المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تربية ماشية اللبن في البلاد الأفريقية
2024-11-06
تربية الماشية في جمهورية مصر العربية
2024-11-06
The structure of the tone-unit
2024-11-06
IIntonation The tone-unit
2024-11-06
Tones on other words
2024-11-06
Level _yes_ no
2024-11-06


Anomers of Simple Sugars: Mutarotation of Glucose  
  
2631   05:06 مساءً   date: 5-12-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................


Read More
Date: 3-12-2019 1463
Date: 7-12-2019 2553
Date: 20-7-2018 4902

Anomers of Simple Sugars: Mutarotation of Glucose

Figure 1: Cyclization of D-Glucose. D-Glucose can be represented with a Fischer projection (a) or three dimensionally (b). By reacting the OH group on the fifth carbon atom with the aldehyde group, the cyclic monosaccharide (c) is produced.

When a straight-chain monosaccharide, such as any of the structures shown in Figure 1, forms a cyclic structure, the carbonyl oxygen atom may be pushed either up or down, giving rise to two stereoisomers, as shown in Figure 2. The structure shown on the left side of Figure 2, with the OH group on the first carbon atom projected downward, represent what is called the alpha (α) form. The structures on the right side, with the OH group on the first carbon atom pointed upward, is the beta (β) form. These two stereoisomers of a cyclic monosaccharide are known as anomers; they differ in structure around the anomeric carbon—that is, the carbon atom that was the carbonyl carbon atom in the straight-chain form.

16.6.jpg

Figure 2: Monosaccharides. In an aqueous solution, monosaccharides exist as an equilibrium mixture of three forms. The interconversion between the forms is known as mutarotation, which is shown for D-glucose (a) and D-fructose (b).

It is possible to obtain a sample of crystalline glucose in which all the molecules have the α structure or all have the β structure. The α form melts at 146°C and has a specific rotation of +112°, while the β form melts at 150°C and has a specific rotation of +18.7°. When the sample is dissolved in water, however, a mixture is soon produced containing both anomers as well as the straight-chain form, in dynamic equilibrium (part (a) of Figure 2). You can start with a pure crystalline sample of glucose consisting entirely of either anomer, but as soon as the molecules dissolve in water, they open to form the carbonyl group and then reclose to form either the α or the β anomer. The opening and closing repeats continuously in an ongoing interconversion between anomeric forms and is referred to as mutarotation (Latin mutare, meaning “to change”). At equilibrium, the mixture consists of about 36% α-D-glucose, 64% β-D-glucose, and less than 0.02% of the open-chain aldehyde form. The observed rotation of this solution is +52.7°.

Even though only a small percentage of the molecules are in the open-chain aldehyde form at any time, the solution will nevertheless exhibit the characteristic reactions of an aldehyde. As the small amount of free aldehyde is used up in a reaction, there is a shift in the equilibrium to yield more aldehyde. Thus, all the molecules may eventually react, even though very little free aldehyde is present at a time.

Commonly, (e.g., in Figures 1 and 2) the cyclic forms of sugars are depicted using a convention first suggested by Walter N. Haworth, an English chemist. The molecules are drawn as planar hexagons with a darkened edge representing the side facing toward the viewer. The structure is simplified to show only the functional groups attached to the carbon atoms. Any group written to the right in a Fischer projection appears below the plane of the ring in a Haworth projection, and any group written to the left in a Fischer projection appears above the plane in a Haworth projection.

The difference between the α and the β forms of sugars may seem trivial, but such structural differences are often crucial in biochemical reactions. This explains why we can get energy from the starch in potatoes and other plants but not from cellulose, even though both starch and cellulose are polysaccharides composed of glucose molecules linked together.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .