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Die chemische Formel für Glucose ist C 6 H 12 O 6 oder H-(C=O)-(CHOH) 5 -H. Glukose ist ein Zucker, der in Pflanzen während der Photosynthese produziert wird und der im Blut von Menschen und anderen Tieren zirkuliert und deren Hauptenergiequelle ist. Glucose ist auch als Dextrose, Blutzucker, Maiszucker, Traubenzucker oder unter seinem systematischen IUPAC-Namen (2R , 3S , 4R , 5R ) -2,3,4,5,6-Pentahydroxyhexanal bekannt.
Glucose
Der Name Glukose kommt vom griechischen Begriff gleûkos , was „Most oder süßer Wein“ bedeutet; Der Most ist das erste Produkt der Kelterung der Trauben, die später zur Weinherstellung verwendet werden. Die Endung „-ose“ weist darauf hin, dass es sich bei dem Molekül um ein Kohlenhydrat handelt.
Da Glukose ein Molekül mit sechs Kohlenstoffatomen ist, wird es als Hexose klassifiziert. Es ist eine Aldohexose. Es ist eine Art Monosaccharid oder einfacher Zucker. Es kann linear oder zyklisch aufgebaut sein, wobei letzteres am gebräuchlichsten ist. In seiner linearen Form hat es ein Rückgrat aus sechs Kohlenstoffen, in dem der C-1-Kohlenstoff derjenige ist, der die Aldehydgruppe trägt, während die anderen fünf Kohlenstoffe jeweils eine Hydroxylgruppe tragen.
In Glucose können sich Wasserstoff- und Hydroxylgruppen (-OH) um Kohlenstoffatome drehen und Isomere erzeugen. Das D-Isomer, D-Glucose, kommt in der Natur vor und ist an den Prozessen der Zellatmung in Pflanzen und Tieren beteiligt. Das L-Isomer, L-Glucose, ist eine synthetische Verbindung, das heißt, es kommt nicht in der Natur vor.
Reine Glukose ist ein weißes oder kristallines Pulver mit einer Molekülmasse von 180,16 Gramm pro Mol und einer Dichte von 1,54 Gramm pro Kubikzentimeter. Der Schmelzpunkt hängt vom Isomer ab. Der Schmelzpunkt von α-D-Glucose beträgt 146°C, während der Schmelzpunkt von β-D-Glucose 150°C beträgt.
Warum verwenden Organismen Glukose anstelle eines anderen Kohlenhydrats? Dies könnte daran liegen, dass Glukose weniger wahrscheinlich mit den Aminogruppen von Proteinen reagiert. Die Reaktion zwischen Kohlenhydraten und Proteinen, Glykation genannt, ist Teil des natürlichen Alterungsprozesses und führt zu Krankheiten wie Diabetes, die die Funktionen von Proteinen beeinträchtigen. Vielmehr kann sich Glucose durch den Glykosylierungsprozess enzymatisch mit Proteinen und Lipiden verbinden, wodurch aktive Glykolipide und Glykoproteine gebildet werden.
Im menschlichen Körper liefert Glukose Energie von etwa 3,75 Kilokalorien pro Gramm. Es wird zu Kohlendioxid und Wasser verstoffwechselt, wobei Energie freigesetzt wird, die chemisch als ATP (Adenosintriphosphat) gespeichert wird. Obwohl es für viele Funktionen notwendig ist, ist Glukose besonders wichtig, da sie fast die gesamte Energie liefert, die das menschliche Gehirn benötigt.
Glucose hat die stabilste zyklische Form aller Aldohexosen, weil fast alle ihre Hydroxylgruppen (-OH) in äquatorialer Position sind. Die Ausnahme ist die Hydroxylgruppe am anomeren Kohlenstoff.
Glukose ist wasserlöslich und bildet eine farblose Lösung. Es löst sich auch in Essigsäure auf, ist aber in Alkohol schwer löslich.
Das Glucosemolekül wurde erstmals 1747 von dem deutschen Chemiker Andreas Marggraf isoliert, der es aus Rosinen gewann. Emil Fischer untersuchte die Struktur und Eigenschaften des Moleküls und erhielt für seine Arbeiten 1902 den Nobelpreis für Chemie. In der Fischer-Projektion ist Glukose in einem bestimmten Muster räumlich verteilt. Die Hydroxylgruppen an den Kohlenstoffen C-2, C-4 und C-5 befinden sich rechts vom Kohlenstoffgerüst, während sich die Hydroxylgruppe am Kohlenstoff C-3 links befindet.
Quellen
- Robyt, John F. Grundlagen der Kohlenhydratchemie . Springer Wissenschafts- und Wirtschaftsmedien. 2012. ISBN:978-1-461-21622-3.
- Rosanoff, M. A. Über Fischers Klassifizierung von Stereoisomeren . Zeitschrift der American Chemical Society. 28: 114–121. doi: 10.1021/ja01967a014
- Schenck, Fred W. Glukose und glukosehaltige Sirupe. Ullmanns Enzyklopädie der industriellen Chemie. doi: 10.1002/14356007.a12_457.pub2
