二糖類

1グリコシド結合

二糖は2分子の単糖が脱水縮合によって結合した構造をもちます。このとき形成される C-O-C 結合をグリコシド結合といいます。

グリコシド結合はどの炭素の -OH 同士が結合するかによって種類が異なります。例えば C1 の -OH と C4 の -OH が結合すると「1,4-グリコシド結合」と呼びます。また、単糖の立体配置（α 形か β 形か）も結合に引き継がれる（α-1,4 結合、β-1,4 結合など）。

二糖の分子式はいずれも C₁₂H₂₂O₁₁ であり、無色の結晶で水に溶けやすく甘みをもつものが多いです。

2マルトース（麦芽糖）

マルトース（麦芽糖）C₁₂H₂₂O₁₁ はデンプンが酵素アミラーゼで加水分解されるときに生じる二糖です。麦芽（発芽した大麦）に多く含まれます。

構造

マルトースはα-グルコース2分子が α-1,4-グリコシド結合 で連結した構造をもちます。C1 の α-OH と別のグルコースの C4 の -OH が脱水縮合します。

• 結合に使われた C1 側は固定されているが、もう一方のグルコースの C1 の -OH はヘミアセタール構造として残っている
• そのため鎖状構造（アルデヒド型）に開環でき、還元性あり

加水分解

3スクロース（ショ糖）

スクロース（ショ糖・砂糖の主成分）C₁₂H₂₂O₁₁ は最も身近な二糖であり、サトウキビやテンサイから得られます。

構造

スクロースはα-グルコースの C1 の -OH と β-フルクトースの C2 の -OH が脱水縮合した構造をもつ（α-1,β-2 グリコシド結合）。

この結合は両方の単糖のヘミアセタール構造（還元性を示す部位）どうしが使われて形成されます。そのため、スクロースは水溶液中で鎖状（アルデヒド型）構造に開環できず、還元性なし（非還元糖）です。

転化糖

スクロースを希硫酸または酵素（スクラーゼ・インベルターゼ）で加水分解すると、グルコースとフルクトースが 1:1 で得られます。この混合物を転化糖といいます。

転化糖はスクロースよりも甘みが強く（フルクトースが甘いため）、その水溶液は還元性を示す（グルコース・フルクトースともに還元糖）。

4ラクトース（乳糖）

ラクトース（乳糖）C₁₂H₂₂O₁₁ は哺乳類の乳に含まれる二糖であり、乳児の主要なエネルギー源として重要です。

• 構成単糖：β-ガラクトース + グルコース（β-1,4-グリコシド結合）
• グルコース側のヘミアセタール構造が残っているため還元糖
• 加水分解するとガラクトースとグルコースが生じる（触媒：希硫酸または酵素ラクターゼ）

5セロビオース

セロビオース C₁₂H₂₂O₁₁ はセルロースを加水分解するときに生じる二糖です。

• 構成単糖：β-グルコース 2 分子（β-1,4-グリコシド結合）
• 一方のグルコースのヘミアセタール構造が残っているため還元糖
• マルトースとの違い：同じ「グルコース2分子の二糖」だが、マルトースが α-1,4 結合であるのに対し、セロビオースは β-1,4 結合

Glc=グルコース、Fru=フルクトース、Gal=ガラクトース

6この章を俯瞰する

• 単糖との関係 → 22-1「単糖類」：マルトース・スクロース・ラクトースはいずれも特定の単糖の組み合わせ。構成単糖と結合様式を理解することが出発点。
• 多糖との関係 → 22-3「多糖類」：デンプン（α-1,4・α-1,6）もセルロース（β-1,4）もグリコシド結合の延長。二糖で学んだ結合様式がそのまま多糖に展開されます。
• 酵素の基質特異性 → 22-5「タンパク質」：マルターゼはマルトースだけを、ラクターゼはラクトースだけを分解します。酵素の基質特異性の典型例です。
• 酸化還元・フェーリング反応 → 20-2「アルデヒドとケトン」：還元糖の判定に使うフェーリング液の反応はアルデヒドの酸化反応。還元糖＝ヘミアセタール構造からアルデヒドが生じる糖、という理解で一本化できます。

7まとめ

• 二糖は単糖2分子の脱水縮合（グリコシド結合）で生じます。分子式 C₁₂H₂₂O₁₁
• マルトース：α-Glc+Glc、α-1,4 結合、還元糖、デンプン加水分解で生じる
• スクロース：α-Glc+β-Fru、α-1,β-2 結合、非還元糖。加水分解で転化糖（Glc+Fru）
• ラクトース：β-Gal+Glc、β-1,4 結合、還元糖、乳に含まれる
• セロビオース：β-Glc+Glc、β-1,4 結合、還元糖、セルロース加水分解で生じる
• 還元性の判断：グリコシド結合後にヘミアセタール構造が残っているか

8確認テスト

9入試問題演習

A 基礎レベル

B 標準レベル

C 発展レベル