Рамановская и инфракрасная спектроскопия углеводов: обзор

Углеводы широко распространены в природе и являются важными компонентами живых организмов. Их часто упоминают при изучении биологических систем и обсуждении их функционирования. Однако до сих пор, в отличие от других биомолекул, не создана база данных колебательных спектров углеводов и их отнесения. В этом обзоре собраны и проанализированы спектры FT-Raman и ATR FT-IR для 14 углеводов в твёрдом состоянии; для всех спектров выполнено отнесение полос. По химическому строению углеводы разделяют на четыре группы, в соответствии с которыми организован обзор. Сначала рассмотрены простейшие молекулы — моносахариды (D-(−)-рибоза, 2-дезокси-D-рибоза, L-(−)-арабиноза, D-(+)-ксилоза, D-(+)-глюкоза, D-(+)-галактоза и D-(−)-фруктоза) и дисахариды (D-(+)-сахароза, D-(+)-мальтоза и D-(+)-лактоза), затем более сложные соединения — трисахарид D-(+)-раффиноза и полисахариды амилопектин, амилоза и гликоген. Спектры комбинационного рассеяния и инфракрасные спектры получены во всём спектральном диапазоне и рассмотрены по отдельным областям: область V (3600–3050 см⁻¹), область IV (3050–2800 см⁻¹) и область II (1200–800 см⁻¹), соответствующие валентным колебаниям связей O–H, C–H и C–O/C–C; область III (1500–1200 см⁻¹) и область I (800–100 см⁻¹), в которых преобладают деформационные колебания связей C–H и групп C–C–O соответственно. Хотя колебательные спектры сахаридов значительно менее специфичны, чем спектры других биомолекул, например липидов или белков, для изученных соединений можно выявить маркерные полосы и связать их с особенностями структуры.