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スクロースの構成単糖のフルクトースが六員環ではなく、五員環である理由はどうしてでしょうか。
教えてください。

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A 回答 (4件)

正しいかどうかは知りませんが、そういったことをもっともらしく説明するのであれば、6員環が不安定である理由を考えるというのが一つの方法だと思います。


という方針に基づいて6員環構造を考えてみますと、アノマー炭素(アセタール部分)に結合したCH2OHがアキシアルにならざるを得ません。シクロヘキサン環もしくはそれと類似構造をもつ物質において、アキシアル置換基の存在が不安定化要因(1,3-ジアキシアル相互反発)になることは常識と言えます。すなわち、それが6員環構造を熱力学的に不利にしている要因と言えるでしょう。
その辺りの事情はフルクトースそのものでも同様でしょうから、グルコースがほぼ100%6員環であるのに対して、フルクトースではかなりの部分が5員環になっているのでしょう。ただし、OHがついているとグルコピラノシル基がついているのではサイズがまったく違いますので5員環の割合が異なっていても当然でしょうね。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
うまく説明できるように
構造を書いてみます。

お礼日時:2009/04/23 10:40

たぶん質問の内容は「フルクトースは五員環も六員環もとれる (かつ単独だと六員環の方が優勢) のに, なぜスクロースの中では五員環なのか」ということなんでしょう.


ちょっと気になるのが, スクロースが還元性を持たない点. つまり, 「五員環だから両方の還元性を打ち消すように縮合できる」という可能性はあります.
ちなみにちょっと調べたところによるとフルクトピラノースを含むようなスクロースの異性体も存在するらしいです. この場合, どことどこで縮合するんだろう. これも還元性を持たないなら, 上の「~」は無意味ですが.
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グルコースは六つの炭素の末端にアルデヒド基がありこれが五番目の炭素上のアルコールとアセタール構造をとって安定な六員環を形成しています。


一方フルクトースは六つの炭素の二番目がケトンになっているため五番目の炭素上のアルコールとケタール(最近はこれもアセタールと呼ぶらしい)を作って、五員環を作ります。
ただ、六番目の炭素上のアルコールと六員環をつくる事も出来ますので、五員環のものをフルクトフラノース、六員環のものを古くと火らノースと呼びます。↓(wiki)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AB% …
なぜ環化するかという理由は「熱力学的に安定な場合」という「逃げ口上」になりますね。(笑)
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考え方が逆なのではないでしょうか。



分子構造というのは数限りなくあるわけで、そのなかには5員環とか6員とか様々なものがあり、5員環のある特定の構造を持ったものをフルクトースと呼ぶだけの話です。

例えれば、「なぜ偶数は2の倍数になっているのか」と聞いているようなものでは?
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