Monosaharīdi
Monosaharīdi (grieķu: μόνος (monos) — ‘viens pats, vienīgais’, σακχαρ (sakchar) — ‘cukurs’) ir viena no trijām ogļhidrātu grupām (vēl ir disaharīdi un polisaharīdi). Tie ir vienkāršo ogļhidrātu (sauktu arī par vienkāršo cukuru) grupa, kas nehidrolizējas. Visbiežāk tās ir saldas, bezkrāsainas, ūdenī šķīstošas, kristāliskas un cietas vielas. Vispārīgā monosaharīdu formula ir CnH2nOn[1]
Uzbūve un iedalījums
labot šo sadaļu
Monosaharīdi satur vairākas hidroksilgrupas un karbonilgrupu. Monosaharīdu molekulas ir ar nesazarotām oglekļa atomu virknēm. Pašās molekulās oglekļu skaits var variēt no četriem līdz pat desmit atomiem, līdz ar to atkarībā no oglekļa atomu skaita molekulā monosaharīdus var iedalīt sīkāk. Piemēram, trīs oglekļa atomi ir triozes, četri — tetrozes, pieci — pentozes utt. Zemāk minēti zināmākie un biežāk lietotie piemēri:[1][2]
- Triozes (C3) — glicerīnaldehīds (aldoze); dioksiacetons (ketoze);
- Pentozes (C5) — riboze, dezoksiriboze (aldozes); ribuloze, ksiluloze (ketozes);
- Heksozes (C6) — galaktoze, glikoze, mannoze (aldozes); fruktoze (ketoze).
Fizikālās īpašības
labot šo sadaļuMonosaharīdi ir optiski aktīvas vielas. Tāpat tās ir kristāliskas, bezkrāsainas un arī saldas vielas, kam ir laba šķīdība ūdenī. Dažādiem monosaharīdiem var būt arī atšķirīgi salduma līmeņi. Ūdenī monosaharīdiem ir laba šķīdība, taču spirtā tiem šķīdība ir slikta, kamēr ēterī tie nešķīst nemaz. Karsējot, monosaharīdi karamelizējas vai vienkārši sadalās.[1][2]
| Viela | Blīvums | Kušanas temperatūra, °C | Viršanas temperatūra, °C |
|---|---|---|---|
| Fruktoze | 1,67 | 95—105 | sadalās |
| Glikoze | 1,54 | 146 | sadalās ap 200 |
| Saharoze | 1,59 | 180 | sadalās ap 290 |
Ķīmiskās īpašības
labot šo sadaļuMonosaharīdi ir ķīmiski aktīvi savienojumi. To ķīmiskās īpašības var iepazīt pēc vairākiem reakciju veidiem:[1][2]
- Karbonilgrupas reakcijas (reducēšanās, oksidēšanās, pievienojot ciānūdeņražskābi, pievienojot fenilhidrazīnu, kā arī notiekot pārvēršanās procesiem ar atšķaidītiem sārmiem);
- Pusacetālhidroksilgrupas reakcijas (reakcijas ar spirtiem);
- Hidroksilgrupu reakcijas (ar karbonskābju anhidrīdiem);
- Reakcijas, kurās mainās monosaharīdu oglekļa skelets (pilnīga oksidēšanās, rūgšana — pienskābā, spirta, sviestskābā un citronskābā).
Spirta rūgšana
Pienskābā rūgšana
Citronskābā rūgšana
Sviestskābā rūgšana
Monosaharīdu ieguve
labot šo sadaļuMonosaharīdus var iegūt vairākos un dažādos veidos. Tos var sastapt un iegūt dabā un tāpat tos var iegūt arī sintētiski. Monosaharīdi var būt sastopami dabā, brīvā veidā, bet tāpat tie var būt atrodami gan kā disaharīdu, polisaharīdu, gan arī glikozīdu veidā, sastāvā. Kā piemērs no dabas ir minams svarīgs dabas process — fotosintēze. Fotosintēzes posma, procesa sākumā rodas monosaharīdi, kas tālāk pārvēršas arī par polisaharīdiem un disaharīdiem, kuri tad arī uzkrājās dažādās auga daļās. Kā sintētiskas iegūšanas piemērs ir glikozes iegūšana, hidrolizējot cieti. Sintētiski monosaharīdus var iegūt, izmantojot Aldolo kondensāciju. Tāpat monosaharīdus var iegūt arī nepilnīgi oksidējot daudzvērtīgus spirtus.[2][1]
Glikozes iegūšana, hidrolizējot cieti.
Fotosintēzes summārais vienādojums
Monosaharīdu izmantošana
labot šo sadaļuIkdienā monosaharīdi tiek izmantoti daudz. Piemērs ir glikoze, galaktoze un fruktoze. Glikoze ir svarīgs dzīvo būtņu enerģijas avots, tai ir liela nozīme uzturā un tas ir plaši izplatīts monosaharīds. Dabā glikozi var sastapt augļos, augu daļās, medū. Tāpat glikoze nelielos daudzumos ir cilvēku asinīs, kā arī tā ir atrodama dzīvnieku organismos. Papildus tam, glikozi izmanto dažādās jomās — rūpniecībā, ārstniecības līdzekļos, medicīnā un citur. Glikozes vārda nesējs ir vīnogas — tās ne tikai satur glikozi, bet tās arī izmanto vīna un citu alkoholisko dzērienu ražošanā. Galaktoze nav tik izplatīta, taču var minēt piemērus augļu gļotu sastāvā un minēt to, ka galaktozi iegūst hidrolizējot laktozi. Tāpat monosaharīds — fruktoze, kas ir vissaldākais cukurs, tiek izmantots lietojot augļus un medu, jo atrodas to sastāvā ar trīs reizes lielāku saldumu nekā glikoze.[1][2]