Гидраты углерода

Определение "Гидраты углерода" в словаре Брокгауза и Ефрона

Гидраты углерода или углеводы (хим.). — Уже Лавуазье заметил, что в обыкновенном (тростниковом) сахаре, представляющем соединение углерода, водорода и кислорода, отношение между последними двумя элементами почти такое же, как и в воде; более точные анализы Берцелиуса, Гей-Люссака, Тенара показали, что не только в сахаре водород и кислород входят в такой пропорции (1: 8), что могут образовать сполна воду, но что это наблюдается и для виноградного сахара (глюкозы), для крахмала, для клетчатки и для некоторых растительных слизей и камедей. Впоследствии К. Шмидтом для всех соединений подобного рода было предложено общее название Г. углерода (углеводов). По эмпирическому составу к Г. углерода может быть причислено множество органических соединений, не имеющих, по своим свойствам, ничего общего с упомянутыми выше, например, уксусная кислота — С ₂H₄ О ₂, молочная кислота — С ₃ Н ₆ О ₃, ангидрид пироцинхоновой кислоты — С ₆H₆O₃ (он даже обладает сладким вкусом), пирогаллол — тоже С ₆ Н ₆ О ₃ и т. д., а потому к углеводам причислялись только нейтральные соединения общей формулы С _x (Н ₂ О)_у, где х = 6,12, а у = 5,6,11 и многочисленные продукты, получающиеся из этих основных форм выделением из n частиц углевода — (n — 1) частицы воды, а именно: глюкоза и ее изомеры состава — C ₆H₁₂ О ₆, тростниковый сахар и его изомеры (дисахариды, сахаробиозы) — С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁, полисахариды, напр., раффиноза — C ₁₈H₃₂O₁₆, генцианоза — С ₃₆ Н ₆₂ О ₃₁, целлюлоза или клетчатка и сахароколлоиды. Эти последние (целлюлоза и сахароколлоиды) отвечают по составу общей формуле n С ₆ Н ₁₀ О ₅ или, вернее,

n С ₆ Н ₁₀ О ₅ + НO = nC₆H₁₂O₆ — (n — 1)H₂O.

