Aldózy

Aldózy (nebo aldosy) jsou monosacharidy se sumárním vzorcem CmH2mOm, obsahující v acyklické (necyklické) formě aldehydovou skupinu, resp. v cyklické formě hemiacetalovou (poloacetálovou) skupinu. Po chemické stránce se tedy jedná o polyhydroxyaldehydy se strukturou

:HO-CH2-(CH-OH)n-CH=O (n = 1, 2, 3, 4, 5).

Uhlíky, které jsou ve shora uvedeném vzorci uzavřeny v závorce, se nazývají chirální centra, neboť představují prvek asymetrie, který je odpovědný za optickou aktivitu monosacharidů. Na každém z těchto center může konfigurace hydroxyskupiny nabývat dvou možných prostorových uspořádání; proto celkový počet prostorových izomerů u molekul s n chirálními centry se rovná 2n.

Podle celkového počtu uhlíků se aldózy dělí na:

Názvy těchto skupin jsou složeny z úvodní předpony aldo, vyjadřující přítomnost aldehydové skupiny v lineární formě molekuly, kmene odvozeného od řecké číslovky vyjadřující celkový počet uhlíkových atomů v molekule (tri až hept) a koncovky óza.

Lineární formy aldóz se obvykle zobrazují za použití tzv. Fischerovy projekce. +more Pro potřeby chemické nomenklatury jsou uhlíkové atomy v molekule aldóz očíslovány lokačními (pořadovými) čísly tak, aby číslo 1 bylo přiřazeno uhlíku aldehydové skupiny, např.

Číslování glukózy

Zatímco nejvýznamnější aldózou je bezesporu aldohexóza s názvem D-glukóza, nejjednodušší je aldotrióza, zvaná glyceraldehyd, existující ve dvou stereoizomerech, které jsou vzájemně svými zrcadlovými obrazy, čili enantiomery

Glyceraldehyd

Symboly D a L, použité u glyceraldehydu, souvisejí s konfigurací na chirálním uhlíku s nejvyšším lokačním číslem. To platí i u aldóz s větším počtem uhlíků v řetězci. +more Jestliže chirální centrum nejvzdálenější od aldehydové skupiny má stejnou konfiguraci jako D-glyceraldehyd, pak příslušná aldóza má opět označení D. Stejný název, ale označení L, pak má její enantiomer (zrcadlový obraz).

Molekuly aldóz (s výjimkou aldotrióz a aldotetróz) se však jak v pevném skupenství (v krystalické formě), tak v roztoku převážně nacházejí v cyklické formě, která vzniká adicí (připojením) hydroxylové skupiny nacházející se na uhlíku č. 4 nebo 5 k aldehydové skupině za vzniku hemiacetálu, přičemž současně vzniká buď pětičlenný nebo šestičlenný kyslíkatý heterocyklus.

Anomerizace glukózy

Varianty s pětičlenným tetrahydrofuranovým cyklem se nazývají furanózy, se šestičlenným tetrahydropyranovým cyklem se nazývají pyranózy a v názvech příslušných forem cukrů pak tyto výrazy nahrazují koncovku „óza“. Při cyklizaci (uzavírání cyklu) vznikající hemiacetálová skupina může zaujmout jednu ze dvou možných prostorových orientací; vytváří se tak v molekule další chirální centrum. +more Tyto dvě formy nazýváme anomery. Podle relativní orientace tohoto hydroxylu je rozlišujeme připojením symbolu α- nebo β- před název sloučeniny. Např. nejznámější aldohexóza - D-glukóza - může teoreticky existovat ve čtyřech cyklických formách.

Anomery glukózy

V roztoku může jeden anomer přecházet ve druhý procesem, který se nazývá mutarotace. (Ve skutečnosti však glukóza neexistuje ve formě furanos; furanózy vznikají především z ketohexos, např. +more u D-fruktózy. Zde je glukóza použita jen jako teoretický příklad).

Cyklické formy aldóz se obvykle zobrazují v Haworthově (viz vzorce glukóz uvedené výše) nebo v Tollensově projekci.

Chemické vlastnosti

Protože aldehydová skupina v jejich molekule se může snadno oxidovat na karboxylovou skupinu, mají redukční účinky. Proto bývají označovány za třídu redukujících monosacharidů. +more Již slabými oxidačními činidly, jako jsou např. soli jednomocného stříbra či dvojmocné mědi nebo brom se oxidují na kyseliny aldonové, např.

: HO-CH2-(CH-OH)n-CH=O → HO-CH2-(CH-OH)n-COOH.

Šetrnou oxidací primární alkoholické skupiny na posledním uhlíku s nejvyšším lokačním číslem a při současném zachování aldehydové skupiny v nezměněném stavu vznikají kyseliny alduronové

: HO-CH2-(CH-OH)n-CH=O → HOOC-(CH-OH)n-CH=O.

Působením silnějších oxidačních činidel, např. kyseliny dusičné se kromě aldehydové skupiny oxiduje i primární alkoholická skupina na opačném konci uhlíkového řetězce. +more Vznikají tak dikarboxylové kyseliny, v tomto případě nazývané kyseliny aldarové, např.

: HO-CH2-(CH-OH)n-CH=O → HOOC-(CH-OH)n-COOH.

Naopak redukcí aldóz např. jejich hydrogenací působením vodíku za přítomnosti katalyzátorů se jejich aldehydová skupina mění na primární alkoholickou skupinu, přičemž vznikají cukerné alkoholy, nazývané alditoly, např.

: HO-CH2-(CH-OH)n-CH=O + H2 → HO-CH2-(CH-OH)n-CH2OH.

Jiné chemické reakce jsou společné s ketózami a jsou uvedeny v hesle o monosacharidech.

Externí odkazy

Kategorie:Monosacharidy