Введение

Алдоза — моносахарид (простой сахар) с углеродным скелетом, содержащим карбонильную группу на концевой углеродной цепи, что делает его альдегидом, и гидроксильными группами, присоединенными ко всем остальным атомам углерода. Алдозы отличаются от кетоз, у которых карбонильная группа находится не на конце молекулы, а внутри цепи, и поэтому они являются кетонами.

Структура

Как и большинство углеводов, простые альдозы имеют общую химическую формулу Cn(H2O)n. Поскольку формальдегид (n=1) и гликолальдегид (n=2) обычно не считаются углеводами, самым простым альдозом является триоза – глицеральдегид, содержащая всего три атома углерода. Поскольку у них есть как минимум один асимметричный углеродный центр, все альдозы проявляют стереоизомерию. Альдозы могут существовать в D- или L-форме. Определение делается на основе хиральности асимметричного углерода, наиболее удаленного от альдегидной группы, то есть предпоследнего углерода в цепи. Альдозы с гидроксильными группами справа от проекции Фишера являются D-альдозами, а с гидроксильными группами слева – L-альдозами. D-альдозы встречаются в природе чаще, чем L-альдозы. Тест основан на реакции дегидратации, которая протекает быстрее в кетозах, поэтому альдозы реагируют медленно, образуя светло-розовый цвет, а кетозы – быстрее и интенсивнее, образуя темно-красный цвет. Альдозы могут изомеризироваться в кетозы посредством преобразования Лобри де Брюйна — ван Экенштейна.

Стереохимия

Альдозы обычно называют по названиям, специфичным для одного стереоизомера соединения. Это различие особенно важно в биохимии, поскольку многие системы могут использовать только один энантиомер углевода, а не другой. Однако альдозы не фиксированы в какой-либо одной конформации: они могут и действительно переходят между различными формами. Альдозы могут таутомеризоваться в кетозы в динамическом процессе с участием энольного промежуточного соединения (точнее, энедиола). Этот процесс обратим, поэтому альдозы и кетозы можно рассматривать как находящиеся в равновесии друг с другом. Однако альдегиды и кетоны почти всегда более стабильны, чем соответствующие энольные формы, поэтому обычно преобладают альдо- и кето-формы. Этот процесс, с его энольным промежуточным соединением, также позволяет стереоизомеризацию. Щелочные растворы ускоряют взаимопревращение изомеров. Углеводы, содержащие более четырех атомов углерода, существуют в равновесии между циклической (замкнутой) формой и формой открытой цепи. Циклические альдозы обычно изображают в виде проекций Гаворта, а формы открытой цепи – в виде проекций Фишера, обе из которых отражают важную стереохимическую информацию о соответствующих формах.