Кроме состава и нейтральности, для углеводов считались характерными следующие (или прямо проявляющиеся, или иногда после известных слабых изменений, напр., инверсии [см.]) свойства: 1) способность вращать плоскости поляризации луча света; 2) способность распадаться в присутствии дрожжей на спирт и углекислоту, т. е. бродить; 3) восстановлять щелочные растворы некоторых металлических солей и со щелочами давать желтое окрашивание; 4) способность, при нагревании с соляной или серной кислотами, давать, наряду с гуминовыми (см.) веществами и муравьиной кислотой — левулиновую кислоту, ацетилпропионовую — С ₅ Н ₈ О ₃; 5) способность давать, при нагревании с уксуснокислым фенилгидразином, желтый, игольчатый осадок так называемого "озазона" (см. Глюкозы), и 6) давать цветные реакции, в присутствии кислот, с ароматическими алкоголями. Благодаря исследованиям Килиани, Толленса, Гримо, Макэна, Пехмана и других, и главным образом Э. Фишера, окончательно выяснилось, что собственно глюкозы, т. е. углеводы формулы C ₆H₁₂O₆, представляют не что иное, как альдегиды, или кетоны предельных многоатомных спиртов [Впрочем, Толленс считает и ныне Г. за окиси многоатомных спиртов.] или, как предложил их называть Армстронг, альдозы и кетозы, и что свойства глюкоз: способность восстановлять щелочные растворы, напр., окиси меди, способность реагировать с фенилгидразином и т. д., обусловливаются содержанием в альдозах группы — СН(ОН).СОН и в кетозах групп — СОСН ₂ (ОН) или — СО.СН(ОН). Понятно, что возможны альдегидо- и кетоноспирты, содержащие не C ₆ в частице, а какое угодно число углеродных атомов, начиная для альдоз с С ₂ [СН ₂ (ОH).СОН — альдегид этиленгликоля] и С ₃ для кетоз [СН ₃.СО.СН ₂ (ОН) и СН ₂ (ОН)СО.СН ₂ (ОН) — ацетол (Ацетол (ацетилкарбинол) СН ₃.СО.СН ₂ (ОН) представляет легко растворимую в воде жидкость, кип. при 147 °С и застывающую в смеси льда с соляной кисл. в твердую кристаллическую массу (Перкин мл.). Водные растворы его восстановляют, уже на холоду, Фелингову жидкость (Цинке). Присоединяя H ₂ (при действии амальгамы натрия), ацетол дает пропиленгликоль — СН ₃.СН(ОН).ОН ₂ (ОН), а с фенилгидразином — труднорастворимый в воде гидразон С ₃ Н ₅ (ОН).N ₂ Н.С ₆ Н ₅ и "озазон", представляющий желтые иглы состава C ₁₅H₁₆N₄, пл. при 145°С (Лаубман, Пехман). Вполне аналогичные реакции наблюдены и для диметилкетола — СH ₃.СН(ОН).СО.СН ₃, кип. при 141° — 142°С "озанон" которого — C ₄H₆:(N₂ H.С ₆H₅)₂, пл. при 242°С (Пехман), и метилэтилкетола — СH ₃.СО.СH(ОH).С ₂H₅, кип. при 152°—153°С и дающего "озазон" — C ₅H₆:(N₂ Н.C ₆H₅)₂, пл. при 166°—167°С (Пехман и Даль). Это — жидкости в воде легко растворяющиеся, восстановляющие на холоду Фелингову жидкость в переходящие при восстановлении в соответственные гликоли.) и двуоксиацетон]; действительно, не только СH ₂ (ОН).СО.СН ₂ (ОН) и СН ₂ (ОН).СH(ОН).СОН (глицериновый альдегид), полученные Гримо и Фишером, оказались обладающими всеми реакциями характерными для углеводов, но ими же обладают и альдозы — С ₅ Н ₁₀O₅ (арабиноза, ксилоза, рибоза — Килиани, Толленс и Цилер, Э. Фишер) и многочисленные гомологи одной из глюкоз, каковы: гептоза С ₇ Н ₁₄ О ₇ [Спирт, отвечающий гептозе, т. е. образующий ее при осторожном окислении, найден в природе — это персеит — С ₇ Н ₁₆O₇ — вещество, получаемое из плодов и листьев Laurus persea (Макэн).], октоза C ₈H₁₆O₈, ноноза С ₉ Н ₁₈ О ₉ и т. д., полученные Фишером с учениками. Кроме того, ясно, что отношение между водородом и кислородом бывает в альдозах или кетозах тождественным с таковым же для воды только в том частном случае, когда атомность предельного спирта, которому данный альдегид или кетон отвечает, равна числу углеродных атомов, содержащихся в его частице.

