72. Дисахариды и их типы (восстанавливающие и невосстанавливающие). Сахароза, лактоза, мальтоза, целлобиоза.

Ответ. Дисахаридами называют углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов одинаковой или разной природы, соединенных между собой гликозидной связью. Являясь O-гликозидами, дисахариды легко гидролизуются в кислой среде с образованием двух молекул моносахаридов. в зависимости от способа образования гликозидной связи, дисахариды разделяют на две группы — восстанавливающие и невосстанавливающие. В восстанавливающих дисахаридах гликозидная связь образуется за счет полуацетальной (гликозидной) гидроксильной группы одного и любой спиртовой гидроксильной группы (чаще у С-4) другого моносахарида. При этом в молекуле остается одна свободная полуацетальная гидроксильная группа, вследствие чего дисахарид сохраняет способность к цикло-оксо-таутомерии и, следовательно, обладает восстанавливающими свойствами. В свежеприготовленных растворах таких дисахаридов наблюдается явление мутаротации. Представителями восстанавливающих дисахаридов является мальтоза, целлобиоза, лактоза. Мальтоза (солодовый сахар). Молекула мальтозы состоит из двух остатков D-глюкопиранозы, связанных 1,4-гликозидной связью. При этом остаток глюкозы, аномерный атом углерода которого участвует в образовании гликозидной связи, находится в альфа-форме, а остаток глюкозы со свободной полуацетальной гидроксильной группой может иметь α-конфигурацию (α-мальтоза) или β-конфигурацию (β-мальтоза). Растворы мальтозы способны к мутаротации. Мальтоза является восстанавливающим дисахаридом и дает положительные реакции с реактивом Толленса и реактивом Фелинга. С участием альдегидной формы мальтоза вступает в характерные для моносахаридов реакции. При окислении в мягких условиях (под действием бромной воды) мальтоза превращается в мальтобионовую кислоту. С участием циклических форм мальтоза, подобно моносахаридам, подвергается алкилированию и ацилированию. При взаимодействии мальтозы с такими слабыми алкилирующими реагентами, как спирты (в присутствии HCl), образуются гликозиды. Реакция протекает за счет полуацетального гидроксила. При взаимодействии мальтозы с избытком сильных алкилирующих реагентов (алкилгалогенидов, диалкилсульфатов (RO)2SO2 и др.) осуществляется алкилирование по всем гидроксильным группам. Мальтоза подвергается ацилированию также при участии всех гидроксильных групп. Мальтоза содержится в небольших количествах в некоторых растениях, образуется при ферментативном гидролизе крахмала, легко растворяется в воде, водные растворы имеют сладкий вкус. В организме человека расщепляется до D-глюкозы. Целлобиоза. Молекула целлобиозы, как и мальтозы, состоит из двух остатков D-глюкопиранозы, связанных 1,4-гликозидной связью, но, в отличие от мальтозы, в молекуле целлобиозы остаток глюкозы, полуацетальный гидроксил которого участвует в образовании гликозидной связи, имеет β-конфигурацию. Остаток же глюкозы со свободной полуацетальной группой, аналогично мальтозе, может иметь α-конфигурацию (α-целлобиоза) или β-конфигурацию (β-целлобиоза). Растворы целлобиозы способны мутаротировать, целлобиоза является восстанавливающим дисахаридом и дает положительные реакции с реактивами Толленса и Фелинга. С участием альдегидной формы вступает в характерные для моносахаридов реакции. При окислении в мягких условиях образуется целлобионовая кислота, с участием циклических форм подвергается алкилированию и ацилированию. Является бесцветным кристаллическим веществом, легко растворяется в воде. она не расщепляется в организме человека и поэтому не может быть использована в качестве продукта питания. Лактоза (молочный сахар). Молекула состоит из остатков D-галактопиранозы и D-глюкопиранозы, связанных 1,4-гликозидной связью. В образовании гликозидной связи принимает участие полуацетальный гидроксил D-галактопиранозы. Растворы мутаротируют и дают положительную реакцию с реактивом Толленса и реактивом Фелинга. При окислении лактозы в мягких условиях образуется лактобионовая кислота. для лактозы характерен ряд других реакций, присущий восстанавливающим дисахаридам. Содержится в молоке, не подвергается спиртовому брожению, по сравнению с сахарозой обладает меньшей сладкостью (в 4—5 раз). При кислотном или ферментативном гидролизе лактозы образуется D-глюкоза и D-галактоза, обладает низкой гигроскопичностью, применяется в фармации при изготовлении порошков и таблеток. В молекулах невосстанавливающих дисахаридов гликозидная связь образуется за счет полуацетальных гидроксильных групп обоих моносахаридов. такие дисахариды не имеют в своем составе свободного полуацетального гидроксила, поэтому в растворах они существуют только в циклической форме, их растворы не мутаротируют и не обладают восстанавливающими свойствами. невосстанавливающие дисахариды не дают реакций по альдегидной группе и гликозидному гидроксилу, они способны лишь к образованию простых и сложных эфиров. Представителем невосстанавливающих дисахаридов является сахароза. Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Молекула сахарозы состоит из остатков D-глюкозы и D-фруктозы. Представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворяется в воде, имеет сладкий вкус. растворы сахарозы оптически активны. Под действием минеральных кислот при нагревании или ферментов сахароза гидролизуется с образованием смеси D-глюкозы и D-фруктозы. При этом происходит изменение знака удельного вращения, то есть характерное для сахарозы вращение плоскости поляризации вправо. В связи с изменением в процессе гидролиза сахарозы знака удельного вращения гидролиз сахарозы получил название «инверсии». Отсюда образующаяся в процессе гидролиза смесь равных количеств D-глюкозы и D-фруктозы называется инвертным сахаром. инвертный сахар является основной составной частью пчелиного меда. Причиной инверсии сахарозы является относительно большое удельное вращение D-фруктозы влево, чем D-глюкозы вправо, поэтому образующаяся при гидролизе смесь обладает левым вращением. Сахароза содержится в сахарном тростнике и сахарной свекле (17—20 %), из которых ее получают в промышленности. в фармации сахарозу используют для приготовления порошков, сиропов, микстур и др.