我对于生物化学教材中,蔗糖的哈武斯(Haworth )式表达,一直寻找有效的教学方法,帮助理解其中的知识点。
原因在于蔗糖里的葡萄糖位于非还原端,果糖则不然,掉转方向,以还原端的2位羟基(1位在环外的上方),和葡糖糖的1位以糖苷键结合,形成α,
β-1,2糖苷键。α表示糖苷键是α型,β表示:果糖的哈武斯式属于β型,也就是环外的1位和6位,处于异侧,没有空间干扰。
问题还不在这里。掉转方向的果糖,3位的羟基不在环上方,变成位于下方了。同样,4位的羟基也改为朝上了。这是为什么呢?
先看溶液里的果糖,会形成什么样的结构:

这就是说,有四种结构,其中的β-D-果糖(五元环),占34%。它还不是出现几率最大的。β-D-果糖(六元环),占37%。
这是问题之一,为什么形成蔗糖时,用的是β-D-果糖(五元环)结构?
D-果糖是一种左旋糖,它的开链式在2-位上有一个酮羰基,其3,4,5-位的构型与D-葡萄糖完全相同,它既可在C-2与C-6之间成氧桥而生成吡喃果糖,也可以在C-2与C-5之间形成氧桥生成一个五元环的呋喃果糖,一般在游离状态时以六元环状半缩酮形式存在,而作为糖类的一个组分,例如,在蔗糖中,常以呋喃形式存在,也就是五元环的形式。
再往下说,离开纸面向左旋转180度,β-D-果糖(五元环)的结构是什么样?这里借助另外一张图。重点,看左面的图。
哦!除了重点注意2位和3位的位置变化以外,环外基团全都反转了!
因此,在果糖里,3位和4位的羟基,不仅有位置变化,也是改变环外基团上下位置的。

这就是答案。

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