Универсальный Online-справочник
Поиск
 А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я |
Термины из этой статьи

Органическая химия, раздел химии, естественнонаучная дисциплина, предметом изучения которой являются соединения углерода с др. элементами, называемые органическими соединениями, а также законы…(дальше)

Бутлеров Александр Михайлович [3(15).9.1828, Чистополь, ныне Татарской АССР, - 5(17).8.1886, деревня Бутлеровка, ныне Алексеевского района Татарской АССР], русский химик, создатель теории химического…(дальше)

Фишер (Fischer) Эмиль Герман (9.10.1852, Эйскирхен, - 15.7.1919, Берлин), немецкий химик-органик и биохимик. Окончил университет в Страсбурге (1874). Ученик А. Байера. Профессор университетов в…(дальше)

Вант-Гофф (van't Hoff) Якоб Хендрик (30.8.1852, Роттердам, - 1.3.1911, Берлин), голландский химик, один из основателей современной физической химии и стереохимии. В 1871 окончил Политехническую школу…(дальше)

Конфигурация (от позднелат. configuratio - придание формы, расположение), внешний вид, очертание, образ; взаимное расположение предметов; соотношение составных частей сложных предметов…(дальше)

З>граф Захарий (1810, Самоков, - 14.6.1853, там же), живописец эпохи Болгарского возрождения. Один из зачинателей светского реалистического искусства Болгарии. Учился у своего брата - живописца…(дальше)

Таутомерия (от греч. tautos - тот же самый и meros - доля, часть), быстрая обратимая структурная изомеризация; способные к Т. вещества при установившемся равновесии представляют собой смеси двух (или…(дальше)

Гликозиды, продукты соединения (посредством легко гидролизуемых гликозидных связей) циклических 5- и 6-членных сахаров с веществами типа спиртов или фенолов. Гликозиды. Рис…(дальше)

Глюкоза (от греч. glykys - сладкий), виноградный сахар, декстроза; углевод, наиболее часто встречающийся в природе; относится к гексозам, т. е. моносахаридам, содержащим 6 углеродных атомов…(дальше)

Манноза, моносахарид с общей формулой C6H12O6 (изомер глюкозы); компонент многих полисахаридов и смешанных биополимеров растительного, животного и бактериального происхождения. М. хорошо растворима в…(дальше)

Галактоза, моносахарид, один из наиболее часто встречающихся в природе шестиатомных спиртов - гексоз. Отличается от глюкозы пространственным расположением групп у 4-го атома углерода. Г. хорошо…(дальше)

Фруктоза, фруктовый, или плодовый, сахар, левулёза, b-D-фруктофураноза, бесцветные кристаллы сладкого вкуса (слаще сахарозы в 1,5 раза и глюкозы в 3 раза), tпл 102-104°С; растворимы в воде. Ф. -…(дальше)

Ксилоза, моносахарид, одна из четырёх изомерных альдопентоз, C5H10O5. Подробнее см. Сахара…(дальше)

Арабиноза, C5H10O5, простой углевод (моносахарид) из группы пентоз.Бесцветные кристаллы, сладкие на вкус, растворимые в воде. Существует в двух стереоизомерных формах: (-)-A. и(+)-А. (см…(дальше)

Рамноза, 6-дезоксиманноза, моносахарид с общей формулой C6H12O5. Существует в виде оптически активных D- и L-форм и рацемата. Хорошо растворима в воде и спирте, вступает в реакции, характерные для…(дальше)

Фукоза, 6-дезоксигалактоза, моносахарид, относящийся к дезоксигексозам. Входит в состав многих природных соединений, в которых присутствует чаще всего в L-форме (растительные и бактериальные…(дальше)

Уроновые кислоты, органич. вещества, относящиеся к моносахаридам, от которых отличаются присутствием карбоксильной группы (- COOH) вместо первичной гидроксильной (- CH2OH) (см. формулы). Представляют…(дальше)

Седогептулоза, седогептоза, C7H14O7, моносахарид группы кетогептоз. Существует в виде оптически активных D- и L-форм, а также их рацемата. В природе распространена D-форма. С. участвует в биосинтезе…(дальше)

Сиаловые кислоты, одноосновные полиоксиаминокислоты, производные нейраминовой кислоты. Бесцветные кристаллы, хорошо растворимы в воде, нерастворимы в неполярных растворителях; разлагаются, не плавясь…(дальше)

