Monosaccàride.

Chim. - Composto organico che rientra nella classe dei carboidrati (o glucidi), di cui è il costituente più semplice e pertanto non suscettibile di essere scisso per idrolisi. In base alla presenza del gruppo aldeidico o chetonico, i m. vengono classificati in aldosi e chetosi: negli aldosi il gruppo aldeidico è terminale, nei chetosi naturali il gruppo chetonico è sempre accanto a un gruppo alcolico primario. A seconda, invece, del numero di atomi di carbonio nella molecola, i m. si classificano in: biosi, triosi, tetrosi, pentosi, esosi, ecc. Un m. costituito da sei molecole di carbonio e da un gruppo chetonico sarà quindi definito chetoesoso (è il caso del fruttosio), mentre la presenza di cinque atomi di carbonio e di un gruppo aldeidico indicheranno un aldopentoso (ad esempio, il ribosio). La catena dei m. può comprendere da un minimo di 3 a un massimo di 9 atomi di carbonio, ma i m. più diffusi sono i pentosi e gli esosi. Di tutti i m. (ad eccezione delle molecole più semplici: l'aldeide glicolica e il diossiacetone) esistono forme stereoisomere, data la presenza nella catena di uno o più atomi di carbonio asimmetrici. Come si rileva agevolmente dalle formule di costituzione, sono asimmetrici gli atomi di carbonio corrispondenti al gruppo alcolico secondario. Il numero dei possibili stereoisomeri è uguale a 2ⁿ con n corrispondente al numero di atomi di carbonio. Vi sono sempre due stereoisomeri, di cui una forma è l'immagine speculare dell'altra (enantiostereoisomeri). La presenza di atomi di carbonio asimmetrici rende i m. otticamente attivi, dotati, cioè, della proprietà di ruotare il piano della luce polarizzata. Il senso di rotazione si indica con + o - in parentesi, prima del nome, significando con (+) la rotazione a destra del piano della luce polarizzata e con (-) la rotazione a sinistra. La modificazione di rotazione del piano della luce polarizzata mediante quantità equimolecolari di enantiostereoisomeri è di ugual grandezza, ma di direzione contraria: essi sono cioè antipodi ottici. Se le forme (+) e (-) di una sostanza sono presenti in ugual quantità, le rotazioni uguali ma opposte si annullano. Come base per l'ordinamento dei glicidi, o di altre serie stereochimiche, si sono assunti gli antipodi ottici dell'aldeide glicerica. Sono considerati d-m. i m. che posseggono nell'atomo di carbonio, vicino al gruppo alcolico primario, la medesima disposizione sterica della (+)-gliceraldeide e l-m. quelli che posseggono nell'atomo di carbonio, vicino al gruppo alcolico primario, la medesima disposizione sterica della (-)-gliceraldeide. La notazione d- o l-m. non indica quindi il senso di rotazione della luce polarizzata, ma l'affinità strutturale dei diversi m. Le formule di configurazione dei triosi, tetrosi, pentosi ed esosi (aldo- e cheto-) derivati dalla d- e l- aldeide glicerica non bastano a tutte le esigenze e non chiariscono taluni fatti sperimentali. Di questi il più evidente è il fenomeno della mutarotazione. Se si discioglie in un solvente il m., il potere rotatorio della soluzione varia con il tempo sino a raggiungere un valore costante. In particolare, in presenza di due stereoisometri di uno stesso zucchero con attività ottica diversa, si verifica una variazione delle attività ottiche fino a giungere allo stesso valore. Il fenomeno avviene rapidamente a temperatura elevata o in presenza di alcali, carbonato sodico, ammoniaca; lentamente a temperatura ambiente o in soluzione debolmente acida; generalmente non si osserva in solventi organici anidri, quali metanolo, acetone, piridina. Ad esempio, il d-glucosio, se cristallizzato in acqua, non appena disciolto ha un potere rotatorio specifico = + 109,6 °; se cristallizzato dalla piridina in soluzioni in acqua, ha potere rotatorio specifico = + 20,5 °. Dopo un certo tempo di posa, in entrambe le soluzioni si modifica la rotazione: nella prima diminuisce, nella seconda cresce, fino a raggiungere nell'una e nell'altra un medesimo valore costante e finale di potere rotatorio specifico = + 52,5 °. Analoghi risultati si ottengono con gli altri m. La cinetica della mutarotazione generalmente segue la legge di una rotazione di primo ordine. Poiché le determinazioni del peso molecolare dimostrano che nelle soluzioni non è avvenuta associazione o dissociazione o idratazione delle molecole, si deve ritenere che si sia svolta una trasformazione tautomera del m. in un isomero. Un'altra osservazione, non conciliabile con la formula a catena aperta dei m., riguarda l'assenza di certe reazioni caratteristiche delle aldeidi, quali, ad esempio, la reazione in cui le aldeidi addizionano acido nitroidrossilaminico, formando acidi idrossamici, che si colorano intensamente in rosso con cloruro ferrico, o la reazione con l'acido fucsinsolforoso, caratterizzata dalla formazione di un composto chinoide di color rosso ben netto. Da ciò si deduce che il gruppo aldeidico dei m. non si libera, come conferma l'osservazione che i m. sciolti in metanolo, in presenza di acido cloridrico, reagiscono con una sola molecola di alcool con eliminazione di una molecola di acqua, mentre le aldeidi e i chetoni reagiscono con due molecole di alcool. Tutti i m. previsti dalla teoria sono noti: di questi solo un piccolo numero si trova in natura. • Biochim. - Tra i m. maggiormente presenti negli organismi viventi figurano il glucosio, il fruttosio, il mannosio, il galattosio, il ribosio, l'eritrosio, la gliceraldeide. I triosi d-aldeide glicerica e diossiacetone sono intermedi nel metabolismo. Il d-ribosio è il glicide degli acidi ribonucleici, diffusi in tutte le cellule e in molti coenzimi. L'l-arabinosio è distribuito nei vegetali come costituente di emicellulose e gemme. Il d-xilosio è diffuso nel regno vegetale nei polisaccaridi di sostegno. Il d-glucosio (destrosio) è il più importante di tutti i m. In forma libera si trova specialmente nella frutta, insieme al d-fruttosio e al saccarosio e, in concentrazioni esigue, nel sangue e nella linfa. In quantità molto maggiore si trova, in forma combinata, nei glicosidi, negli alisaccaridi (maltosio, lattosio, saccarosio) e specialmente nei polisaccaridi (cellulosa, amilosio, amilopectina, glicogeno). Poiché è un elemento costitutivo della cellulosa, risulta il composto organico del carbonio più diffuso in natura. Il d-mannosio è per lo più costituente di alcuni polisaccaridi vegetali. Il d-galattosio è presente nei vegetali, in olisaccaridi (raffinosio, melibiosio), polisaccaridi (galattoni). Negli animali si trova in glicolipidi e glicoprotidi; inoltre, combinato con glucosio, è contenuto nel latte di quasi tutti i mammiferi. Il d-fruttosio (levulosio) si trova in molte piante in forma libera, specialmente nella frutta; combinato come disaccaride (saccarosio) in certi tuberi. È il più dolce degli zuccheri conosciuti. Gli aldoeptosi sono componenti di polisaccaridi batterici.