Глюкоза является одним из «простых сахаров» - ироническое название, потому что химия этих соединений довольно сложна. Система именования сахаров 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 назначение станут яснее.
Линейный и циклический
Каждая молекула глюкозы имеет углеродную цепь с -ОН группами и атомами водорода, присоединенными к ней. В верхней части цепи атом кислорода имеет двойную связь с атомом углерода; вместе эти два атома называются карбонильной группой. Углеродный скелет молекулы глюкозы может скручиваться так, что группа -ОН вблизи нижнего конца цепи атакует карбонильный углерод, а молекула глюкозы образует кольцо. Эта кольцеобразная структура является циклической формой глюкозы, в то время как структура с прямой цепью является линейной формой. В решении циклическая форма намного более распространена.
Кольцевые образования
Глюкоза может образовывать либо пятичленные, либо шестичленные кольца. Шестичленное кольцо встречается гораздо чаще, и в растворе обнаруживается, что подавляющее большинство молекул глюкозы имеют шестичленные кольца. Однако поскольку линейные и циклические формы могут взаимопревращаться, ни одна молекула глюкозы никогда не фиксируется в форме шестичленного кольца; это может идти вперед и назад. Он проводит большую часть своего времени в шестичленной кольцевой форме, но случайное превращение в другие формы делает их интересными для его структуры.
Форма кольца
Вы можете изобразить циклическую форму глюкозы, нарисовав шестиугольник на листе бумаги. Один атом в шестиугольнике является атомом кислорода; остальные пять атомов углерода. Гексагон имеет присоединенную группу -CH2-OH и четыре другие группы -OH. Каждая из этих пяти групп может находиться либо над плоскостью кольца, обычно изображаемой в виде линии, направленной вверх, или под ней, причем линия направлена вниз. По соглашению, атом кислорода в кольце изображен в верхнем правом углу шестиугольника.
Альфа и Бета
Разница между альфа и бета глюкозой - не что иное, как положение одной из четырех групп -ОН. Углерод справа от атома кислорода в гексагональном кольце называется аномерным углеродом. Если группа -ОН, присоединенная к нему, находится ниже кольца, молекула представляет собой альфа-глюкозу. Если группа -ОН находится над кольцом, молекула представляет собой бета-глюкозу. Поскольку линейные и циклические формы глюкозы взаимно превращаются друг с другом, альфа-глюкоза может превращаться в бета-глюкозу и наоборот. Если вы возьмете образец чистой альфа-глюкозы и поместите его в воду, вы получите образец, который является частью альфа и частично бета глюкозы.