Если атомность меньше, то на каждый кислородный атом будет приходиться, в альдозе или кетозе, больше двух атомов водорода. В непредельных альдозах и кетозах (таковых пока не известно, но их следует ожидать) водорода будет меньше [Может быть, что производные непредельных альдоз и кетоз, иначе говоря непредельные сахароколлоиды, представляют пектиновые вещества. Под этим общим названием известен целый ряд, частью растворимых, частью нерастворимых в воде, коллоидальных веществ, содержащихся в соке и мякоти сладких плодов, в мякоти моркови, репы и т. д., в стеблях льна и в различных корнях. По общим свойствам пектиновые вещества очень близко подходят к полисахаридам, отличаясь от них меньшим, относительно кислорода, содержанием водорода (Мульдер, Фреми, Ходнев). Нельзя однако не заметить, что один из характерных представителей пектиновых веществ, а именно метапектиновая кислота, оказалась, по Шейблеру, тождественной с арабиновой кисл. и содержащей, следовательно, необходимое для сахароколлоидов количество водорода. Неточность данных прежних наблюдателей может быть отчасти объяснена тем, что ими анализировались несвободные пектиновые вещества, а большей частью их нерастворимые свинцовые производные, которые невозможно получить в чистом виде с постоянным составом (см. подробнее Пектиновые вещества).] . Как на примеры, поясняющие сказанное, кроме описанных кетолов, можно указать на изодульцит — С ₆ Н ₁₄ О ₆ и метилгексозу — С ₇ Н ₁₄ О ₆. Первый считался за изомер шестиатомного спирта — дульцита; но исследования Фишера, Виля, Макэна и др. показали, что это гидрат сахаристого вещества рамнозы — С ₆ Н ₁₂ О ₅ (= С ₆ H₁₄O₆ — Н ₂ О), которая, в свою очередь, представляет метиларабинозу — С ₆ Н ₁₂ О ₅ = СН ₃, [СН(ОН)] ₄.СОН; метилгексоза была синтезирована Фишером и Пилотти из рамнозы, и строение ее выражается следующей формулой — C ₇H₁₄O₆ = CH₃.[CH(OH)]₅.СОН. Теоретически возможны альдозы и кетозы большого замещения, т. е. с большим числом метилов — (СН ₃)', или других углеводородных групп в частице, а потому название гидратов углерода (углеводов) можно оставить разве, и то как мнемоническое, за сахароколлоидами и целлюлозой, а все остальные причислявшиеся к углеводам вещества (глюкозы, дисахариды и полисахариды) должны быть отнесены в класс альдегидов и кетонов многоатомных спиртов. Как таковые, альдозы характеризуются способностью окисляться (азотной кислотой или бромной водой) в соответственные кислоты с сохранением всего числа углеродных атомов в частице, к чему кетозы не способны, так как они в этих условиях или не окисляются, или дают кислоты с содержанием меньшего числа углеродных атомов в частице; напр., фруктоза дает при окислении азотной кислотой щавелевую кислоту и виноградную (мезовинную?) кислоту:
СН ₂ (ОН).СН(ОН).СН(ОН).СН(ОH).СО.СН ₂ (ОН) + 3Н ₂ = СО(ОН).СН(ОН).СН(ОН).СО(ОН) + СО(ОН).СО(ОН) + 2Н ₂ О

