров определяют при расщеплении О. специфич. гликозидазами.

Для выделения О. из сложных смесей используют хрома-тографич. методы, причем разделение О. по степени полимеризации достигается с помощью гелъ-хроматографии, а более тонкое разделение изомеров выполняют с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии. Низшие О. в виде летучих производных (метиловых, триметилсилило-вых эфиров или ацетатов) удается разделять с помощью гжх.

Синтез О.-одна из сложнейших задач синтетич. химии углеводов. Для этой цели разработаны многочисл. приемы избират. защиты гидроксильных групп в молекулах моносахаридов и ряд весьма эффективных методов стереоспе-цифич. построения гликозидной связи.

Наиб. практическое использование находит сахароза, к-рая по масштабам ежегодного получения (св. 100 млн. т) занимает одно из первых мест среди индивидуальных орг. соединений. В небольших кол-вах производятся лактоза и циклодекстрины, используемые в фармацевтич. пром-сти. Синтетич. О., идентичные антигенным детерминантам бактериальных полисахаридов, могут найти применение при синтезе искусств. антигенов, перспективных для получения специфич. вакцин.


===
Исп. литература для статьи «ОЛИГОСАХАРИДЫ»:
Химия углеводов. М., 1967, с. 417-74; 3512-45.jpg J., 3512-46.jpg М., Раса k J., The oligosaccarides, Prague, 1965. А.И. Усов.

Страница «ОЛИГОСАХАРИДЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков