Глюкоза - один из «простых сахаров» - ироническое название, потому что химия этих соединений довольно сложна. Именование системы сахара отражает эту сложность. Химики используют префиксы, такие как альфа и бета, для обозначения различных версий глюкозы и других молекул сахара. Для непосвященных эти префиксы могут показаться загадочными, но как только вы поймете структуру сахара, их природа и цель станут более ясными.
Линейные и циклические
Каждая молекула глюкозы имеет углеродную основу с группами -OH и атомами водорода, прикрепленными к ней. В верхней части цепи атом кислорода дважды связан с атомом углерода; в совокупности эти два атома называются карбонильной группой. Углеродная основа молекулы глюкозы может накапливаться так, что группа -ОН вблизи нижнего конца цепи атакует карбонильный углерод, а молекула глюкозы образует кольцо. Эта кольцеобразная структура представляет собой циклическую форму глюкозы, а структура прямой цепи - линейная. В решении циклическая форма намного более распространена.
Кольцевые образования
Глюкоза может образовывать либо пятичленные, либо шестичленные кольца. Шестичленное кольцо гораздо более распространено, и в растворе подавляющее большинство молекул глюкозы имеют шестичленные кольца. Так как линейная и циклическая формы могут взаимно конвертировать, однако, молекула глюкозы никогда не фиксируется в шестичленной кольцевой форме; он может идти туда и обратно. Он проводит большую часть своего времени в шестичленной форме кольца, но случайное обращение к другим формам и из других форм делает что-то интересное для его структуры.
Кольцевая форма
Вы можете изобразить циклическую форму глюкозы, рисуя шестигранник на листе бумаги. Один атом в шестиугольнике представляет собой атом кислорода; остальные пять атомов углерода. Шестиугольник имеет присоединенную к нему группу -CH2-OH и четыре другие группы -OH. Каждая из этих пяти групп может быть либо выше плоскости кольца, как правило, изображаемая как линия, направленная вверх или внизу, с линией, направленной вниз. По соглашению, атом кислорода в кольце вытягивается в верхнем правом углу шестиугольника.
Альфа и бета
Разница между альфа-и бета-глюкозой представляет собой не что иное, как положение одной из четырех групп -OH. Угол справа от атома кислорода в гексагональном кольце называется аномерным углеродом. Если присоединенная к ней группа -ОН находится ниже кольца, молекула представляет собой альфа-глюкозу. Если группа -OH находится выше кольца, молекула представляет собой бета-глюкозу. Поскольку линейные и циклические формы глюкозы взаимообращаются друг с другом, альфа-глюкоза может превратиться в бета-глюкозу и наоборот. Если вы возьмете образец чистого альфа-глюкозы и поместите его в воду, вы получите образец, который является частью альфа-и частичной бета-глюкозы.