(Килиани); затем альдозы, а равно и кетозы, способны присоединять синильную кислоту (HCN), давая нитрилы соответственных оксикислот, реагировать с двумя частицами фенилгидразина, образуя так называемые "озазоны", с одной частицей гидроксиламина, давая "оксимы" и с одной же частицей ароматического ортодиамина, причем образуются хиноксалиновые производные. И те и другие могут присоединять Н ₂, переходя в соответственный спирт высшей на единицу атомности, против атомности исходного вещества, и способны восстановлять щелочные растворы окиси меди, давая различные продукты. Способность к брожению, кажется, свойственна только тем многочисленным оксиальдегидам, которые можно рассматривать как продукты альдольного уплотнения [Альдоль — C ₄H₆O₂ — получен Вюрцем при действии слабой соляной кислоты нa обыкновенный альдегид (или паральдегид), он образуется также, если действовать на альдегид едкой щелочью (Бородин) или сухим поташом (Михаэль и Копп). Вюрц показал, что альдоль есть β оксимасляный альдегид СН ₃.СН(ОН).СН ₃ СОН и высказал предположение, что он образуется на альдегида при действии соляной кислоты в силу следующих последовательных реакций:
СН ₃.COH + HCl = СН ₃.СН(ОН)Cl
и
ОН ₃.СН(ОН)Cl + СН ₃.СОН = СН ₃.ОН(ОН).СН ₂.COH + HCl.

Альдольным уплотнением называется всякий случай конденсации альдегидных частиц по приведенному типу.] глицеринового альдегида, потому что, кроме него, бродят еще альдозы С ₆ Н ₁₂ О ₆ (равно и кетозы этой формулы) и C ₉H₁₈O₉, a тетрозы, пентозы, гептозы и октозы бродить неспособны (Фишер). Левулиновую кислоту дают только альдозы и кетозы состава С ₆ Н ₁₂ О ₆; пентозы образуют при нагревании с соляной или серной кислотами фурфуролальдегид пирослизевой кислоты — С ₅H₄ О ₂; что дают, в этих условиях, другие адьдозы и кетозы — неизвестно [Метиларабиноза (рамноза) и ее изомер — фукоза — дают, как нашли Толленс и Гюнтер, метилфурфурол (Фукузол Стенгоуза). Весьма вероятно, что метилгексоза даст метиллевулиновую кислоту и т. д.]. Относительно оптической деятельности нужно заметить, что пока таковая не наблюдена для глицеринового альдегида и эритрозы; начиная же с С ₅ и до С ₉, Фишером получены вещества по оптической деятельности вполне подобные тому, что известно, напр., для винных кислот, т. е. и тут имеются вещества, которые вращают плоскость поляризации на равное число градусов, но в противоположные направления (см. Вращательная способность) и дают соединения, оптической деятельностью не обладающие и которые простой кристаллизацией не удается разделить на составные части. Как представители многоатомных спиртов, альдозы и кетозы способны давать с хлористым бензоилом, в присутствии едкой щелочи (способ Шоттена-Баумана), бензойные эфиры; число входящих в частицу остатков бензойной кислоты определяется атомностью исходного соединения; так глюкоза — СН ₂ (ОН)[СН(ОН)] ₄.СОН, содержа 5 гидроксилов, дает эфир с содержанием пяти остатков СН ₂ (О. ОC ₇ Н ₅). [СН(О. ОС ₇ Н ₅)]₄.СОН; аналогичные продукты получаются при нагревании ее с уксусной кислотой (в присутствии уксусно-натровой соли) и сюда же надо причислить ацетохлоргидрозу С ₆ Н ₇ О.Cl(С ₂ Н ₃ О ₂)₄, вещество, полученное А. Колли при нагревании глюкозы с хлористым ацетилом [Так как ацетохлоргидроза обладает восстановительной способностью, оптически деятельна (α)_D = 147°, и с водой регенерирует глюкозу, то ее вероятное строение СОН.C ₅H₆(C₂H₃O₂)₄.Cl. Михаэль, действуя на ацетохлоргидрозу калиевым производным салицилового альдегида, получил гелицин, а с калиевым производным метилгидрохинона — метиларбутин и с натриевым производным салигенина — один из глюкозидов салиретина, см. Глюкозиды.]. Присутствию гидроксильных групп альдозы и кетозы обязаны и способностью образовывать металлические производные, напр. C ₆H₁₁KO₆, C₆H₁₁NaO₆ и т д. (см. Глюкозы).
Переходя к дисахаридам заметим, что, так как при гидролизе они дают глюкозы,
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂ O = 2С ₆ Н ₁₂ О ₆,

