Oligosacharydy

     Polisacharydami niższymi, zwanymi oligosacharydami nazywamy grupę polimerycznych cukrów składających się z kilku skondensowanych z sobą cukrów prostych (przeważnie od 2 do 5). Tworzą się one z monosacharydów w ten sposób, że z każdych dwóch cząsteczek cukru prostego wydziela się w czasie ich kondensacji cząsteczka wody. Najpospolitszym: i najbardziej rozpowszechnionymi wśród oligosacharydów są disacharydy (biozy), które są produktami kondensacji dwóch cząsteczek heksoz.
     Wśród disacharydów spotykamy duże możliwości izomerii. Po pierwsze mogą kondensować z sobą dwie jednakowe (jak w przypadku tworzenia się cząsteczki maltozy), lub różne (jak w przypadku sacharozy) cząsteczki cukrów prostych. Wśród łączących się, tych samych lub różnych cząsteczek monoz, mogą być różne ich formy stereoizomeryczne, np. furanozowa lub piranozowa. W grę wchodzi tu jeszcze sposób powiązania się obu cząsteczek cukru. Jest ono zawsze realizowane za pomocą tzw. mostków tlenowych. Wiązania tego rodzaju powstają, podobnie jak w przypadku tworzenia się acetali, z grupy hydroksylowej utworzonej z grupy ketonowej lub aldehydowej (podczas tworzenia hemiacetali) i zgrupy wodorotlenowej drugiej cząsteczki z wydzieleniem cząsteczki wody.
     Podobne wiązania do występujących między cząsteczkami cukrów prostych w disacharydach spotykamy w glikozydach, dlatego też disacharydy uważać możemy za specyficzne połączenia glikozydowe.
     Jednakże i tutaj napotykamy dalsze możliwości izomerii. Tworzący się mostek tlenowy między dwiema cząsteczkami monosacharydu może powstawać w dwojaki sposób
1) z hemiacetalowych grup hydroksylowych obu cząsteczek cukru,
2) z hydroksylu hemiacetatowego i jednego hydroksylu alkoholowego drugiej cząsteczki cukru.
     Ten różny sposób powiązania się cukrów prostych odbija się zasadniczo na właściwościach chemicznych cząsteczek disacharydów.
     Jak już wspomniano poprzednio, hydroksyl hemiacetalowy w cukrach posiada w porównaniu z pozostałymi hydroksylami cząsteczki charakter specyficzny, zbliżony do karbonylowego. Szereg specyficznych reakcji monosacharydów możliwych jest właśnie dzięki odrębnemu zachowaniu się tego hydroksylu. Z tego względu, jeżeli w czasie kondensacji dwóch cząsteczek monoz ich hydroksyle hemiacetalowe ulegną likwidacji, tworząc wiązanie eterowe, utworzony dwucukier nie wykazuje już reakcji charakterystycznych dla monosacharydów redukujących, a więc nie daje reakcji lustra srebrnego, nie redukuje płynu Fehlinga i nie wykazuje zjawiska mutarotacji konfiguracyjnej. Cukry tego rodzaju nazywamy nieredukującymi.
     Przykładem cukru nieredukującego jest otrzymywana z trzciny cukrowej lub z buraka cukrowego sacharoza. W cząsteczce sacharozy występuje wiązanie 1,2- łączące cząsteczkę a-D-glukopiranozy z cząsteczką b-d-fruktofuranozy

     Z powyższego równania reakcji widać, że pctdczas tworzenia się cząsteczki sacharozy następuje wzajemne "zlikwidowanie" hydroksyli glikozydowych obu cząsteczek monoz (zablokowanie glikozydowych atomów węgla), co odbija się na właściwościach chemicznych cząsteczki. Z tego względu sacharoza jest przykładem cukru nieredukującego. O innych disacharydach nieredukujących mówimy, że są disacharydami typu sacharozy.
     Przykładem tworzenia się dwucukrów typu drugiego (redukujących) jest łączenie się dwóch cząsteczek a-D-glukozy na cząsteczkę maltozy

     Związanie się dwóch reszt a-D-glukozy nastąpiło, jak to widać na podanym powyżej równaniu reakcji, pomiędzy glikozydowym atomem węgla jednej cząsteczki a grupą hydroksylową czwartego atomu węgla drugiej cząsteczki. Utworzone w ten sposób wiązanie nazywamy w związku z tym wiązaniem 1,4.
     Cząsteczka maltozy posiada zatem jeden wolny hydroksyl hemiacetalowy i jest jakby podstawioną przy węglu czwartym glukozą. Ulega wszystkim reakcjom charakterystycznym dla glukozy, a przede wszystkim posiada właściwości redukujące (daje reakcję lustra srebrnego i odbarwia płyn Fehlinga).
     Wolna, nie zablokowana grupa aldehydowa maltozy może przejść z formy hemiacetalowej w formę aldehydową bez rozerwania środkowego wiązania eterowego łączącego reszty obu monoz.

     Tłumaczy to zdolności redukujące tego rodzaju dwucukrów. Maltoza jest więc typowym przykładem dwucukru redukującego i wszystkie pozostałe dwucukry redukujące zbudowane w sposób podobny do maltozy nazywamy dwucukrami typu maltozy. Do ważniejszych z nich, poza maltozą, należą laktoza i celobioza.      Celem dokładniejszego powiązania nazw oligosacharydów z ich budową, wprowadzono specjalne nazewnictwo, uwzględniające rodzaj pierścieni cząsteczek monoz oraz numery atomów węgla, między którymi występują wiązania glikozydowe. Zgodnie z powyższym pełna racjonalna nazwa maltozy brzmi: a-D-glukopiranozylo-l,4-a-D-glukopiranoza, a nazwa sacharozy a-D-glukopiranozylo-l,2-b-D-fruktofuranoza. Im większa cząsteczka oligosacharydu, tym dłuższa i bardziej złożona jest jego nazwa racjonalna. Stąd też uzasadnione jest stosowanie krótkich nazw zwyczajowych.      W cząsteczkach disacharydów redukujących spotykamy dalsze możliwości izomeru. Oprócz wiązania 1,4, może mieć miejsce również tworzenie się wiązań 1,6. Takie wiązanie 1,6 występuje w składającej się z dwóch reszt b-D-glukozy cząsteczce gencjobiozy.