Сахароза, тростниковый или свекловичный сахар, один из важнейших дисахаридов. Присутствует во всех фотосинтезирующих растениях. Бесцветные, хорошо растворимые в воде кристаллы; tnл 185-186 °С. Легко…(дальше)

Трегалоза, углевод из группы невосстанавливающих дисахаридов. В природной Т. 2 остатка D-глюкозы связаны a, a-гликозидной связью. Т. впервые была выделена из спорыньи; содержится также в водорослях…(дальше)

Лактоза (от лат. lac, род падеж lactis - молоко), молочный сахар, C12H22O11, дисахарид, образованный остатками D-галактозы и D-глюкозы; существует в виде a- и b-форм. Кристаллическая Л. получена в…(дальше)

Флавоноиды, группа природных фенольных соединений, содержащихся в высших растениях. Большинство Ф. (известно свыше 1000) принадлежит к производным флавана (катехины, лейкоантоцианы), флавона (…(дальше)

Сапонины (от лат. sapo, родительный падеж saponis - мыло), сложные органические безазотистые соединения из группы растительных гликозидов. При кислотном или ферментативном гидролизе С. расщепляются на…(дальше)

Гликолипиды (от греч. glykys - сладкий и lipos - жир), жироподобные вещества, содержащие углеводы. Главные представители - цереброзиды (характерны для нервной ткани) и ганглиозиды (обнаружены в…(дальше)

Гликопротеиды, сложные белки, содержащие углеводы. Молярная масса от нескольких десятков тыс. до нескольких миллионов. Присутствуют почти во всех тканях и жидкостях животных (включая человека), в…(дальше)

Нуклеиновые кислоты, полинуклеотиды, важнейшие биологически активные биополимеры, имеющие универсальное распространение в живой природе. Содержатся в каждой клетке всех организмов. Н. к. были открыты…(дальше)

Слизи, вещества растительного, животного или микробного происхождения, образующие вязкие водные растворы. С. животных и человека - секреты слизистых желёз, выделяемые на поверхность кожного покрова (у…(дальше)

Гиалуроновая кислота, кислый мукополисахарид, состоящий из повторяющихся единиц a-глюкуронидо-N-ацетилглюкозамина…(дальше)

Гели (от лат. gelo - застываю), дисперсные системы с жидкой или газообразной дисперсионной средой, обладающие некоторыми свойствами твёрдых тел: способностью сохранять форму, прочностью, упругостью…(дальше)

Пектиновые вещества, пектины (от греч. pektos - сплочённый, свернувшийся, замёрзший), высокомолекулярные полисахариды, присутствующие в растворимой (растворимый пектин) или нерастворимой (протопектин…(дальше)

Целлюлоза (франц. cellulose, от лат. cellula, буквально - комнатка, клетушка, здесь - клетка), клетчатка, один из самых распространённых природных полимеров (полисахарид); главная составная часть…(дальше)

Хитин (франц. chitine, от греч. chiton - одежда, кожа, оболочка), природное соединение из группы полисахаридов; основной компонент наружного скелета (кутикулы) членистоногих и ряда др. беспозвоночных…(дальше)

Фотосинтез (от фото... и синтез), образование высшими растениями, водорослями, фотосинтезирующими бактериями сложных органических веществ, необходимых для жизнедеятельности как самих растений, так и…(дальше)

Крахмал (польск. krochmal, от нем. Kraftmehl), основной резервный углевод растений; образуется в клеточных органеллах (хлоропластах и амилопластах)и накапливается главным образом в семенах, луковицах…(дальше)

Гликоген (от глюкоза и ...ген), животный крахмал (C6H10O5) n, основной запасной углевод животных и человека, встречается также у некоторых бактерий, дрожжей и грибов. Особенно велико его содержание в…(дальше)

Брожение, процесс анаэробного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под влиянием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. В ходе Б. в результате сопряженных…(дальше)

Гликолиз (от греч. glykys - сладкий и lysis - распад, разложение), процесс анаэробного ферментативного негидролитического расщепления углеводов (главным образом глюкозы) в животных тканях…(дальше)

Окисление биологическое,совокупность реакций окисления, протекающих во всех живых клетках. Основная функция О. б. - обеспечение организма энергией в доступной для использования форме. Реакции О. б. в…(дальше)