то их следует считать эфирными ангидридами гексоз; в свойствах дисахаридов наблюдается некот. разница, смотря по тому, на счет каких групп произошло выделение элементов воды при соединении частиц глюкозы; так, напр., молочный сахар и мальтоза восстановляют Фелингову жидкость, с фенилгидразином образуют "озазоны" и при окислении бромной водой — одноосновные кислоты лакто- и мальтобионовые, содержащие С ₁₂ в частице, а потому надо допустить, что в них сохранилась характерная для альдоз группа СН(ОН)СОН. Напротив, тростниковый сахар не способен восстановлять прямо Фелинговой жидкости и давать "озазоны" с фенилгидразином и, следовательно, весьма вероятно, что в образовании его принимают участие как альдегидная группа виноградного сахара (декстрозы), так и кетонная группа фруктозы (левулозы), т. е. тех гексоз, которые получаются из него при гидролизе. Зависит ли от этого и неспособность тростникового сахара к брожению (без предварительного гидролиза), пока еще нельзя решить, так как и молочный сахар трудно бродит, а мальтоза легко бродит и не подвергнутая гидролизу (не инвертированная, как говорится, см. Инверсия). Необходимо заметить, что обратный переход от гексоз к тростниковому сахару до сих пор еще не осуществлен. Содержа спиртовые группы, дисахариды способы образовывать с кислотами эфиры (наивысшие известные эфиры имеют до 8 остатков кислот) и металлические спиртовые производные со щелочами; таковы, напр., сахараты (производные тростникового сахара) стронция: С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁.SrO + 5Н ₂ О (вероятнее, С ₁₂ Н ₁₀SrO₁₁ + 6H₂ O), С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁, 2SrO (или C ₁₂H₁₃Sr₂O₁₁ + 2H₂ O?), кальция: С ₁₂ Н ₂₂O₁₁, 3Са + 3Н ₂ О (4Н ₂ О?), С ₁₂ Н ₂₂O₁₁, 2СаО + 2H ₂ O, С ₁₁H₂₂O₁₁, СаО и т. д. Что касается сахароколлоидов (клетчатка, крахмал, камеди), то это по большей части трудно или совершенно не кристаллизующиеся вещества, сильно распространенные в растительном царстве, но встречающиеся и в животном (гликоген). Они большей частью нейтральны (иногда только слабокислотны); в холодной или теплой воде более или менее растворимы или в ней набухают и совершенно не растворимы в абсолютном спирте; не восстановляют Фелинговой жидкости, но приобретают эту способность после нагревания с кислотами, так как продуктом их гидролиза являются различные альдозы или кетозы, напр. крахмал при нагревании с соляной кислотой дает виноградный сахар, а инулин в тех же условиях образует фруктозу. Диффундируют эти вещества труднее глюкоз и дисахаридов; некоторые из них обладают резко выраженными коллоидальными свойствами. Выше уже указано, что величина частицы сахароколлоидов точно еще не установлена: все имеющиеся данные заставляют предполагать, что она очень велика; так, по Килиани, частица инулина = 6С ₆ Н ₁₀ О ₅ + Н ₂ O = С ₃₄ Н ₆₂O₃₁, а, по Броуну, она же = C ₇₂H₁₂₄O₆₂. Рациональная классификация сахароколлоидов до сих пор невозможна; с усовершенствованием аналитических методов их придется, вероятно, разбить на несколько классов, смотря по тем альдозам или кетозам, производными которых их можно будет считать (подробности см. Инулин, Крахмал, Растительные слизи и Камеди). Столь же неопределенна и химическая характеристика клетчатки (целлюлозы), находящейся в большинстве тканей высших растений и почти всегда в низших (см. Волокна растений). В соединении с неорганическими солями и некоторыми органическими веществами (так называемыми инкрустирующими веществами, каковы: лигнин, суберин, кетоза, кутин, полленин, медуллин) — целлюлоза обыкновенно образует стенки растительных клеточек. Сравнительно чистую клетчатку представляют: вата, волокна льна или сердцевина бузины; эти вещества достаточно обработать слабыми растворителями, как то: водой, спиртом, разбавленными кислотами и щелочами, и для удаления всегда присутствующей кремнекислоты — слабой фтористо-водородной кислотой, чтобы получить аморфную, белую массу вполне чистой целлюлозы. Все свойства клетчатки: ее нерастворимость в обыкновенных растворителях, химическая индифферентность по отношению к большинству реагентов (уксусный ангидрид, напр., начинает на нее действовать только при 180°С) — все это заставляет принять для нее очень большую величину частицы, вероятно большую чем та, которая известна для сахароколлоидов, но в настоящее время нет методов, чтобы эту величину определить [До сих пор были известны эфиры клетчатки, содержавшие не больше трех остатков кислоты; напр. нитроклетчатки, известная больше под именем пироксилина, представляет азотный эфир формулы C ₈H₇O₂(NO₃)₃; в недавнее время Кросс и Биван получили уксусный эфир с пятью остатками уксусной кислоты — C ₆H₅(O.OC₂H₃)₅, что указывает на присутствие в целлюлозе пяти водных остатков (см. Волокна растений).]. При действии крепкой серной кислоты целлюлоза дает раствор, из которого, водой или спиртом, может быть выделено вещество, похожее на декстрин и которое при гидролизе дает, как еще недавно предполагалось, только виноградный сахар; но работы Рейса, Фишера, Коха и Толленса с учениками показывают ошибочность такого представления. Рейс и Фишер получили из запасной клетчатки семян некоторых пальм (Phytelephas macrocarpa [Ядра которой служат для точения пуговиц и т. п. изделий под названием "каменных орехов" и везутся из Южной Америке в огромных количествах.]), Phoenix dac t ylifera и т. д.), затем из Allium сера, Asparagus officinalis, из Strychnos nux vomica и т. д. при гидролизе — маннозу С ₆ Н ₁₂ О ₆ — альдозу, отвечающую правовращающему манниту; Кох, Толленс и Вилер из растворимой в 10% едком натре части буковой древесины — ксилозу С ₅H₁₀O₅ ("древесный сахар" Коха), т. е. пентозу, а из Fucus nod. и Fucus vesic. Толленс и Гюнтер получили фукозу (метилпентозу) — C ₆H₁₂O₅. Надо думать, что найдутся клетчатки, дающие при гидролизе и другие альдозы или кетозы (см. Клетчатка).

