Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Подвижное равновесие между взаимнопревращающимися структурными изомерами (таутомерами) называется таутомерией



Циклические формы принято изображать перспективными формулами Хеуорса. Для перехода от формул Фишера к формулам Хеуорса нужно знать следующие правила:

- Изображаем цикл в виде плоского многоугольника. Нумерацию атомов углерода в цикле производим по часовой стрелке (символы атомов углерода обычно не записывают);

- Атомы и группы атомов, которые в формуле Фишера находятся справа от цепи, в формуле Хеуорса располагаются под плоскостью цикла, и наоборот.

В циклических формах моносахаридов появляется еще один асимметрический атом углерода (С-1 у альдоз и С-2 у кетоз), который называется аномером. Изомеры углеводов, отличающиеся расположением атомов и групп атомов у аномерного атома углерода, называются аномерами. Стереоизомер, в котором группа –ОН у аномерного атома углерода располагается под плоскостью цикла, называется α-аномером, а с противоположным расположением ОН-группы называется β-аномером. Переход от одного аномера к другому возможен только через промежуточное образование ациклической формы моносахарида.

Таким образом, в растворе глюкозы присутствуют различные таутомерные формы, находящиеся в динамическом равновесии.

Важнейшей кетогексозой является D-фруктоза. Для циклической формы фруктозы характерны фуранозные структуры.

 

3. Химические свойства моноз.

 

Химические свойства моноз, обусловленные:

а) альдегидной группой;

б) гидроксогруппами.

Моносахариды – это соединения со смешанными функциями. Химические свойства обусловлены наличием:

- карбонильной группы в открытых формах моносахаридов;

- спиртовых гидроксильных групп и в открытых, и в циклических формах моносахаридов;

- полуацетальной гидроксильной группы в циклических формах моносахаридов.

I. Реакции с участием альдегидной группы глюкозы:

- восстановление (гидрирование) с образованием многоатомного спирта;

- окисление.

Глюкоза легко окисляется. В зависимости от характера окислителей получаются различные продукты:

а) окисление под действием слабых (мягких) окислителей с образованием глюконовой кислоты; к ним относятся качественные реакции на глюкозу как альдегида – реакция «серебряного зеркала» и реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II);



б) окисление под действием сильных окислителей (например, азотной кислоты) с образованием двухосновной глюкаровой кислоты – HOOC–(CHOH)4–COOH.

II. Реакции глюкозы с участием гидроксильных групп (т.е. свойства глюкозы как многоатомного спирта):

- взаимодействием со свежеосажденным гидроксидом меди (II) на холоде с образованием глюконата меди (II) – качественная реакция на глюкозу как многоатомный спирт;

- взаимодействие с ангидридами или галогенангидридами кислот с образованием сложных эфиров (с участием всех пяти гидроксогрупп, например, образование пентаацетил-α-глюкозы);

- взаимодействие с галогеналканами с образованием простых эфиров, например, пентаметил-α-глюкозы;

- взаимодействие со спиртами с образованием гликозидов – по полуацетальному гидроксилу.

III. Брожение (ферментация) моносахаридов.

Брожение – это расщепление моносахаридов под влиянием биологических катализаторов – ферментов, вырабатываемых микроорганизмами. Разные микроорганизмы вызывают различные виды брожения. Название вида брожения определяется названием образующихся продуктов брожения. Брожение – это сложный биохимический процесс, который можно выразить лишь суммарными уравнениями, например, брожение глюкозы.



- Спиртовое брожение:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2↑ (ферменты дрожжей)

- Маслянокислое брожение:

C6H12O6 → CH3–CH2–CH2–COOH + 2H2↑ + 2CO2↑ (ферменты)

- Молочнокислое брожение:

C6H12O6 → 2CH3–CH(OH)–COOH (ферменты, молочная кислота)

- Лимоннокислое брожение:

C6H12O6 + 3[O] → HOOC–CH2–C(COOH)(OH)–CH2–COOH + 2H2O (ферменты)

 


Биологическая роль глюкозы и фруктозы.

 

D-глюкоза (виноградный сахар) широко распространена в природе: содержится в винограде и других плодах, в меде. Она является обязательным компонентом крови и тканей животных и непосредственным источником энергии для клеточных реакций. Уровень содержания глюкозы в крови человека постоянен и находится в пределах 0,08-0,11%. Во всем объеме крови взрослого человека содержится 5-6 г глюкозы. Такого количества достаточно для покрытия энергетических затрат организма в течение 15 минут его жизнедеятельности. При некоторых патологиях, например, при заболевании сахарным диабетом, содержание глюкозы в крови повышается, и избыток ее выводится с мочой. При этом количество глюкозы в моче может возрасти до 12% против обычного – 0,1%.

D-фруктоза (фруктовый сахар) в свободном виде содержится в фруктах, меде. Входит в состав сахарозы и полисахарида инулина. Ценный питательный продукт.

 

4. Олигосахариды (сахароза, мальтоза, лактоза): строение, свойства.

 

Олигосахариды (oligos – «малый») – низкомолекулярные сахароподобные углеводы, содержащие от 2 до 10 остатков моносахаридов (обычно гексоз), соединенных гликозидными связями.

Простейшими из них являются дисахариды.

Дисахариды – продукты конденсации двух моносахаридов.

Важнейшие природные представители: сахароза (тростниковый или свекловичный сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар). Все они имеют одну и ту же формулу C12H22O11, т.е. являются изомерами.

Дисахариды – типичные сахароподобные углеводы; это твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, имеющие сладкий вкус.

Строение:

1. молекулы дисахаридов могут содержать два остатка одного моносахарида или два остатка разных моносахаридов;

2. связи, образующиеся между остатками моносахаридов, могут быть двух типов:

а) связь, в образовании которой принимают участие полуацетальные гидроксилы обеих молекул моносахаридов, например, образование молекулы сахарозы;

б) связь, в образовании которой принимают участие полуацетальный гидроксил одного моносахарида и спиртовый гидроксил другого моносахарида, например, образование молекулы мальтозы из α-глюкозы (α-1,4-гликозидная связь), лактозы из β-галактозы и β-глюкозы (β-1,4-гликозидная связь), целлобиоза из β-глюкозы (β-1,4-гликозидная связь).

Отсутствие или наличие в молекулах дисахаридов полуацетального гидроксила существенно отражается на их свойствах.

 

Химические свойства:

1. дисахариды, в молекулах которых сохраняется полуацетальный гидроксил (мальтоза, лактоза, целлобиоза), в растворах частично превращаются в открытые альдегидные формы и вступают в реакции, характерные для альдегидов, в частности в реакцию «серебряного зеркала»; их называют восстанавливающими (восстанавливают Cu(OH)2, Ag2O); дисахариды, в молекулах которых нет полуацетального гидроксила (сахароза) и которые не могут переходить в открытые карбонильные формы, называются невосстанавливающими;

2. все дисахариды являются многоатомными спиртами, для них характерны свойства многоатомных спиртов (образование простых и сложных эфиров), они дают качественную реакцию на многоатомные спирты;

3. все дисахариды гидролизуются с образованием моносахаридов, например, при гидролизе сахарозы образуются глюкоза и фруктоза; в живых организмах гидролиз идет под действием ферментов.

5. Полисахариды: крахмал, клетчатка, гликоген. Химические свойства.

 


Просмотров 453

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!