ケトースとアルドース

アルデヒドは、地球上に最も多く存在する炭水化物であり、アルデヒド類である。生体の化学エネルギー源である。それだけでなく、組織の重要な構成要素でもある。炭水化物は単糖類、二糖類、多糖類に分類される。単糖類は最も単純な炭水化物の一種である。単糖の分子式はCx(H2O)xであり、これらの単糖は加水分解されてより単純な糖質になることはない。味はとても甘いです。単糖類はすべて還元糖である。したがって、ベネディクト試薬やフェリン試薬では、陽性となる。によれば、単糖類は、以下の通りである。

• 分子に含まれる炭素原子の数
• アルデヒド基やケトン基を含んでいるか

したがって、6個の炭素原子を持つ単糖はヘキソースと呼ばれる。炭素原子が5個あれば五炭糖である。さらに、アルデヒド基を含むか、ケトン基を含むかによって分類される。

ケトース

前述したように、単糖を分類する一つの方法として、分子内に存在する官能基を利用する方法がある。このように、単糖類にケトン基が含まれるものをケトースと呼ぶ。例えば、果糖はケトースである。以下のような構造になっています。

ケトン基を含む炭素は常に2位である。フルクトースは環を形成するとき、ヘミアセトンという5員環を形成する。これらの単糖はさらに、存在する炭素原子の数によって分けられる。炭素原子が5個の場合はケトペントース、6個の場合はケトヘキソースと呼ばれる。フルクトース、ソルボース、タガトース、プシコースはケトヘキソースの一部である。これらは3つのキラル中心を持つため、8つの立体異性体が存在する。リブロースとキシルロースはケトペントースであり、不斉中心が2つしかないため、キシルロースはケトペントースである。

アルドース

アルデヒド基を持つ単糖類はアルドースと呼ばれ、例えばグルコースはアルデヒド基を持ち、次のような構造を持っている。

アルデヒド基を持つ炭素原子を常に1とし、分子内に5つの水酸基が存在する。単糖の場合、上と同じような直鎖状または環状の構造を描くことができる。溶液中では、ほとんどの分子が環状構造を持っている。例えば、グルコースで環状構造を形成すると、炭素5上の-OHがエーテル結合に変換され、アルデヒド炭素1との環が閉じられる。これが6員環構造を形成する。この環は、炭素にエーテル酸素とアルコール基の両方が存在するため、ヘミアセタール環とも呼ばれる。グルコースのほかにも、炭素原子6個とアルデヒド基を持つ分子がある。アルドースには他に、アルルース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロノース、イドロース、タロースなどがある。これらはすべて4つのキラル中心を持つため、16の立体異性体が存在する。リボース、キシロース、アラビノース、リキソースは、炭素原子5個とアルデヒド基を持つアルドペントースである。