Сопоставляем все известные до сих пор "гидраты углерода".

Оксиметилен — СН ₂ О, альдегид муравьиной кислоты, получен впервые Бутлеровым. Приведенной формуле отвечает только в газообразном состоянии. Как первый член ряда оксиметилен является представителем и альдегидов и кетонов одновременно. При действии щелочей, как показал Бутлеров, способен к альдольному уплотнению, образуя, смотря по условиям, или метиленитан (Бутлеров) или метозу (Лёв). Последняя представляет сравнительно чистую а-акрозу (см. Оксиметилен и Глюкозы).

Альдегид гликолевой кислоты СН ₂ (ОН).СОН получен Пиннером нагреванием с уксусной кислотой ацеталя гликоля:
CH₂(OH).CH(OC₂H₅)₂ + 2СН ₃.СО(ОН) = СН ₂ (ОН).СНО + 2СН ₃.СО.ОС ₂ Н ₅ + Н ₂ О.

В чистом виде не выделен; водный раствор обладает сильно восстановительными свойствами.

Двуоксиацетон СH ₂ (ОН).СО.СН ₂ (ОН) и глицериновый альдегид СН ₂ (ОН).СН(ОН).СОН; (известные монооксикетоны — "кетолы" Пехмана перечислены выше) — представляют, по терминологии Э. Фишера, триозы.

Эритроза — СН ₂ (ОН) [СH (ОН)] ₂ СОН — может быть с примесью
СН ₂ (ОН).СО.СН(ОН).СН ₂ (ОН)
и СН ₂ (ОН).СН(ОН).СО.СН ₂ (ОН),

известна пока только в виде "озазона" — C ₁₆H₁₈N₄O₂, пл. при 166°—167° (Э. Фишер и Тафель) — единственная тетроза.

Пентозы. Арабиноза, ксилоза и рибоза отвечают структурной формуле

СН ₂ (ОН)[СН(ОН)] ₃.СОН = С ₅ Н ₁₀ О ₅.

Рамноза (изодульцит, метиларабиноза) есть СН ₃ [СН(ОН)] ₄.СОН; это же строение имеет, вероятно, и фукоза; эмпирическая формула обеих С ₆ Н ₁₂ О ₆.

Гексозы (глюкозы, по прежней терминологии; монозы Шейблера). Из альдоз отвечающих, следовательно, общей структурной формуле CH ₂ (ОН)[СН(ОН)] ₄.СОН = С ₆ Н ₁₂ О ₆, известны: глюкоза собственно (виноградный сахар, декстроза) в трех видоизменениях: правовращающая — d глюкоза (d = dexter), левовращающая — l глюкоза (l = laevus) и оптически недеятельная — i глюкоза (i = inactivus): манноза d, l и i; гулоза d, l и i; галактоза d, l и i, и талоза d. Из кетоз известны фруктоза (левюлоза), отвечающая формуле СН ₂ (ОН)[СH(ОН)] ₃.СО.СН ₂ (ОН) в трех видоизменениях d, l и i [Фишер называет левюлозу d фруктозой, считая ее принадлежащей к ряду d маннозы. Не говоря уже, что к левюлозе мы можем теперь перейти, благодаря исследованиям того же Фишера, из какой угодно гексозы, и следовательно причисление фруктозы к какому-нибудь одному ряду является произвольным, — нельзя не указать на то, что терминология, называющая левовращающее вещество правовращающим, — влечет за собой значительную путаницу. Проще оставить за левюлозы, по предложению Толенса, название антилевюлозы.] (последняя = α акрозе) и сорбиноза. Рамнозе отвечает d рамногексоза СН ₃.[СН(ОН)] ₅.СОН = С ₇ Н ₁₄ О ₆. Неизвестно строение ß акрозы.
Гептозы. Известны d манногептоза: СН ₂ (ОН)[СН(ОН)] ₅.СОН = С ₇ Н ₁₄O₇

и d рамногептоза —

СН ₃[CH(OH)]₆.СОН = С ₈ Н ₁₆ О ₇.

Октоза известна пока только так называемая маннооктоза

СН ₂ (ОН)[СН(ОН)] ₆.СОН = С ₈ Н ₁₅ О ₈.

Ноноза тоже пока получена в одном видоизменении, а именно d маннононоза

СН ₂ (ОН)[СН(ОН)] ₇ .СОН = С ₉ Н ₁₈O₉.

(о всех перечисленных соединениях см. Глюкозы).

Сахарозы (сахарабиозы Шейблера, дисахариды) отвечают общей формуле С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁. Известны: тростниковый сахар; молочный сахар (лактоза, лактобиоза); мальтоза (мальтобиоза, птиалоза [Лактоза и мальтоза кристаллизуются с одной частицей воды.]; трегалоза (микоза [Трегалоза кристаллизуется с двумя частицами воды.]), мелибиоза, полученная Шейблером и Миттельмейером наряду с левюлозой при осторожном гидролизе рафинозы; тураноза, полученная Алехиным из мелезитозы, и изомальтоза — единственная "биоза", полученная синтетически Э. Фишером при действии, ниже + 10°С, соляной кислоты на глюкозу; описан только ее "озазон".

