Glucose ist einer der "einfachen Zucker" - ein ironischer Name, weil die Chemie dieser Verbindungen ziemlich komplex ist. Das Namensystem für Zucker spiegelt diese Komplexität wider. Chemiker verwenden Präfixe wie Alpha und Beta, um verschiedene Versionen von Glukose und anderen Zuckermolekülen zu bezeichnen. Für den Uneingeweihten mögen diese Präfixe geheimnisvoll erscheinen, aber sobald Sie die Zuckerstruktur verstehen, werden ihre Natur und ihr Zweck klarer werden.
Linear und zyklisch
Jedes Glukosemolekül hat ein Kohlenstoffgerüst mit daran gebundenen OH-Gruppen und Wasserstoffatomen. Am Kopf der Kette ist ein Sauerstoffatom doppelt an ein Kohlenstoffatom gebunden; zusammengenommen heißen diese zwei Atome eine Carbonylgruppe. 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 zyklische Form von Glucose, während die geradkettige Struktur die lineare Form ist. In Lösung ist die zyklische Form weitaus häufiger.
Ringformationen
Glucose kann entweder fünfgliedrige oder sechsgliedrige Ringe bilden. Der sechsgliedrige Ring ist viel häufiger, und in Lösung hat die überwiegende Mehrheit der Glucosemoleküle sechsgliedrige Ringe. Da lineare und cyclische Formen ineinander übergehen können, ist jedoch kein Glucosemolekül jemals in der sechsgliedrigen Ringform fixiert; es kann hin und her gehen. Es verbringt die meiste Zeit in der sechsgliedrigen Ringform, aber die gelegentliche Umwandlung von und zu anderen Formen macht etwas interessantes für seine 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. Das Hexagon hat eine daran gebundene -CH2-OH-Gruppe und vier andere -OH-Gruppen. Jede dieser fünf Gruppen kann entweder über der Ebene des Rings sein, allgemein als eine Linie nach oben oder darunter, mit einer nach unten gerichteten Linie dargestellt. Per Konvention wird das Sauerstoffatom im Ring in der oberen rechten Ecke des Hexagons 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 anomerer Kohlenstoff genannt. Wenn die daran gebundene -OH-Gruppe unterhalb des Rings liegt, ist das Molekül alpha-Glucose. Wenn die -OH-Gruppe über dem Ring ist, ist das Molekül Beta-Glucose. Da sich die linearen und zyklischen Formen von Glucose miteinander umwandeln, kann Alpha-Glucose zu Beta-Glucose und umgekehrt werden. Wenn Sie eine Probe von reinem Alpha-Glucose nehmen und es in Wasser geben, werden Sie am Ende mit einer Probe, die Teil Alpha und Teil Beta-Glucose ist.
