Glukose ist einer der "einfachen Zucker" - ein ironischer Name, weil die Chemie dieser Verbindungen ziemlich komplex ist. Das Benennungssystem für Zucker spiegelt diese Komplexität wider. Chemiker verwenden Präfixe wie Alpha und Beta, um verschiedene Versionen von Glukose und anderen Zuckermolekülen zu bezeichnen. Für die Uneingeweihten mögen diese Präfixe mysteriös erscheinen, aber sobald Sie die Zuckerstruktur verstanden haben, werden ihre Natur und ihr Zweck klarer.
Linear und zyklisch
Jedes Glucosemolekül hat ein Kohlenstoffgerüst mit -OH-Gruppen und daran gebundenen Wasserstoffatomen. Am oberen Ende der Kette ist ein Sauerstoffatom an ein Kohlenstoffatom doppelt gebunden; Zusammen werden diese beiden Atome als Carbonylgruppe bezeichnet. Das Kohlenstoffgerüst des Glucosemoleküls kann sich zusammenrollen, so dass eine -OH-Gruppe nahe dem unteren Ende der Kette den Carbonylkohlenstoff angreift und das Glucosemolekül einen Ring bildet. Diese ringförmige Struktur ist die cyclische Form von Glucose, während die geradkettige Struktur die lineare Form ist. In Lösung ist die zyklische Form bei weitem häufiger.
Ringformationen
Glucose kann entweder fünf- oder sechsgliedrige Ringe bilden. Der sechsgliedrige Ring ist viel häufiger, und in Lösung weist die überwiegende Mehrheit der Glucosemoleküle sechsgliedrige Ringe auf. Da sich lineare und cyclische Formen gegenseitig umwandeln können, ist in der sechsgliedrigen Ringform niemals ein Glucosemolekül fixiert; es kann hin und her gehen. Es verbringt die meiste Zeit in der sechsgliedrigen Ringform, aber die gelegentliche Umwandlung in und von anderen Formen hat etwas Interessantes an seiner Struktur.
Ringform
Sie können die zyklische Form von Glukose darstellen, indem Sie ein Sechseck auf ein Blatt Papier zeichnen. Ein Atom im Sechseck ist ein Sauerstoffatom; Die anderen fünf sind Kohlenstoffatome. An das Hexagon ist eine -CH2-OH-Gruppe und vier weitere -OH-Gruppen gebunden. Jede dieser fünf Gruppen kann sich entweder über der Ringebene befinden, die im Allgemeinen als nach oben weisende Linie dargestellt wird, oder darunter, wobei eine Linie nach unten zeigt. Konventionell wird das Sauerstoffatom im Ring in der oberen rechten Ecke des Sechsecks gezeichnet.
Alpha und Beta
Der Unterschied zwischen Alpha- und Beta-Glucose ist nichts anderes als die Position einer der vier -OH-Gruppen. Der Kohlenstoff rechts vom Sauerstoffatom im hexagonalen Ring wird als anomerer Kohlenstoff bezeichnet. Wenn sich die daran gebundene -OH-Gruppe unterhalb des Rings befindet, ist das Molekül Alpha-Glucose. Wenn sich die -OH-Gruppe über dem Ring befindet, ist das Molekül Beta-Glucose. Da sich die linearen und zyklischen Formen von Glucose untereinander umwandeln, kann Alpha-Glucose in Beta-Glucose umgewandelt werden und umgekehrt. Wenn Sie eine Probe von reiner Alpha-Glukose nehmen und in Wasser geben, erhalten Sie eine Probe, die aus Teil-Alpha und Teil-Beta-Glukose besteht.