Caxapompиoзы (и полисахариды). Рафиноза (госсипоза, мелитриоза, рафинотриоза) C ₁₈H₃₂O₁₆ + 5H₂O, мелезитоза — C₁₈ Н ₃₂ О ₁₆ + 2Н ₂ O (Алехин). Генцианоза — С ₃₆ Н ₆₂O₂₁ и лактозин — С ₃₆H₆₂O₃₁ [Гепцианова получена Арт. Мейером из корня Gentiana lutea; продукт инверсия вращает сильно влево, Лактозин найдет Мейером же в растениях из сем. гвоздичных, при гидролизе дает галактозу и глюкозу, лишенную оптической деятельности (?).]). Сахароколлоиды (аморфные или труднокристаллизирующиеся полисахариды). Сюда относятся: крахмал и многочисленные производные из него образующиеся, известные под общим названием декстринов; гликозан, аморфное камедеподобное вещество, получаемое нагреванием до 170°С глюкозы (декстрозы) и образующееся в некоторых случаях при гидролизе, перегретым паром, глюкозидов; декстран (Шейблера, вискоза — Бешана, камедь брожения Брюнинга), выделяющийся при слизевом брожении из свекловичного сока и образующийся также при молочном брожении, по свойствам (разбухает в воде, растворяется в известковом молоке, не восстановляет Фелинговой жидкости, (α)_D = + 200°) очень близок к декстрину, получаемому из крахмала при действии диастаза (может быть даже тождествен); галлизин — камедеобразное вещество, образующееся при брожении продажного виноградного сахара (содержащего крахмал) и находящееся в галлизированном вине (свойства г. изучены плохо); гликоген (см.); по-видимому, все перечисленные вещества дают при гидролизе глюкозу (декстрозу); инулин (геленин, алантин, синантерин, синистерин), левулин (синантроза), находящийся в количестве до 8—12% в соке клубней топинамбура (Helianthus tuberosus) и до 45% в зернах неспелой ржи (Мюнц), оптически недеятельное, легко бродящее вещество; левюлозан (сахарид), аморфное вещество, получаемое нагреванием тростникового сахара (одновременно образуется глюкоза:

С ₁₂H₂₂O₁₁ = С ₆ Н ₁₂ О ₆ + С ₆ Н ₁₀ О ₅);

иризин — из корней Iris pseudacorus — может быть тождествен с инулином; при гидролизе этих углеводов получается фруктоза (левюлоза), в некоторых случаях (напр. синантроза) сопровождаемая декстрозой (или другой альдозой?); из левулана, вещества выделяемого из свекловичного сока при Стефеновском способе осаждения сахара (Ф. Липпман), а галактана, добываемого из бобовых растений, из β, γ и δ галактанов получается при гидролизе галактоза (содержатся ли в них и другие представители гексоз — неизвестно). Наконец растительные камеди и слизи, каковы арабин, церазин (вишневый клей); бассорин (трагант), парарабин, слизь из льняного семени, слизь из салепного корня и т. д., по-видимому, являются производными многих гексоз одновременно и даже пентоз (см. соотв. статью). Из салепного корня Толленс и Ганс получили, между прочим, маннозу.

Клетчатка (см. это сл. и Волокна растений). Из веществ еще недавно причислявшихся к углеводам упомянем о фенозе и инозите. Феноза — С ₆ Н ₁₂ О ₆ — получена Кариусом присоединением к бензолу хлорноватистой кислоты и осторожным омылением образующегося хлоргидрина — С ₆ Н ₉ Сl ₃ О ₃. Камедеобразная масса, обладающая сладким, но острым, вкусом (Лёв). Феноза разлагается при 100°, при нагревании с разбавленными кислотами и щелочами дает гуминовые (?) вещества, восстановляет Фелингову жидкость, с уксуснокислым свинцом дает осадок С ₆ Н ₆ О ₆ Рb ₃ и с йодистым водородом — вторичный йодистый гексил (?). Не бродит. Строение фенозы неизвестно.

Инозит (фазеоманит, матезодамбоза, дамбоза, нуцит, сеннит) — С ₆ Н ₁₂ О ₆ + Н ₂ О — известен в двух оптически деятельных видоизменениях — правом и левом, пл. при 247°С, и двух оптически недеятельных — одном, образующемся при соединении предыдущих, пл. при 253°С, и другом, давно известном, пл. при 224°С; последнее, следовательно, отвечает по типу мезовинной кислоте. Обыкновенный инозит довольно широко распространен как в животном, так и в растительном царствах: он найден в мясном соке, в разных органах высших и низших животных, в горохе, картофельных ростках в спарже, в грибах и т. д. (Шеерер, Соколов и др.).
Правовращающий инозит [(α)D = + 65°] получен из монометилового эфира —
С ₇ Н ₁₄ О ₆ + HJ = С ₆ Н ₁₂ О ₆ + CH₃J,

