炭水化物化学とは何ですか？
炭水化物化学は、炭水化物として知られる炭素、水素、酸素の化合物の構造、特性、反応を説明しています。これらの化合物には、一般式C（h
2O）nがあります。ここで、nは3つの上向きの任意の数になります。炭水化物には常に水素と酸素が含まれていることがわかります（h2o）、したがって名前の「水和物」部分があります。炭水化物には、糖、澱粉、セルロース、その他多くの一般的な物質が含まれます。それらは、植物の光合成によって二酸化炭素と水から製造されており、すべての動物の食事に不可欠なエネルギー源です。ただし、炭水化物化学は非常に複雑になる可能性があります。これは、少量の小炭水化物分子を結合してはるかに大きな構造を形成できるため、非常に複雑になる可能性があります。グルコースなどの単純な炭水化物は、単糖として知られています。炭水化物化学は、19世紀後半にドイツの化学者であるエミル・フィッシャーによって最初に明確にされたときに、著しく前進しました。複雑な炭水化物は、2つの単糖で構成される単糖ユニットで構成されています。一般的な例はスクロース＆mdash;テーブルシュガー＆mdashとしてよく知られています。単糖のグルコースとフルクトースで構成されています。オリゴ糖にはいくつかの単糖ユニットがあり、多糖類はこれらのユニットの長い鎖で構成され、時には数千の数字があります。例は、さまざまな形とセルロースの澱粉です。チェーン内の各分子ユニットは、グリコシド結合により隣接して結合されます。グリコシド結合は、水素（H）およびヒドロキシル（OH）グループの除去によって形成されます。Forming Water＆Mdash;隣接する単糖分子から。炭水化物構造は、異なる分子が同じ全体的な式を持つことができ、原子は異なる方法で配置されるようなものです。たとえば、単糖は、アルドスとアルデヒド群とケトス群を持つケトスに分けることができます。カルボニル基としても知られるカーボンオキシゲン二重結合。グルコースとフルクトースは同じ化学式を持っていますが（c6
H12
o6
）、それらは異なって構造化されています：グルコースはアルドースであり、フルクトースはケトースです。これは、炭水化物化学の一般的な特徴です。グルコースは線形形をとることができ、その6つの炭素原子は短い鎖を形成します。炭素原子にはC1-C6に番号を付けることができ、C1は2つの水素原子とヒドロキシル基に結合したアルデヒド基とC6を形成します。それぞれの間にある4つの炭素原子は、片側に水素原子、もう片方にヒドロキシル基を持っています。2つの形態には、D-グルコースとL-グルコースには2つの形態があります。これは、前者がアルデヒド基の酸素と同じ側にあるヒドロキシル基の1つだけを持っているのに、後者のみが異なります。配置は正確に逆転します。これは多くの単糖に適用され、「D」形は天然糖の中で優勢です。C1は、5つの炭素原子と1つの酸素原子で6原子リングが形成されるように。これはグルコピラノースリングとして知られています。リングは、C1のヒドロキシル基の位置に応じて、2つの異なる形式をとることができます。リングと同じ平面上にある場合、化合物は＆ベータとして知られています。d-グルコピラノースですが、リングの平面に垂直にある場合、それは＆alphaとして知られています。D-グルコピラノース。2つの異なる形態は異常として知られており、C1炭素原子はアノマー炭素として知られています。フォームはより構造的に安定しているように見え、d-グルコピラノースの場合あるが、一部の単糖では、＆alpha。フォームがより一般的です。これは、これらの化合物では、アノマーヒドロキシル基の電子ペアと環の酸素原子の電子ペア間の静電反発が、＆betaのより大きな構造安定性を克服できるためです。フォーム、異常効果として知られる現象。どの形態がより安定しているかは、化合物だけでなく、溶媒と温度にも依存します。炭水化物は、他の多くの生物学的に重要な化合物の基礎を形成します。たとえば、関連する化合物であるリボースとデオキシリボースは、核酸DNAとRNAが形成される基本単位です。グリコシドは炭水化物とアルコールから形成されます。エミル・フィッシャーにちなんで名付けられたフィッシャーのグリコシド化は、グルコースとメタノールからグリコシドメチルグルコシドを形成するために触媒を使用することを伴います。グリコシド産生へのもう1つのルートは、グリコシルをアルコールと組み合わせてグリコシドを形成するKoenigs-Knorr反応です。