첫째, 단당류의 구조
(a) 단당류의 3 차원 구조 및 구성
1. 단당류의 입체 이성질체
단당류 분자는 회전광성을 지닌 비대칭 분자이다. 글리세알데히드를 예로 들면 분자 중 2 위 탄소는 비대칭 탄소 원자로 각각 4 개의 서로 다른 원자와 기단 H, CH2OH, OH, CHO 를 연결한다. 이 구조에는 D- 글리세알데히드와 L- 글리세알데히드의 두 가지 배열이 있습니다. D 형 구조를 쓸 때 수산기를 오른쪽에 놓습니다. 왼쪽은 L 형 히드 록실입니다. D- 글리세알데히드의 회전 광도는 우측이고 L- 글리세알데히드의 회전 광도는 왼손이다. D- 글리세알데히드와 L- 글리세알데히드는 입체이종체로 구조가 다르다. 그래서 D 형과 L 형 글리세알데히드는 모두 거울체이고, 거울체가 있는 구조는' 키랄' 구조라고도 합니다.
회전광의 방향과 정도는 분자의 모든 비대칭 원자에 있는 수산기의 방향에 의해 결정되고, 구조는 분자에서 카르 보닐에서 가장 먼 비대칭 탄소 원자의 수산기 방향에만 관련이 있기 때문에 단당류의 구성 D 와 L 은 반드시 우측과 왼손에 해당하지 않을 수 있습니다. 단당류의 회전 광도는 D 또는 (+), 왼손은 L 또는 (-) 입니다.
삼당 (글리세알데히드) 에서 온 단당에는 비대칭 탄소 원자가 있다. N 개의 비대칭 탄소 원자를 함유한 화합물에는 2n 개의 입체이종체가 있어야 한다.
단당류의 구성
D- 형과 L- 형 설탕은 글리세알데히드를 기준으로 비교함으로써 결정된 상대형이다. 설탕의 구조는 카르 보닐에서 가장 먼 비대칭 탄소 원자에서 수산기의 방향에 달려 있다. 만약 D- 글리세알데히드와 같다면, D 형이다. L- 글리세롤과 같다면 l 형이다. 알도당은 글리세알데히드가 점차 탄소 사슬을 증가시켜 파생될 수 있다. 케톤당의 구성도 같은 방법으로 결정된다. 아래 설탕들이 총결한 탄소 원자의 구조는 모두 D 형 설탕이다.
(2) 단당류의 구조와 구조
단당류는 종류가 다양하며, 그중에서도 포도당 (유리와 결합) 이 자연계에서 가장 풍부하고 분포가 가장 넓다.
단당류의 구조와 성질은 다르지만 많은 유사점이 있다. 포도당의 구조와 성질이 대표적이다. 이 글은 포도당을 예로 들어 단당의 분자 구조를 서술하였다.
포도당은 가장 중요한 기당이다. 포도당이라고 부르는 이유는 포도에 처음 존재하기 때문이다. 분자식은 C6H 12O6 입니다. 자연적으로 생성되는 것은 D- 포도당입니다.
1. 체인 구조
실험에 따르면 D- 포도당의 사슬 구조는 다음과 같습니다.
상기 구조는 단순화 될 수있다. "├" 는 탄소 사슬 히드 록실 및 비대칭 탄소 원자의 위치를 나타내고 "△" 는 알도계를 나타낸다.
"-—CHO", "-"는 히드 록실 "-OH", ""0 "은 첫 번째 알코올 기반을 나타냅니다. 그러면 포도당의 구조는 (A) 로 단순화되고, 포도당과 함께 알도당에 속하는 D 만 노당과 D 반유당의 구조는 각각 (B) 와 () 로 단순화됩니다
(a)D- 포도당 (b)D- 만 노당 (c)D- 갈락토오스
2. 링 구조
물리와 화학적 방법은 단당이 선형 구조뿐만 아니라 고리 구조로도 존재한다는 것을 증명한다. 단당분자에는 카르 보닐과 수산기가 모두 있기 때문에 반축알데히드 (또는 반축케톤) 가 형성되어 분자에 고리를 형성할 수 있다. 즉, 탄소 사슬에 있는 수산기의 산소는 카르 보닐의 탄소 원자와 연결되어 있고, 수산기의 수소 원자는 카르 보닐의 산소에 첨가된다. 실험에 따르면, 일반적으로 기당은 다섯 번째 탄소 원자의 수산기와 카르보닐로 형성된 반아세탈로 6 원 고리를 형성한다. 예를 들어, D- 포도당은 다음과 같은 두 가지 고리 모양의 반아세탈을 형성할 수 있습니다.
반아세탈 α-D- 포도당알데히드 D- 포도당 반아세탈 β-D- 포도당
37% 0. 1% 63%
D- 포도당은 알데히드에서 반아세탈로, C 1 은 키랄 탄소 원자로 변환되어 광학 이성질체 한 쌍을 형성한다. 일반적으로 새로 형성된 키랄 탄소 원자의 수산기 (반아세탈기라고 함) 와 단당구조를 결정하는 탄소 원자의 수산기 (기당의 C5) 는 탄소 사슬의 같은 쪽에 α-포도당이라고 하며, α-D- 포도당을 쓴다. 같은 쪽에 있지 않은 것은 β-포도당이라고 불리며, β-d- 포도당으로 기록되었지만, 이 두 이성질체는 거울체가 아니라 1 탄소의 수산기 방향이 다르기 때문에 이두물이라고 합니다. 반아세탈 수산기는 다른 수산기보다 더 활발하며, 설탕의 많은 중요한 성질은 그것과 관련이 있다.
