குளுக்கோஸ்

குளுக்கோஸ்

குளுக்கோஸ் ஒரு எளிய வகை சர்க்கரை ஆகும், இது நமக்கு முதன்மையான ஆற்றல் மூலமாக விளங்குகிறது. இது முக்கியமான மற்றும் மிக அதிகளவில் காணப்படும் சர்க்கரை ஆகும். இது தேன், திராட்சை மற்றும் மாம்பழம் போன்ற இனிப்புச்சுவையுடைய பழங்களில் காணப்படுகிறது. மனித இரத்தத்தில் ஏறத்தாழ 100 mg/dL குளுக்கோஸ் இருப்பதால், இது இரத்த சர்க்கரை எனவும் அறியப்படுகிறது. சுக்ரோஸ், ஸ்டார்ச், செல்லுலோஸ் போன்றவற்றில் குளுக்கோஸ் ஒன்றிணைந்த வடிவத்தில் அமைந்துள்ளது. 

படம் 14.3 ஆல்டோஸ்கள் மற்றும் கீட்டோஸ்களின் அமைப்பு

குளுக்கோஸ் தயாரித்தல் 

1. ஆல்கஹால் கரைசலில் நீர்த்த H2SO4 உடன் சேர்த்து சுக்ரோஸை (கரும்பு சர்க்கரை) வெப்பப்படுத்தும்போது அது நீராற்பகுப்படைந்து குளுக்கோஸ்மற்றும் ஃபிரக்டோஸ் ஆகியவற்றைத் தருகிறது. 

2. தொழிற்முறையில், அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அதிக அழுத்த நிலைகளில், நீர்த்த HCl கொண்டு ஸ்டார்ச்சை நீராற்பகுப்பதன் மூலமாக குளுக்கோஸ் தயாரிக்கப்படுகிறது. 

குளுக்கோஸ் அமைப்பு

குளுக்கோஸ் ஒரு ஆல்டோஹெக்ஸோஸ் ஆகும். இதுநான்கு சீர்மையற்றகார்பன் அணுக்களைக் கொண்ட ஒரு ஒளிசுழற்றும் தன்மை கொண்ட மூலக்கூறாகும். குளுக்கோஸின் நீர்க்கரைசல் வலஞ்சுழி சுழற்சியை கொண்டிருப்பதால், இது டெக்ஸ்ட்ரோஸ் எனவும் அழைக்கப்படுகிறது. குளுக்கோஸ் மூலக்கூறிற்கு முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பு வாய்ப்பாடு படம் 14.4 ல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த அமைப்பானது பின்வரும் ஆதாரங்களின் அடைப்படையில் வருவிக்கப்பட்டதாகும்.

படம் 14.4 D (+) குளுக்கோஸ் அமைப்பு வாய்ப்பாடு

1. தனிம பகுப்பாய்வு மற்றும் மூலக்கூறு நிறையறிதல் சோதனை ஆகியவை குளுக்கோஸின் மூலக்கூறு வாய்ப்பாடு C6H12O6 என காட்டுகின்றன. 

2. 373K வெப்பநிலையில் குளுக்கோஸை அடர் HI மற்றும் சிவப்பு பாஸ்பரஸ் கொண்டு ஒடுக்கும்போது n ஹெக்சேன் மற்றும் 2- அயோடோ ஹெக்சேன் கலந்த கலவை கிடைக்கிறது, இது, குளுக்கோஸிலுள்ள ஆறு கார்பன் அணுக்களும் ஒரே நேர்கோட்டு சங்கிலியாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை காட்டுகிறது.

3. குளுக்கோஸ், ஹைட்ராக்ஸிலமின் உடன் வினைப்பட்டு ஆக்சைம் மற்றும் HCN உடன் வினைப்பட்டு சயனோஹைட்ரின் ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. குளுக்கோஸ்  மூலக்கூறில் கார்பனைல் தொகுதி இருப்பதை இவ்வினைகள் காட்டுகின்றன. 

