Номер 47, страница 166 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

5.47. Постройте проекции Хеуорса следующих циклических форм углеводов: а) $\mathrm{\alpha }$-D-галактопираноза; б) $\mathrm{\beta }$-D-рибофураноза; в) $\mathrm{\alpha }$-D-фруктофураноза; г) $\mathrm{\beta }$-L-глюкопираноза; д) $\mathrm{\alpha }$-D-маннопираноза; е) $\mathrm{\alpha }$-L-арабинофураноза.

Решение

Для построения проекций Хеуорса (Haworth) циклических форм углеводов необходимо следовать определенным правилам, которые связывают плоскую проекцию Фишера с циклической структурой.

1. Определение типа цикла: "пираноза" означает шестичленный цикл (пять атомов углерода и один кислород), "фураноза" – пятичленный (четыре атома углерода и один кислород).

2. D- или L-ряд: В проекции Хеуорса для D-углеводов терминальная группа (например, $ - \text{CH}_2\text{OH} $ для гексоз) располагается над плоскостью кольца (вверх). Для L-углеводов – под плоскостью кольца (вниз).

3. Расположение гидроксильных групп: Гидроксильные группы, находящиеся в проекции Фишера справа, в проекции Хеуорса располагаются под плоскостью кольца (вниз). Группы, находящиеся слева, – над плоскостью кольца (вверх).

4. α- и β-аномеры: Конфигурация у аномерного атома углерода (C1 для альдоз, C2 для кетоз) определяется положением гликозидного гидроксила:

• Для D-сахаров: у α-аномера гликозидный гидроксил направлен вниз (транс-положение к терминальной группе $ - \text{CH}_2\text{OH} $), у β-аномера – вверх (цис-положение).
• Для L-сахаров: у α-аномера гликозидный гидроксил направлен вверх (транс-положение к терминальной группе $ - \text{CH}_2\text{OH} $), у β-аномера – вниз (цис-положение).

Следуя этим правилам, построим требуемые проекции.

а) α-D-галактопираноза

D-Галактоза – альдогексоза. Пиранозный цикл образуется между C1 и C5. D-конфигурация означает, что группа $ - \text{CH}_2\text{OH} $ у C6 направлена вверх. В проекции Фишера у D-галактозы гидроксилы у C2 и C5 находятся справа (вниз), а у C3 и C4 – слева (вверх). α-аномер для D-сахара означает, что гидроксил у C1 направлен вниз.

Ответ: Проекция Хеуорса для α-D-галактопиранозы представлена на изображении выше.

б) β-D-рибофураноза

D-Рибоза – альдопентоза. Фуранозный цикл образуется между C1 и C4. D-конфигурация означает, что группа $ - \text{CH}_2\text{OH} $ у C5 направлена вверх. В проекции Фишера у D-рибозы все гидроксилы (C2, C3, C4) находятся справа (вниз). β-аномер для D-сахара означает, что гидроксил у C1 направлен вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для β-D-рибофуранозы представлена на изображении выше.

в) α-D-фруктофураноза

D-Фруктоза – кетогексоза. Аномерный атом – C2. Фуранозный цикл образуется между C2 и C5. D-конфигурация означает, что группа $ - \text{CH}_2\text{OH} $ у C6 направлена вверх. В проекции Фишера у D-фруктозы гидроксил у C3 слева (вверх), у C4 – справа (вниз). α-аномер для D-сахара означает, что аномерный гидроксил у C2 направлен вниз. Группа $ - \text{CH}_2\text{OH} $ у C1 при этом оказывается направленной вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для α-D-фруктофуранозы представлена на изображении выше.

г) β-L-глюкопираноза

L-Глюкоза – альдогексоза. Пиранозный цикл образуется между C1 и C5. L-конфигурация означает, что группа $ - \text{CH}_2\text{OH} $ у C6 направлена вниз. β-аномер для L-сахара означает, что гидроксил у C1 направлен также вниз (цис-положение к группе у C6). L-глюкоза является зеркальным отражением D-глюкозы, поэтому расположение остальных групп будет обратным: C2-OH вверх, C3-OH вниз, C4-OH вверх.

Ответ: Проекция Хеуорса для β-L-глюкопиранозы представлена на изображении выше.

д) α-D-маннопираноза

D-Манноза – альдогексоза, эпимер D-глюкозы по атому C2. Пиранозный цикл образуется между C1 и C5. D-конфигурация означает, что группа $ - \text{CH}_2\text{OH} $ у C6 направлена вверх. В проекции Фишера у D-маннозы гидроксилы у C2 и C3 находятся слева (вверх), а у C4 – справа (вниз). α-аномер для D-сахара означает, что гидроксил у C1 направлен вниз.

Ответ: Проекция Хеуорса для α-D-маннопиранозы представлена на изображении выше.

е) α-L-арабинофураноза

L-Арабиноза – альдопентоза. Фуранозный цикл образуется между C1 и C4. L-конфигурация означает, что группа $ - \text{CH}_2\text{OH} $ у C5 направлена вниз. α-аномер для L-сахара означает, что гидроксил у C1 направлен вверх (транс-положение к группе у C5). В проекции Фишера у L-арабинозы гидроксил у C2 находится справа (вниз), а у C3 – слева (вверх).

Ответ: Проекция Хеуорса для α-L-арабинофуранозы представлена на изображении выше.