Химические свойства моносахаридов

Реакции по карбонильной группе

1. Окисление.

a) Как и у всех альдегидов, окисление моносахаридов приводит к соответствующим кислотам. Так, при окислении глюкозы аммиачным раствором гидроксида серебра образуется глюконовая кислота

(реакция "серебряного зеркала").

D- глюкоза

+ 2[Ag(NH3)2]OH 

аммониевая соль D- глюконовой кислоты

+ 2Ag + 3NH3 + H2O

б) Реакция моносахаридов с гидроксидом меди при нагревании так же приводит к альдоновым кислотам.

D- галактоза

+ 2Cu(OH)2 

D- галактоновая кислота

+ Cu2O + 2H2O

в) Более сильные окислители окисляют в карбоксильную группу не только альдегидную, но и первичную спиртовую группы, приводя к двухосновным сахарным кислотам. Обычно для такого окисления используют концентрированную азотную кислоту.

D- глюкоза

HNO3(конц.) –––––––

сахарная (D- глюкаровая) кислота

2.Восстановление.

Восстановление сахаров приводит к многоатомным спиртам. В качестве восстановителя используют водород в присутствии никеля, алюмогидрид лития и др.

D- глюкоза

LiAlH4 ––––

D- сорбит

3. Несмотря на схожесть химических свойств моносахаридов с альдегидами, глюкоза не вступает в реакцию с гидросульфитом натрия (NaHSO₃).

Реакции по гидроксильным группам

Реакции по гидроксильным группам моносахаридов осуществляются, как правило, в полуацетальной (циклической) форме.

1.Алкилирование (образование простых эфиров).

При действии метилового спирта в присутствии газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила замещается на метильную группу.

, D- глюкопираноза

+ СH3ОН

HCl(газ) ––––

метил- , D- глюкопиранозид

+ H2О

При использовании более сильных алкилирующих средств, каковыми являются, например, йодистый метил или диметилсульфат, подобное превращение затрагивает все гидроксильные группы моносахарида.

СH3I –––– NaOH

пентаметил- , D- глюкопираноза

2. Ацилирование (образование сложных эфиров).

При действии на глюкозу уксусного ангидрида образуется сложный эфир – пентаацетилглюкоза.

––––––––

пентаацетил- α,D- глюкопираноза

3. Как и все многоатомные спирты, глюкоза с гидроксидом меди (II) дает интенсивное синее окрашивание (качественная реакция).

Реакции брожения.

a) спиртовоеброжение

C₆H₁₂O₆ →2CH₃–CH₂OH + 2CO₂­

этиловый спирт)

б) молочнокислое брожение

C₆H₁₂O₆→2CH₃-CH–СОOH(молочная кислота) I
│

OH

в) маслянокислое брожение

C₆H₁₂O₆ → CH₃–CH₂–СН₂–СОOH (масляная кислота) + 2Н₂­ + 2CO₂­

г)лимоннокислое брожение

C₆H₁₂O₆+O₂ HOOC-CH₂-C(OH)(COOH)-CH₂-COOH+2H₂O
лимонная кислота

д) ацетон-бутанольное брожение

2C₆H₁₂O₆ С₄H₉OH + СH₃-СO-CH₃ + 5CO₂ + 4H₂

бутанол ацетон