4. குளுக்கோஸ் ஆனது புரோமின் நீர் போன்ற வலிமை குறைந்த ஆக்சிஜனேற்றிகளால் குளுக்கானிக் அமிலமாக ஆக்சிஜனேற்றம் அடைகிறது. இதிலிருந்து, குளுக்கோஸில் உள்ள கார்பனைல் தொகுதியானது ஆல்டிஹைடாக உள்ளது எனவும், மேலும் அது கார்பன் சங்கிலியின் முனையில் அமைந்துள்ளது எனவும் தெளிவாகிறது. அடர் நைட்ரிக் அமிலம் போன்ற வலிமை மிகுந்த ஆக்சிஜனேற்றிகளைக் கொண்டு ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும்போது குளுக்காரிக் அமிலம் ( சாக்கரிக் அமிலம்) கிடைக்கிறது. இதிலிருந்து சங்கிலியின் மற்றொரு முனை ஓரிணைய ஆல்கஹால் தொகுதியால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது என்பது தெளிவாகிறது.

5. குளுக்கோஸ் ஆனது அம்மோனியாகலந்த சில்வர் நைட்ரேட்கரைசல் (டாலன்ஸ்வினைக்காரணி) மற்றும் காரம் கலந்த காப்பர் சல்பேட் கரைசல் (ஃபெல்லிங் வினைக்காரணி) ஆகியவற்றால் குளுக்கானிக் அமிலமாக ஆக்ச்ஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது. டாலன் வினைக்காரணியானது உலோக சில்வராக ஒடுக்கப்படுகிறது, அதேபோல ஃபெல்லிங் கரைசல் குப்பரஸ் ஆக்சைடாக ஒடுக்கப்பட்டு சிவப்பு நிற வீழ்படிவாக மாறுகிறது. குளுக்கோஸ் மூலக்கூறில் ஆல்டிஹைடு தொகுதி உள்ளதை இந்த வினைகள் மேலும் உறுதிபடுத்துகின்றன.

6. குளுக்கோஸ், அசிட்டிக் அமில நீரிலியுடன் வினைப்பட்டு பென்டா அசிட்டேட்டை உருவாக்குகிறது. குளுக்கோஸில் ஐந்து ஆல்கஹால் தொகுதிகள் இருப்பதை இது பரிந்துரைக்கிறது. 

7. குளுக்கோஸ் ஒரு நிலைப்புத் தன்மை கொண்ட சேர்மமாகும், மேலும் இது எளிதில் நீர்நீக்கம் அடைவதில்லை. ஒரே கார்பன் அணுவில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட ஹைட்ராக்ஸில் தொகுதிகள் பிணைக்கப்படவில்லை என்பதை இது காட்டுகிறது. அதாவது ஐந்து ஹைட்ராக்ஸில் தொகுதிகளும் ஐந்து வெவ்வேறு கார்பன் அணுக்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் ஆறாவது கார்பன் ஆனது ஆல்டிஹைடு தொகுதியாக அமைந்துள்ளது. 

8. எமில் பிஷர் என்பவரால் முன்மொழியப்பட்ட, -OH தொகுதிகளின் மிகச்சரியான புறவெளி அமைப்பானது படம் 14.4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. D வடிவ அமைப்பை கொண்டிருப்பதாலும், வலஞ்சுழி சுழற்சியை கொண்டிருப்பதாலும், குளுக்கோஸ் மூலக்கூறானது D(+) குளுக்கோஸ் என குறிப்பிடப்படுகிறது.

குளுக்கோஸின் வளைய அமைப்பு:

தான் முன்மொழிந்த குளுக்கோஸின் திறந்த சங்கிலி பென்டா ஹைட்ராக்ஸில் ஆல்டிஹைடு அமைப்பானது அதன் வேதி இயைபை முழுமையாக விளக்குவதாக அமையவில்லை என பிஷர் கண்டறிந்தார். சாதாரண ஆல்டிஹைடுகள் போலல்லாமல், குளுக்கோஸ் ஆனது சோடியம் பைசல்பைட்டுடன், படிக பைசல்பைட் சேர்மத்தை உருவாக்கவில்லை. குளுக்கோஸ் ஷிஃப் சோதனையை தரவில்லை மேலும் குளுக்கோஸின் பென்டா அசிட்டேட் பெறுதியானது டாலன் வினைக்காரணி அல்லது ஃபெல்லிங் கரைசல் ஆகியவற்றால் ஆக்சிஜனேற்றம் அடையவில்லை. இந்த பண்புகள் திறந்த சங்கிலி அமைப்பு விளக்கவில்லை .

