D-核酮糖（D-Ribulose）是一種五碳酮糖，化學式為C?H??O?，屬于戊酮糖家族，以下是關于它的詳細介紹：

一、物理化學性質

• 外觀：糖漿狀，也有描述為固體/粉末。

• 密度：1.5 g/cm3。

• 沸點：469.1℃。

• 閃點：251.6℃。

• 折射率：1.545。

• 蒸汽壓：0.0 mmHg（25℃）。

• 比旋光度：D2? -15°（c = 0.5 in water）。

• 儲存條件：需在2-8℃條件下冷藏保存。

結構式：

二、化學結構與異構體

• 結構特點：D-核酮糖的分子中第二位碳為酮基（C=O），其余為羥基（-OH）。

• 異構體：D-核酮糖是L-核酮糖的對映體，主要以D-形式存在。它也是D-核糖的酮式異構體，在堿性條件下易發生異構化，生成D-阿拉伯糖或D-木糖。

三、生物代謝與功能

• 磷酸戊糖途徑（PPP）：D-核酮糖是PPP的關鍵中間產物，參與細胞的能量代謝和生物合成。在PPP中，D-核酮糖可轉化為D-木酮糖-5-磷酸或D-核糖-5-磷酸，為細胞提供核糖-5-磷酸（用于核苷酸合成）和NADPH（用于生物合成和抗氧化）。

• 光合作用：在植物光合作用的卡爾文循環中，D-核酮糖由核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）催化生成，參與CO?的固定和碳水化合物的合成。

• 糖異生途徑：D-核酮糖還可通過糖異生途徑轉化為葡萄糖，維持血糖穩定。

四、制備方法

• 化學合成法：

• 以D-阿拉伯糖為原料，在堿性條件下（如氫氧化鈣催化）發生Lobry de Bruyn–Van Ekenstein重排，生成D-核酮糖。

• 也可通過1,3-二羥基丙酮和羥乙醛等原料進行化學合成。

• 生物轉化法：

• 利用D-核糖異構酶將D-核糖轉化為D-核酮糖。

• 利用微生物或酶催化木糖、木糖醇等底物轉化為D-核酮糖。

• 固定化酶催化法：通過擴增、發酵生產D-核酮糖代謝途徑中所需的系列酶，對酶進行純化和固定，再加入起始原料合成D-核酮糖。

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