リンク有機化学のオキテ<24>単糖類,二糖類掟33.グルコースには鎖状構造で24=16個,環状構造で25=32個の光学異性体が存在することを必ず覚えておくべし。掟34.フルクトースには鎖状構造,六員環構造(ピラノース)以外に五員環構造(フラノース)があることを知っておくべし。<24-2>次の文と構造式をもとに,下記の問い(問1~問6)に答えよ。(有機化学のオキテP64)グルコース(ブドウ糖)は動物の体内に広く存在している。グルコース分子の鎖状構造式(II)は,アルドースとしての構造上の特徴をよく表している。グルコース分子は水溶液中で大部分が構造式(I)あるいは(III)で表される環状構造をとっている。構造式(I)および(III)は,新たに【ア】原子ができたことにより生じた異性体である。これらの異性体(I)はα-グルコース,(III)はβ-グルコースである。グルコースが還元性を示すのは,鎖状構造(II)に基づいている。グルコースの異性体であるフルクトース(果糖)は,ハチミツや果実の中に含まれている。フルクトース分子の鎖状構造は,ケトースとしての構造上の特徴を表している。フルクトースはグルコースと同様に還元性を示す。この理由は,鎖状フルクトース分子の部分構造が還元性を持つためである。文中の空欄【ア】に適当な語句を記せ。上記の式中のa,b,cに適当な原子あるいは原子団を入れ,構造式を完成せよ。解答欄には,それらをa,b,cの順で記せ。鎖状構造式(II)で表されるグルコース分子には,何個の立体異性体があるか。文中の下線部に相当する部分構造式を示せ。5員環構造をもつβ-フルクトースの構造式を,上の式にならって示せ。グルコースが水によく溶ける理由を40字以内で説明せよ。分子内にヒドロキシ基が多数あり,水分子と水素結合し水和しやすくなっているため。グルコースは水溶液中で次の3つの構造をとる。(II)の1位の炭素原子が,(I)(III)の1位の不斉炭素原子になっている。(I)と(III)では1位の炭素に結合しているHとOHの位置が逆になっている。(それ以外の部分は同一の構造である。(II)は不斉炭素原子を4個もつので,立体異性体(光学異性体)数は24=16個となる。フルクトースの水溶液が還元性を示すのは,鎖状構造中にアルデヒド基(-CHO)ではなく,ヒドロキシケトン基(-CO-CH2OH)を含むためである。(ヒドロキシケトン基が,アルデヒド基を含む構造に変化して還元性を示す。次図のように,フルクトースは水溶液中でグルコースと同様に鎖状構造や六員環構造(ピラノース)をとるが,それ以外に五員環構造(フラノース)もとる。グルコースは鎖状構造,環状構造ともに1分子中にヒドロキシ基(水酸基)を5個もっている。グルコースの環状構造は不斉炭素原子を5個もつので,立体異性体(光学異性体)数は25=32個となる。フルクトースは結晶中では六員環構造(ピラノース)をとる。掟33.グルコースには鎖状構造で24=16個,環状構造で25=32個の光学異性体が存在することを必ず覚えておくべし。掟34.フルクトースには鎖状構造,六員環構造(ピラノース)以外に五員環構造(フラノース)があることを知っておくべし。