그리고 포도당에도 구상문제가 있다. X-레이 회절에 따르면, 피란 포도당 고리의 탄소 다섯 개와 산소 한 개가 같은 평면에 있지 않으며, 일반적으로 다음과 같은 형태를 가지고 있는데, 그 중 의자 형태가 가장 안정적이다. 분자 인장 강도를 최소화하고 분자 중 각 원자의 정전기 반발력을 최소화하기 때문이다.
둘째, 단당류의 성질
단당류의 성질은 그것의 화학 구성과 구조에 의해 결정된다.
(1) 주요 물리적 특성
1. 용해도
단당은 무색 결정체이다. 분자에 많은 수산기가 있기 때문에 물속에는 용해도가 매우 크며, 왕왕 과포화 용액인 시럽을 형성할 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 시럽, 시럽, 시럽, 시럽, 시럽, 시럽, 시럽)
2. 아로마
단당류는 모두 단맛이 있지만 단맛이 다르다. 일반적으로 사탕수수당의 단도는 100 으로 설정되어 비교된다.
설탕, 사탕수수, 과당은 설탕 * 포도당, 자당, 엿, 반유당, 유당으로 변한다.
달콤한100173130 74 40 32 3216
* 자당 가수 분해에 의해 생성 된 포도당과 과당의 혼합물을 전환 당이라고합니다.
광학 회전 및 가변 회전 현상
모든 당류의 분자에는 키랄 탄소 원자가 있기 때문에 모두 광학 활성 물질 (또는 광학 활성 물질) 에 속하는 회전광성을 가지고 있다. 광학 회전 물질이 편광 진동 평면을 회전하는 각도를 "회전 광도" 라고 합니다. 물질의 회전광도는 용액의 농도, 액체 용기의 길이, 온도, 광파의 파장, 용제의 성질에 따라 변한다. 그러나 특정 조건 하에서, 다른 광학 회전 물질의 회전 광도는 여전히 상수로 남아 있으며, 일반적으로 비율 [α] 로 표시됩니다. 비회전도는 1 그램의 용질을 포함하는 1 밀리리터 용액을 1 데시미터 길이의 액체 용기에 배치하여 측정한 회전도로 정의됩니다. 설탕의 특정 회전 광도는 [α] D2 0 으로 표시됩니다. 계산 공식은 다음과 같습니다.
여기서 α: 선광기가 측정한 선광도.
C: 설탕 (회전광) 용액의 농도는 밀리리터 당 용액 중 용질의 그램 수로 표시되며 용제는 물이다.
L: 액체 용기의 길이 (데시미터 단위).
20: 20 C, 즉 비회전도가 20 C 에서 측정된다는 뜻입니다.
D: 나트륨 램프를 광원으로 사용하는 것입니다.
(b) 주요 화학적 성질
단당은 폴리 히드 록시 알데히드 또는 폴리 하이드 록시 케톤이기 때문에 알도스테론, 케톤 및 알콜 히드 록실 특성을 가지며, 알콜 히드 록실 에스테르, 에테르 및 카르 보닐의 산화, 환원 및 첨가 및 기타 반응을 일으킬 수 있으며, 히드 록실 및 카르 보닐 상호 작용으로 인한 특별한 반응도 있습니다. 단당류는 수용액에서 사슬과 고리형 균형으로 존재한다. 어떤 반응에서는 체인형 이성질체가 반응에 관여하고, 고리형 이성질체는 끊임없이 체인으로 변환되어 결국 체인형 이성질체의 모든 파생물을 생성한다. 단당류의 주요 화학적 성질은 다음과 같다.
1. 알데히드 및 케톤 생성의 성질
(1) 단당류 이성질체 화
(2) 단당류의 산화 (환원)
2. 히드 록시 (알콜 히드 록시 및 반 아세탈 하이드 록시) 에 의해 생성 된 성질
(1) 에스테르 화
(2) 인과 관계
(3) 글리코 실화
셋. 중요한 단당류 및 그 유도체
단당류는 설탕의 가장 작은 단위이다. 지난 반세기 동안 600 여 종의 알도당과 180 종의 케톤당과 그 파생물을 포함한 많은 단당이 발견되었다. 자연계에서 단당의 수는 광학 이성질체의 이론적 수량보다 적으며, 흔히 볼 수 있는 것은 알도오스, 케톤당, 디옥시당, 지단당, 아미노당 등이다. 다음은 몇 가지 중요한 대표입니다 (표 3-3).
단당에는 많은 반응단이 있기 때문에 다양한 단당유도물을 형성할 수 있는데, 일반적으로 다음과 같은 종류가 포함된다.
1. 배당체
2. 단당인산에스테르
아미노 설탕 (아미노 설탕 또는 설탕 아민)
4. 설탕과 산
5. 글리코 올