Мукополисахариды (от лат. mucus - слизь и полисахариды), полимерные углевод-белковые комплексы с преимущественным содержанием углеводной части (70-80%). Наиболее изучены кислые М. различных видов…(дальше)

Антигены (от анти... и греч. genos - рождение, происхождение), высокомолекулярные коллоидные вещества, которые при введении в организм животных и человека вызывают образование специфических…(дальше)

Питание, процесс поступления в организм и усвоения им веществ, необходимых для покрытия энергетических и пластических затрат, построения и возобновления тканей его тела и регуляции функций. П. -…(дальше)

Этролы, принятое в СССР название пластмасс на основе ацетатов, ацетопропионатов, ацетобутиратов, нитратов целлюлозы и этилцеллюлозы. Э. могут содержать также пластификаторы, стабилизаторы, красители…(дальше)

Нитраты целлюлозы, нитроцеллюлоза, азотнокислые сложные эфиры целлюлозы общей формулы [СбН7О2(ОН)3-х (ONO2) x] n, где х может меняться от 1 до 3; белая волокнистая рыхлая масса, очень напоминающая…(дальше)

Брожение, процесс анаэробного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под влиянием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. В ходе Б. в результате сопряженных…(дальше)

Соединения природные, вещества, являющиеся промежуточными или конечными продуктами жизнедеятельности организмов. Термин условен, т.к. к С. п. обычно не относят ряд простых продуктов метаболизма (метан…(дальше)

Углеводный обмен, процессы усвоения углеводов в организме; их расщепление с образованием промежуточных и конечных продуктов (деградация, диссимиляция), а также новообразование из соединений, не…(дальше)

Фотосинтез (от фото... и синтез), образование высшими растениями, водорослями, фотосинтезирующими бактериями сложных органических веществ, необходимых для жизнедеятельности как самих растений, так и…(дальше)

Углеводы

Углеводы, обширная группа органических соединений, входящих в состав всех живых организмов. Первые известные представители этого класса веществ по составу отвечали общей формуле CmH2nOn, то есть углерод + вода (отсюда название); позднее к У. стали относить также их многочисленные производные с иным составом, образующиеся при окислении, восстановлении или введении заместителей.

Превращения У. известны с древнейших времён, так как они лежат в основе процессов брожения, обработки древесины, изготовления бумаги и тканей из растительного волокна. Тростниковый сахар (сахарозу) можно считать первым органическим веществом, выделенным в химически чистом виде. Химия У. возникла и развивалась вместе с органической химией; создатель структурной теории органических соединений А. М. Бутлеров — автор первого синтеза сахароподобного вещества из формальдегида (1861). Структуры простейших сахаров выяснены в конце 19 в. в результате фундаментальных исследований немецких учёных Г. Килиани и Э. Фишера, основанных на стереохимических представлениях Я. Г. Вант-Гоффа и блестяще их подтвердивших. В 20-е гг. 20 в. работами английского учёного У. Н. Хоуорса были заложены основы структурной химии полисахаридов. Со 2-й половины 20 в. происходит стремительное развитие химии и биохимии У., обусловленное их важным биологическим значением и базирующееся на современной теории органической химии и новейшей технике эксперимента.

Классификация и распространение углеводов. У. принято делить на три основных группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Обычные моносахариды представляют собой полиокси-альдегиды (альдозы) или полпоксикетоны (кетозы) с линейной цепью атомов углерода (m = 3—9), каждый из которых (кроме карбонильного углерода) связан с гидроксильной группой. Простейший из моносахаридов — глицериновый альдегид — содержит один асимметрический атом углерода и известен в виде двух оптических антиподов (D и L). Прочие моносахариды имеют несколько асимметрических атомов углерода; их рассматривают как производные D- или L-глицсринового альдегида и относят в соответствии с абсолютной конфигурацией при (т—1)-м атоме углерода к D- или L-pяду. Различия между моносахаридами в каждом ряду обусловлены относительной конфигурацией остальных асимметрических центров (см. Изомерия). Характерное свойство моносахаридов в растворах — способность к мутаротации, то есть установлению таутомерного равновесия (см. Таутомерия) между ациклической альдегидо- или кетоформой, двумя пятичленными (фуранозными) и двумя шестичленными (пиранозными) циклическими полуацетальными формами (см. схему). Образующиеся пиранозы (как и фуранозы) различаются конфигурацией (a или b) возникающего при циклизации асимметрического центра у карбонильного атома углерода (на схеме помечен звёздочкой).

