(三)环状结构的哈沃斯式和构象式
上述直立的环状费歇尔投影式,虽然可以表示单糖的环状结构,但还不能确切地反映单糖分子中各原子或原子团的空间排布。为此哈沃斯提出用透视式来表示。哈沃斯将直立环式改写成平面的环式。因为葡萄糖的环式结构是由五个碳原子和一个氧原子组成的杂环,它与杂环化合物中的吡喃相似,故称作吡喃糖。连在环上的原子或原子团分别写在环的上方和下方以表示其位置的排布。现将开链的费歇尔投影式改写为哈斯沃式的过程表示如下:
书写哈斯沃式时常省略成环的碳原子,并把朝前面的三个C-C键用粗实线表示。
对D型葡萄糖来说,直立环式右侧的羟基,在哈 斯式中处在环平面下方;直立环式中左侧的羟基,在环平面的上方。成环时,为了使 C-5上的羟基与醛基接近。C(4)-C(5)单键须旋转120°。因此,D型糖末端的羟甲基即在环平面的上方了。C-1上新形成的半缩醛羟基在环平面下方者为α型;在环平面上方者称为β型。
几种重要单糖的哈 沃斯式如下:
把具有呋喃环结构的糖称为呋喃糖。
事实上,形成吡喃环的各个原子,并不完全在一个平面上,而是以较稳定的椅型构象存在。因此,为了更合理地反映其结构,现在常用构象式来表示。α-D-和β-D-葡萄糖的构象式如下:
α-D- 吡喃葡萄糖除C-1上的-OH连在α键上,其它三个碳上的-OH和-CH2OH都连在e键上,而β-D吡喃葡萄糖C-1上的-OH及所有比较大的原子团(-OH,-CH2OH)都连在e键上,因而β型的构象更为稳定。故在溶液中达到平衡时,β型占64%,而α型仅占36%。