ражает приведенная выше формула (б).

В формулах глюкозы (а) и фруктозы (б) показано характерное для этих моносахаридов относительное пространственное расположение атомов Н и групп ОН при входящих в углеродную цепь асимметрических (стр. 446) атомах углерода (они помечены звездочками).

Моносахариды как альдегидо- или кетоноспирты являются соединениями со смешанными функциями; природа их усложнена возможностью внутримолекулярных взаимодействий спиртовых гидроксильных групп с альдегидной или кетонной карбонильной группой, Благодаря этому моносахариды существуют и вступают в реакции не только в открытой цепной форме, но еще и в циклических формах. Углеродная цепь моносахарида, например глюкозы (а), может принимать конформацию (стр. 442)" «клешни» (см. ниже формулу в); при этом 1-й С-атом, несущий карбонильную группу, сближается со спиртовой группой при 5-м С-атоме; атом Н из группы ОН перемещается (как показано пунктирной стрелкой) к карбонильному кислороду, а кислород при 5-м С-атоме соединяется с 1-м (карбонильным) С-атомом (это также показано пунктирной стрелкой). В результате замыкается шестичленное, содержащее атом кислорода, кольцо. Так образуются две циклические а- и р-фор мы глюкозы, отличающиеся пространственным расположением атома Н и группы ОН при 1-м (в цикле он становится асимметрическим) С-атоме. Это можно представить перспективными формулами

1 г У

t

Н X—о, н

\5

•СНаОН »СН2ОН «сн,он

н х—он i н si—оч оа

Тч4 он* Н ^ Г

hoV-'c^oh но\3-^ н HoV-i^H:

|| || it

Н ОН Н ОН Н ОН

глюкоза циклическая глюкоза цепная. глюкоза циклическая

а-форма карбонильная форма 3-форма

В формулах циклических форм показано (пунктирной стрелкой), что возможен обратный переход атома Ы из группы ОН при 1-м С-атоме к кислороду кольца. Последнее при этом раскрывается и образуется цепная форма.

Природная кристаллическая глюкоза (виноградный сахар) представляет собой циклическую а-форму (т. пл. моногидрата 83°С, безводной 14б°С). При растворении в воде она, как показано выше на схеме, переходит в цепную, а через нее в (3-форму; при этом устанавливается динамическое равновесие между всеми формами *. р-Форма также может быть выделена в кристаллическом виде (т. пл. 148—150°С); в водном растворе и она образует равновесную систему, содержащую все формы. Цепная же форма существует лишь в растворах, причем в очень небольших количествах (доли процента), а в свободном виде не выделена.

Изомерные формы соединений, способные переходить друг в друга, называют тауто мерны ми формами, или та у то-мерами, а само существование их — явлением таутоме-р и и; оно весьма распространено среди органических соединений.

Дисахариды — углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

* В равновесной системе моносахаридов образуются и их циклические формы с пятичленным кислородсодержащим кольцом; они неустойчивы и в свободном кристаллическом виде не выделены. Однако известны многие природные я синтетические соединения, являющиеся производными пятичленных циклических форм моносахаридов (см, в учебниках органической химии),

Свекловичный, или тростниковый, сахар (сахароза), С12Н22О11— важнейший из дисахаридоз. Получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника (откуда и происходят названия); содержится также в соке березы, клена и некоторых фруктов. Сахароза — ценнейший пищевой продукт. При гидролизе она распадается с образованием

молекулы глюкозы и молекулы фруктозы (образующаяся смесь этих моносахаридов называется инвертным сахаром):

Ci2H22Ou + Н20 —* CeHi2Ofl + ОДА,

сахароза глюкоза фруктоза

Полисахариды. Зти углеводы во многом отличаются от моно- и дисахаридов — не имеют сладкого вкуса, в большинстве нерастворимы в воде; они представляют собой .сложные высокомолекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием бо« лее простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важнейшие представители полисахаридов — крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы построены из звеньев —СеНюОв—, являющихся остатками шестнчленных циклических форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды; поэтому состав и крахмала, и целлюлозы выражается общей формулой (СбНюОб)*. Различие же в свойствах этих полисахаридов обусловлено пространственной изомерией образующих их моносахаридных молекул: крахмал построен из звеньев а-, а целлюлоза — р-формы глюкозы.

Крахмал (CqHiqOs)*— белый (под микроскопом зернистый)] порошок, нерастворимый в холодной воде; в горячей — набухает, образуя коллоидный раствор (крахмальный клейстер); с раствором кода дает синее окрашивание (характерная реакция). Молекулы крахмала неоднородны по величине — значение х