найденного Бертело в смоле Pinus lambertiana, так называемого β пинита (матезита Жирара; матезит извлекается водой из каучука с Мадагаскара); кипит под ум. давлением при 250°С (Макэн и Танрэ), а левый — из отвечающего пиниту — квебрахита
(С ₇ Н ₁₄ О ₆ + Н ₂ О = С ₆ Н ₁₂ О ₆ + СН ₃ (ОН)

[квебрахит получен из коры квебрахо Танрэ] и отличается от правого только противоположным вращением плоскости поляризации света. Инозит есть гексагидрогексаоксибензол [СН(ОН)] ₆ и, как таковой, дает с йодистым водородом (после обработки продукта реакции спиртовой щелочью) — трийодфенол, а при осторожном окислении — перхинон Ницкого и Бенкизера —
C₆O₆ + 8Н ₂ О = С ₆ Н ₁₆ О ₁₄ (Макэн).
С кислотами и основаниями инозит реагирует как шестиатомный спирт.

Углеводы считаются ботаниками первичными продуктами ассимиляции углекислоты растениями. Но вопрос о способе их образования должен пока считаться нерешенным. Основываясь на составе оксиметилена (см. соотв. статью) и на том, что, при перегонке с парами воды хлорофиллоносных зеленых частей растений, многократно наблюдались вещества альдегидного характера, Байер высказал предположение, что первичным продуктом взаимодействия углекислоты и воды должен быть оксиметилен, который затем полимеризацией может дать C ₆H₁₂O₆ и т. д. Хотя это представление и приобрело некоторую степень вероятности, благодаря синтезу метозы (недеятельной левюлозы, см. выше, и глюкозы), тем не менее нельзя не указать на то, что в листьях, питаемых водным раствором оксиметилена (в отсутствии углекислоты, понятно), не образуется крахмала, между тем, как он всегда наблюдается, если оксиметилен заменить каким-нибудь углеводом или даже глицерином (Арт. Мейер) [Интересно, что Репар получил, при электролизе подкисленной серной кислотой глюкозы (декстрозы), оксиметилен, муравьиную и сахарную кислоты.]. В противоположность этому представлению, Либих предполагал, что восстановление углекислоты происходит в растениях последовательно, через муравьиную или щавелевую кислоты, напр., и что уже из них образуются затем: гликолевая, янтарная, молочная кислоты и т. д.; глюкозы по этому взгляду являются конечными продуктами ряда синтетических реакций. Как на явление, дающее опору такому представлению, можно указать на то, что в некоторых растениях, особенно из семейства Crassulaceae, в темноте наблюдается образование заметного количества кислотных продуктов, которые исчезают с выделением кислорода, как только растение выставлено опять на свет. И тот и другой взгляд одинаково гипотетичен. Несомненно одно, а именно — что все органические вещества растений обязаны своим углеродом углекислоте воздуха, а водородом — воде, и потому генетически должны быть между собой связаны. Так как затем известны и найдены даже в природе (рамноза, фукоза) "углеводы", содержащие водорода больше чем 2 атома на каждый атом кислорода, которые, следовательно, не могут быть первичными продуктами ассимиляции воды углеродом углекислоты, то едва ли не одинаково вероятно представление, высказанное сто с лишним лет тому назад (в 1783) Лавуазье, по мнению которого "произрастание растений является процессом, обусловленным двойным сродством... растительность невозможна в отсутствии углекислоты и воды... оба эти вещества взаимно разлагаются в растениях... водород покидает кислород, чтобы соединиться с углеродом, образуя масла, смолы... в то же время, как показали Пристлей, Ингенгуз и Зенебье, выделяется кислород... Вода представляет великий резервуар, в котором природа почерпает массу горючего материала, непрерывно образующегося у нас на глазах, а растительность является ареной этого процесса... Вода распадается под влиянием жизнедеятельности растений; но это распадение обратно тому, которое мы обыкновенно наблюдаем, так как свободным становится кислород, а фиксируется водород...". Согласно этому взгляду, явления, происходящие в растениях, были бы аналогичными, до некоторой степени, взаимному разложению окиси серебра и перекиси водорода, с выделением кислорода из обоих веществ.

А. И. Горбов. Δ.