படம் 14.5 குளுக்கோஸின் வளைய அமைப்புகள்

மேலும், படிகமாக்கப்படும் நிபந்தனைகளைப் பொருத்து குளுக்கோஸ் ஆனது வெவ்வேறு உருகுநிலைகளைக் (419 மற்றும் 423 K)கொண்ட இரண்டு வெவ்வேறு வடிவங்களில் படிகமாவது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இவற்றை விளக்கும் பொருட்டு, படம் 14.5 இல் காட்டியுள்ளவாறுஹைட்ராக்ஸில் தொகுதிகளுள் ஒன்று ஆல்டிஹைடு தொகுதியுடன் வினைப்பட்டு வளைய அமைப்பு ( ஹெமிஅசிட்டால் வடிவம்) உருவாகிறது என முன்மொழியப்பட்டது. இதன் காரணமாக சீர்மையுள்ள ஆல்டிஹைடு கார்பனானது சீர்மையற்ற கார்பனாக மாற்றமடைவதால் இரண்டு மாற்றியங்கள் உருவாகின்றன. இந்த இரண்டு மாற்றியங்கள் Cl கார்பன் அணுவில் மட்டும் மாறுபட்ட அமைப்பை கொண்டுள்ளன. இந்த மாற்றியங்கள் ஆனோமர்கள் (anomers) என்றழைக்கப்படுகின்றன. குளுக்கோஸின் இரண்டு ஆனோமர் வடிவங்கள் α- மற்றும் β-வடிவங்கள் என்றழைக்கப்படுகின்றன. 5 கார்பன் அணுக்கள் மற்றும் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவை உள்ளடக்கிய குளுக்கோஸின் இந்த வளைய அமைப்பானது பைரானின் அமைப்பை ஒத்துள்ள காரணத்தால் பைரனோஸ் வடிவம் எனப்படுகிறது. தூய α-மற்றும் β-(D) குளுக்கோஸ் ஆகியவற்றின் நியம சுழற்சி மதிப்புகள் முறையே 112° & 18.7° ஆகும். எனினும், தூய நிலையில் உள்ள இந்த சர்க்கரைகளில் ஏதேனும் ஒன்றை நீரில் கரைக்கும்போது, நியம சுழற்சி மதிப்பு + 53° கொண்ட சமநிலையை அடையும் வரை α-D குளுக்கோஸ் மற்றும் β-D குளுக்கோஸ் ஆகியன, திறந்த சங்கிலி அமைப்பின் வழியாக மெதுவாக ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்றாக மாற்றமடைகின்றன. இந்நிகழ்வானது மியுட்டா சுழற்சி என்றழைக்கப்படுகிறது. 

எபிமர்கள் மற்றும் எபிமராக்கல்:

ஒரே ஒரு சீர்மையற்ற மையத்தில் மட்டும், மாறுபட்ட தொகுதி இடஅமைவு கொண்ட சர்க்கரைகள் எபிமர்கள் என அறியப்படுகின்றன. ஒரு எபிமர் மற்றொரு எபிமராக மாறும் செயல்முறையானது எபிமராக்கல் என்றழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இச்செயல்முறை நிகழ எபிமரேஸ் எனும் நொதி தேவைப்படுகிறது. இதே வழிமுறையில், காலக்டோஸ் நமது உடலில் குளுக்கோஸாக மாற்றப்படுகிறது.

படம் 14.6 எபிமர்கள்: குளுக்கோஸ் மற்றும் மேன்னோஸ் ஆகியன C2 கார்பனில் வேறுபடும் எபிமர்கள் குளுக்கோஸ் மற்றும் காலாக்டோஸ் - அகியன C4 கார்பனில் வேறுபடும் எபிமர்கள்