بالرغم من أن هناك تفاعلات توحي بأن الجلوكوز (كمثال على أحادية التسكر) مفتوح الصيغة ويحتوي على مجموعة الدهيدية، إلا أن هناك تفاعلات مميزة للألدهيدات مثل عدم تحقق اختبار شیف Schiff's test. هذا الفشل جعل العالم تولينز Tollens في عام 1883م أن يقترح تركيباً حلقياً للجلوكوز على شكل أسيتال. ولكن هذا الاقتراح لم يكن معقولاً وذلك لأنه من المعروف عدم ثبات الهيمي أسيتال. وفي عام 1893م، قام العالم فيشر Fischer بمحاولة تحويل الجلوكوز إلى ثنائي ميثل أسيتال وذلك بمعاملته بالميثانول في وجود غاز كلوريد الهيدروجين الجاف طبقاً للتفاعل الآتي:

يلاحظ أن كل جزىء من الألدهيد يحتاج إلى جزيئين من الكحول. ولكن الجلوكوز يعطي عند تفاعله مع الميثانول مركباً يطلق عليه ميثل . يحتوي على مجموعة ميثل واحدة فقط ولكن له نفس خواص الاسيتال. حيث أن مجموعة الهيدروكسيل الأخرى تأتي من جزىء السكر نفسه.

هذا التركيب الحلقي المقترح ، لميثل - جلوكوزيد، يجعل ذرة الكربون رقم (1) غير متماثلة. وقد وجد فعلاً أنه ينتج من تفاعل الجلوكوز وكحول الميثل، متشابهين (مماكبين) ضوئيين من الجلوكوزيد يطلق على أحدهما ألفا (α) والآخر بيتاً (ß). كذلك الكربوهيدرات أحادية التسكر الأخرى تتفاعل مع الميثانول في وجود كلوريد الهيدروجين الجاف لتكون ألفا، بيتا جليكوزيد Glycoside مثل ریبوزايد وجالكتوزيد وغيرهما.

التركيب الحلقي لميثل جلوكوزيد قد لا يكون دليلاً قاطعاً لتكوين تركيب حلقي مماثل للجلوكوز ولكن فشل الجلوكوز للخضوع لتفاعلات خاصة للألدهيدات بالتأكيد يؤدي إلى القول بأن هناك همي أسيتال حلقي للجلوكوز. كما أن هناك دليلاً آخر يدل على أن الجلوكوز يوجد على شكل حلقي حيث أمكن فصل متشابهين للجلوكوز اليميني glucose (+)D إذ عند بلورته من الكحول والماء عند درجة حرارة أقل من 30مْ يتكون متشابه جلوكوز له دوران نوعي + 112 ْ

ويسمى α-D (+) - جلوكوز. أما المتشابه الآخر فله دوران

نوعي+ْ19 ويسمىß-D (+) جلوكوز ويمكن الحصول عليه عندما يبخر المحلول المائي للجلوكوز عند درجة حرارة أعلى من 98 مْ كما أنه عند اذابة ألفا جلوكوز اليميني في الماء، يقل دورانه النوعي تدريجياً من + ْ112 إلي + 52 ْأما البيتا - جلوكوز فإن الدوران النوعي لمحلوله في الماء يرتفع تدريجيا من الك + 19 ْ إلى + 52 ْهذه الظاهرة تسمى بالدوران التلقائي Mutarotation. هذا المحلول المتزن الذي دورانه النوعي + 52 ْ يمكن تبخيره عند درجة حرارة أعلى من 98 ْ للحصول على بيتاً ـ جلوكوز نقي كما أنه ممكن تركيزه عند درجة حرارة أقل من 30 ْم للحصول على ألفا جلوكوز نقي. أن ألفا، بيتا - هذا يبين جلوكوز يختلفان فقط عند ذرة الكربون رقم (1). حيث أنه لا يمكن لصيغة الجلوكوز المفتوحة أن تعبر عن إمكانية وجود ألفا، بيتا – جلوكوز. ولكن هذا يمكن شرحه بسهولة على أساس الصيغة الحلقية للجلوكوز (الهيمي أسيتال الحلقي). وكما أشرنا سابقاً فعند إذابة ألفا أو بيتا جلوكوز في الماء يتحول أحدهما إلى الآخر، ويتم هذا التحول خلال الصيغة المفتوحة (الألدهيد الحر).

والآن بقي أن نحدد حجم الحلقة، بمعنى آخر أي ذرات الأكسجين في السلسلة الكربونية هي التي تكون مرتبطة بذرة الكربون رقم (1) في الجلوكوز الحلقي (الهيمي أسيتال الحلقي). وقد وجد بالتجربة أن الحلقة سداسية الأضلاع، أن الحلقة الأكسيدية هي بين ذرتي الكربون رقم (1) ورقم (5) وتسمى بمعنى حلقة بيرانوزية Pyranose وذلك لاشتقاقها من مركب البيران Pyran. أما الكربوهيدرات التي تتكون من حلقة خماسية، كما في حالة بعض الكيتوزات (حيث ترتبط ذرتا الكربون 2,5(  تسمى بحلقة فيرانوزية نسبة إلى مركب الفيوران

مواضيع ذات صلة

الكربوهيدرات عديدة التسكر Polysaccharides

السيلوبيوز Cellobiose ( + )

اللاكتوز Lactose(+)

السكروز Sucrose (+)

المالتوز Maltose (+)

الكربوهيدرات قليلة التسكر

تحضير رف وفوهل Ruff Wohl synthesis

تحضير كيلياني وفيشر Kiliani-Fischer synthesis

التفاعل مع فينل - هيدرازين

الأكسدة

الخواص الفيزيائية للكربوهيدرات أحادية التسكر

التمثيل الحلقي الفراغي للكربوهيدرات