Unterschiede zwischen Alpha- und Beta-Glukose

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 den Uneingeweihten mögen diese Vorsätze mysteriös erscheinen, aber sobald Sie die Zuckerstruktur verstehen, werden deren Natur und Zweck klarer.

Wenn diese Glukosetabletten in Wasser aufgelöst werden, ergibt sich eine Mischung aus Alpha- und Betaglukose. (Bild: YakubovAlim / iStock / Getty Images)

Linear und zyklisch

Jedes Glukosemolekül hat ein Kohlenstoffgerüst mit -OH-Gruppen und daran gebundenen Wasserstoffatomen. An der Spitze der Kette ist ein Sauerstoffatom an ein Kohlenstoffatom gebunden; Zusammen werden diese beiden Atome als Carbonylgruppe bezeichnet. Das Kohlenstoffgerüst des Glucosemoleküls kann sich aufrollen, 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 Glukose, während die geradkettige Struktur die lineare Form ist. In Lösung ist die zyklische Form bei weitem die üblichere.

Ringbildungen

Glukose kann entweder fünf- oder sechsgliedrige Ringe bilden. Der sechsgliedrige Ring ist viel häufiger, und in Lösung hat die große Mehrheit der Glucosemoleküle sechsgliedrige Ringe. Da lineare und cyclische Formen interkonvertieren können, ist jedoch niemals ein Glucosemolekül in der Sechsringform 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 wirkt sich interessant auf seine Struktur aus.

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 sind eine -CH2-OH-Gruppe und vier andere -OH-Gruppen gebunden. Jede dieser fünf Gruppen kann sich entweder oberhalb der Ringebene befinden, im Allgemeinen als nach oben zeigende Linie oder darunter mit einer nach unten zeigenden Linie dargestellt. Durch Konvention wird das Sauerstoffatom im Ring in der rechten oberen Ecke des Sechsecks gezeichnet.

Alpha und Beta

Der Unterschied zwischen Alpha- und Betaglukose ist nichts anderes als die Position einer der vier OH-Gruppen. Der Kohlenstoff rechts vom Sauerstoffatom im hexagonalen Ring wird als anomerer Kohlenstoff bezeichnet. Liegt die daran gebundene -OH-Gruppe unterhalb des Rings, handelt es sich bei dem Molekül um Alpha-Glukose. Wenn sich die OH-Gruppe über dem Ring befindet, besteht das Molekül aus Beta-Glukose. Da die linearen und zyklischen Formen der Glukose ineinander umgewandelt werden, kann sich Alphaglukose in Betaglukose umwandeln und umgekehrt. Wenn Sie eine Probe reiner Alpha-Glukose entnehmen und in Wasser einfüllen, erhalten Sie eine Probe, die Teil Alpha und Teil Beta Glukose ist.