Глюкоза

                                                  Глюкоза.

Молекула құрылысы. Глюкоза(жүзім қанты) – аса кең тараған моносахарид. Глюкозанаң құрамын И. Берцелиус анықтаған, оның молекулалық формуласы C6H12O6 . Глюкоза молекуласында біршама көміртек, сутек және оттек атомдарының болуы оның молекуласында сәйкес функционалдық топтар бар екендігіне мүмкіндік береді. Тәжірибе жүзінде молекула қаңқасында тармаұталған алты көміртек атомынан тұратын тізбек бар екені анықталды. Глюкоза молекуласында гидроксил тобы бар деп жорамалдайық. Оны дәлелдеу үшінжаңа дайындалған мыс(||)гидроксидінің тұнбасына глюкоза ерітіндісін құямыз, сонда копатомды спирттерге тән ашық-көк ерітінді түзіледі.Бұл тәжірибе глюкозаның копатомды спирттерге жататынын растайды. Гидроксил тобының сан мөлшерін зертханалық жағдайда анықтау қиын емес. Мұны 1869 жылыорыс ғалымы А.А. Кояли эксперимент жүзінде іске асырды. Ол глюкозаның бір молекуласымен сірке қышқылының бес молекуласынан түзілген күрделі эфир алды. Демек, глюкоза молекуласында бес гидроксил тобы бар. Енді қалған алтыншы көміртек атомының сипатын білу ушін глюкоза ерітіндісін күміс (|) оксидінің аммиактағы ерітіндісінен қосып қыздырамыз, сонда альдегидтерге тән «күміс айна» түзілгенін байқаймыз. Олай болса, глюкоза молекуласында альдегид тобы бар.

Осы деректерден:

а) глюкозада көміртек атомдарының тізбегі тармақталмаған;

ә) глюкозада бес гидроксил тобы бар және олар көміртектің бес атомында орналасқан, өйткені бір көміртек атомында гидроксил тобының саны біреуден асатын болса, қосылыс тұрақсыз болады;

б) глюкозада альдегил тобы тек көміртек тізбегінің басында ғана орналаса алады. Глюкоза құрылысын мына формуламен өрнектеуге болады:

Осы формулаға сәйкес глюкоза альдегидке де, спиртке де жатады, яғни ол альдегидоспирт. Бұл формула әрқашанда оның құрылысына сәйкес келе бермейді. Мысалы, глюкоза альдегидтерге тән кейбір реакцияларға түспейді. Олай болса, глюкоза сызықты құрылысты пішіннен басқа бір альдегид тобы болмайтын пішінге өте алады деп жорамалдауға болады. Көміртек атомдарының тізбегі түзу сызықты емес, иілген және осы тізбекте көміртек атомдарын біріктіретін ковалентті байланыстар арасындағы бұрыш 109028’ болатынын білеміз. C-C байланыс бойымен атомдар айнала қозғалады, соның салдарынан глюкоза молекуласы әр түрлі пішінге, соның ішінде сақина тәрізді пәшәнге де ие бола алады. Бұл жағдайда төртінші және бесінші көміртек атомы біріншіге жақындайды. Бірінші көміртек атомына бесінші көміртек атомы жақын келгенде тұзілетін циклдік піщінді қарастырамыз. Глюкозаның сызықтық пішінін көлденеңінен жазып, көміртек атомдарын нөмірлейміз.

Циклдік пішіннің түзілуі былайша өтеді (алдымен тақ көміртек қаңқасын көрсетеміз)

  Функционалдық топтар мен сутек атомдарын қосып жазамыз. Сонда бесінші көміртек атомының гидроксотобы мен карбонил тобының электрондық тығыздықтарының ығысқанын байқаймыз.

Атомдардың қайта топтасуы гидроксотоптағы оттек пен карбонил тобындағы көміртектің арасында және гидроксотоптағы сутек пен карбонил тобындағы оттектің арасында байланыстар түзіледі. Альдегид тобы жоқ алты мүшелі сақина- глюкозаның циклдік пішін пайда болады. Сулы ерітіндіде глюкозаның сызықтық түрі де, циклдік түрі де кездеседі және олардың арасында жылжымалы тепе-теңдік орнайды. Әдетте тепе- теңдік циклдік пішіні жағына- оң жаққа қарай көбірек ығысқан , бұл глюкозаның альдегидтерге тән кейбір реакцияларға түспейтінін түсіндіреді.

Заттардың циклдік құрылысына көбіне жоғарыда көрсетілгендей формулалармен өрнектейді.оларды маңызд формулалар деп атайды. Сақина қағаз бетінің жазықтығыны тігінен, ал орынбасушылар циклдің үстінде немесе астында орналасады. Біз молекуланфы алдынан және үстінен көргендей боламыз. Көміртек атомдарының таңбалары әдетте жазылмайды. Сонымен қатар сақинаның оқушыға қаранған бөлігі көрнекті болу үшін қою сызықпен сызылады.

Глюкозаның сызықтық түрінде альдегид тобы C1-C7 байланысы бойынша еркін айнала алады. Соның салдарынан циклдік пішіні түзілгенде бірінші көміртек атомының гидроксотобы жазықтықтың үстінде немесе астында орналасуы мүмкін.