Соотношение между таутомерными формами в равновесии определяется их термодинамической устойчивостью (для обычных сахаров преобладают пиранозные формы). Полуацетальный гидроксил резко отличается от прочих гидроксильных групп моносахарида по способности к реакциям нуклеофильного замещения. Такие реакции с разнообразными спиртами приводят к образованию гликозидов (остаток спирта в гликозиде называют агликоном). В тех случаях, когда агликоном служит молекула моносахарида, образуются олиго- и полисахариды. При этом каждый остаток моносахарида может иметь пиранозную или фуранозную структуру, a- или b-конфигурацию гликозидной связи и быть связанным с любой из гидроксильных групп соседнего моносахарида. Поэтому число различающихся строением полимерных молекул, которые можно построить даже только из одного моносахарида, огромно.

К наиболее типичным моносахаридам относятся D-глюкоза, D-манноза, D-галактоза, D-фруктоза, D-ксилоза, L-арабиноза. К моносахаридам относятся также: дезоксисахара, в молекулах которых один или несколько гидроксилов заменены атомами водорода (L-paмноза, L-фукоза, 2-дезокси-D-pибоза); аминосахара, в молекулах которых один или несколько гидроксилов заменены на аминогруппы (D-глюкозамин, D-галактозамин); многоатомные спирты, или альдиты, образующиеся при восстановлении карбонильных групп моносахаридов (сорбит, маннит); уроновые кислоты, то есть моносахариды, у которых первичная спиртовая группа окислена до карбоксильной; разветвленные сахара, содержащие нелинейную цепь углеродных атомов (апиоза, L-cтрептоза); высшие сахара с длиной цепи более шести атомов углерода (седогептулоза, сиаловые кислоты). За исключением D-глюкозы и D-фруктозы, свободные моносахариды встречаются в природе редко. Обычно они входят в состав разнообразных гликозидов, олиго- и полисахаридов и могут быть получены из них кислотным гидролизом. Разработаны методы химического синтеза редких моносахаридов, исходя из более доступных.

Олигосахариды содержат в своём составе 2—10 моносахаридов, связанных гликозидными связями. Наиболее распространены в природе дисахариды сахароза, трегалоза, лактоза. Известны многочисленные гликозиды оли-госахаридов, к которым относятся различные физиологически активные вещества (например, флавоноиды, сердечные гликозиды, сапонины, многие антибиотики, гликолипиды).

Полисахариды — высокомолекулярные, линейные или разветвленные соединения, молекулы которых построены из моносахаридов, связанных гликозидными связями. В состав полисахаридов могут входить также заместители неуглеводной природы (остатки фосфорной, серной и жирных кислот). В свою очередь цепи полисахаридов могут присоединяться к белкам с образованием гликопротеидов. Отдельную группу составляют биополимеры, в молекулах которых остатки моно- или олигосахаридов соединены друг с другом не гликозидными, а фосфодиэфирными связями; к этой группе относятся тейхоевые кислоты из клеточных стенок грамположительных бактерий, некоторые полисахариды дрожжей, а также нуклеиновые кислоты, в основе которых лежит полирибозофосфатная (РНК) или поли-2-дезоксирибозофосфатная (ДНК) цепь.

Физико-химические свойства углеводов. Благодаря обилию полярных (гидроксильных, карбонильной и др.) групп в молекулах моносахаридов они хорошо растворимы в воде и нерастворимы в неполярных органических растворителях (бензоле, петролейном эфире и др.). Способность к таутомерным превращениям обычно затрудняет кристаллизацию моносахаридов. Если такие превращения невозможны, как в гликозидах или олигосахаридах типа сахарозы, вещества кристаллизуются легко. Многие гликозиды с малополярными агликонами (например, сапонины) проявляют свойства поверхностно-активных соединений. Полисахариды являются гидрофильными полимерами, молекулы которых способны к ассоциации с образованием высоковязких растворов (растительной слизи, гиалуроновая кислота); при определённом соотношении свободных и ассоциированных участков молекул полисахариды дают прочные гели (агар, пектиновые вещества). В отдельных случаях молекулы полисахаридов образуют высокоупорядоченные надмолекулярные структуры, нерастворимые в воде (целлюлоза, хитин).

