Glukoza to jeden z "prostych cukrów" - ironiczna nazwa, ponieważ chemia tych związków jest dość złożona. System nazewnictwa dla cukrów odzwierciedla tę złożoność. Chemicy używają prefiksów takich jak alfa i beta do oznaczania różnych wersji glukozy i innych cząsteczek cukru. Dla niewtajemniczonych te przedrostki mogą wydawać się tajemnicze, ale gdy zrozumiesz strukturę cukru, ich natura i cel staną się jaśniejsze.
Liniowy i cykliczny
Każda cząsteczka glukozy ma szkielet węglowy z przyłączonymi do niej grupami -OH i atomami wodoru. W górnej części łańcucha atom tlenu jest podwójnie związany z atomem węgla; zbiorowo te dwa atomy są nazywane grupą karbonylową. Węglowy szkielet cząsteczki glukozy może się zwinąć, tak że grupa -OH w pobliżu dolnego końca łańcucha atakuje węgiel karbonylu, a cząsteczka glukozy tworzy pierścień. Ta pierścieniowa struktura jest cykliczną formą glukozy, natomiast prosta struktura łańcuchowa jest formą liniową. W roztworze forma cykliczna jest zdecydowanie bardziej powszechna.
Formacje pierścieniowe
Glukoza może tworzyć pięcioczłonowy lub sześcioczłonowy pierścień. Sześcioczłonowy pierścień jest znacznie powszechniejszy, aw roztworze ogromna większość cząsteczek glukozy ma sześcioczłonowe pierścienie. Ponieważ formy liniowe i cykliczne mogą się wzajemnie przekształcać, jednak żadna cząsteczka glukozy nie jest nigdy związana z sześcioczłonową formą pierścienia; może chodzić tam iz powrotem. Większość czasu spędza w sześcioczłonowej formie pierścienia, ale okazjonalna konwersja do iz innych form robi coś interesującego dla jego struktury.
Kształt pierścienia
Możesz przedstawić cykliczną postać glukozy, rysując sześciokąt na arkuszu papieru. Jeden atom w sześciokącie jest atomem tlenu; pozostałe pięć to atomy węgla. Do sześcioboku dołączona jest grupa -CH2-OH i cztery inne grupy -OH. Każda z tych pięciu grup może znajdować się nad płaszczyzną pierścienia, ogólnie przedstawioną jako linia skierowana do góry lub poniżej, linią skierowaną w dół. Zgodnie z konwencją atom tlenu w pierścieniu jest narysowany w górnym prawym rogu sześciokąta.
Alfa i Beta
Różnica między alfa i beta glukozą jest niczym więcej niż pozycją jednej z czterech grup -OH. Węgiel na prawo od atomu tlenu w sześciokątnym pierścieniu nazywany jest węglem anomerycznym. Jeśli dołączona do niego grupa -OH znajduje się poniżej pierścienia, cząsteczka to alfa glukoza. Jeśli grupa -OH znajduje się powyżej pierścienia, cząsteczka to beta glukoza. Ponieważ liniowe i cykliczne formy glukozy wzajemnie się przekształcają, alfa glukoza może przekształcić się w beta glukozę i na odwrót. Jeśli pobierzesz próbkę czystej glukozy alfa i umieścisz ją w wodzie, otrzymasz próbkę, która jest częścią alfa i część beta glukozy.
