Table of contents

1 Aufbau 2 Räumliche Struktur 3 Photosynthese

Aufbau

Jeder Einfachzucker besteht aus einer Kette von C-Atomen (C für Kohlenstoff). Nach der Anzahl der Kohlenstoffatome spricht man von Pentosen, Hexosen oder Heptosen (für fünf, sechs oder sieben Atome). Der kleinste Einfachzucker hat drei Kohlenstoffatome. Nach oben ist die Länge prinzipiell unbegrenzt, aber in der Natur kommen maximal Einfachzucker mit acht Kohlenstoffatomen vor.

Weiter ist an einem der Kohlenstoffatome ein O-Atom (O für Sauerstoff) per Doppelbindung angelagert. Falls dieses Kohlenstoffatom am Ende der Kette liegt, ist der Einfachzucker ein Aldeyhd, bei einem Kohlenstoffatom im Inneren der Kette liegt ein Keton vor. Demgemäß heißen die betreffenden Zucker Aldosen und Ketosen. Bei Hexosen spricht man entsprechend von Aldohexosen oder Ketohexosen.

Alle anderen Kohlenstoffatome haben ein H-Atom (H für Wasserstoff) und eine OH-Gruppe angebunden. In dem Sinne sind alle Einfachzucker also Alkohole.

Aus dem beschriebenen Aufbau der Einfachzucker ist ihre Summenformel ersichtlich: C_nH_2nO_n.

Räumliche Struktur

Neben der Position der O-Gruppe in der Kohlenstoffkette spielt auch die räumliche Anordnung der OH-Gruppen eine wichtige Rolle. Bei einer Aldohexose beispielsweise sind vier der Kohlenstoffatome je nach einer 'rechts' oder 'links' angebrachten OH-Gruppe unterscheidbar. Insgesamt gibt es somit 2⁴=16 verschiedene Stereoisomere einer Aldohexose, die sich im Stoffwechsel und in der optischen Aktivität unterscheiden.

Weiterhin kommen die Einfachzucker auch in Ringformen vor. Die Ringform ist sogar die am häufigsten vorkommende räumliche Struktur; sie lässt sich aus der Kettenform ableiten. Hierbei findet eine Bindung der O-Gruppe an ein C-Atom mit einer OH-Gruppe statt. Das O-Atom ist dabei immer Teil des Ringes, und nicht alle C-Atome liegen im Ring. Um die ganze Struktur der Einfachzucker noch weiter zu verkomplizieren, gibt es für einen gegebenen Einfachzucker im allgemeinen zwei verschiedene Ringstrukturen.

Photosynthese

Der Ausgangspunkt aller Einfachzucker in Lebewesen ist die Photosynthese. Während dieses Prozesses wird unter Nutzung der Sonnenenergie aus CO₂ (Kohlendioxid) und den im H₂O (Wasser) enthaltenen Wasserstoffatomen Zucker aufgebaut. Bei der dazu erforderlichen Wasserspaltung wird als Abfallprodukt Sauerstoff freigesetzt.