Биологическая роль углеводов. Роль У. в живых организмах чрезвычайно многообразна. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соединениями для биосинтеза разнообразных гликозидов, полисахаридов, а также веществ др. классов (аминокислот, жирных кислот, полифенолов и т.д.). Эти превращения осуществляются соответствующими ферментными системами, субстратами для которых служат, как правило, богатые энергией фосфорилированные производные сахаров, главным образом нуклеозиддифосфатсахара. У. запасаются в виде крахмала в высших растениях, в виде гликогена в животных, бактериях и грибах и служат энергетическим резервом для жизнедеятельности организма (см. Брожение, Гликолиз, Окисление биологическое). В виде гликозидов в растениях и животных осуществляется транспорт различных продуктов обмена веществ. Многочисленные полисахариды или более сложные углеводсодержащие полимеры выполняют в живых организмах опорные функции. Жёсткая клеточная стенка у высших растений построена из целлюлозы и гемицеллюлоз, у бактерий — из пептидогликана; в построении клеточной стенки грибов и наружного скелета членистоногих принимает участие хитин. В организме животных и человека опорные функции выполняют сульфатированные мукополисахариды соединительной ткани, свойства которых позволяют обеспечить одновременно сохранение формы тела и подвижность отдельных его частей; эти полисахариды также способствуют поддержанию водного баланса и избирательной катионной проницаемости клеток. Аналогичные функции в морских многоклеточных водорослях выполняют сульфатированные галактаны (красные водоросли) или более сложные сульфатированные гетерополи-сахариды (бурые и зелёные водоросли); в растущих и сочных тканях высших растений аналогичную функцию выполняют пектиновые вещества. Особенно важную и до конца ещё не изученную роль играют сложные У. в образовании специфических клеточных поверхностей и мембран. Так, гликолипиды — важнейшие компоненты мембран нервных клеток, липополисахариды образуют наружную оболочку грамотрицательных бактерий. У. клеточных поверхностей часто определяют явление иммунологической специфичности, что строго доказано для групповых веществ крови и ряда бактериальных антигенов. Имеются данные, что углеводные структуры принимают участие также в таких высокоспецифичных явлениях клеточного взаимодействия, как оплодотворение, "узнавание" клеток при тканевой дифференциации и отторжении чужеродной ткани и т.д.

Практическое значение углеводов. У. составляют большую (часто основную) часть пищевого рациона человека (см. Питание). В связи с этим они широко используются в пищевой и кондитерской промышленности (крахмал, сахароза, пектиновые вещества, агар). Их превращения при спиртовом брожении лежат в основе процессов получения этилового спирта, пивоварения, хлебопечения; др. типы брожения позволяют получить глицерин, молочную, лимонную, глюконовую кислоты и др. вещества. Глюкоза, аскорбиновая кислота, сердечные гликозиды, углеводсодержащие антибиотики, гепарин широко применяются в медицине. Целлюлоза служит основой текстильной промышленности, получения искусственного целлюлозного волокна, бумаги, пластмасс (см. Этролы), взрывчатых веществ (см. Нитраты целлюлозы) и др.

Важнейшие вопросы химии и биохимии У.— усовершенствование методов установления строения и синтеза природных У., выяснение связи между их структурой и функцией в организме, а также путей биосинтеза — разрабатываются химическими и биохимическими научными центрами наряду с др. актуальными проблемами органической химии, биохимии и молекулярной биологии. Исследованиям только в области У. посвящены специализированные международные издания: ежегодник "Advances in Carbohydrate chemistry and biochemistry" (c 1945) и журнал "Carbohydrate research" (c 1965). см. также статьи Брожение, Соединения природные, Углеводный обмен, фотосинтез.

Лит.: Химия углеводов, М., 1967; Методы химии углеводов, пер. с англ., М., 1967; Гликопротеины [т. 1—2], пер. с англ., М., 1969; Carbohydrates, ed. by G. О. AspinalI, L. — Baltimore, [1973]; Industrial gums, eds. R. L. Whistler and J. N. Bemiller, 2 ed., N. Y. — L., 1973.

А. И. Усов.