- •Лекция №20.
- •Биологическая роль.
- •Классификация углеводов.
- •Все углеводы можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы.
- •Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.
- •Сложные углеводы – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.
- •Моносахариды.
- •Структура моносахаридов.
- •I. Реакции с участием альдегидной группы глюкозы, т.Е. Свойства глюкозы как альдегида.
- •1. Реакция «серебряного зеркала».
- •2. Окисление гидроксидом меди (II) при нагревании:
- •II. Реакции глюкозы с участием гидроксильных групп (т.Е. Свойства глюкозы как многоатомного спирта).
- •Важнейшие представители моносахаридов.
- •Применение глюкозы.
- •Химические свойства дисахаридов.
- •Сахарат меди (раствор ярко-синего цвета)
- •3. Все дисахариды гидролизуются с образованием моносахаридов:
- •Cахароза α-Глюкоза β-Фруктоза
- •Полисахариды.
- •Крахмал.
- •Амилоза.
- •Амилоза
- •Амилопектин.
- •Разветвленное строение молекулы амилопектина
- •Химические свойства крахмала.
- •Применение крахмала.
- •Биологическая роль крахмала. Гликоген.
- •Превращение крахмала в организме человека и животных.
- •Целлюлоза, или клетчатка.
- •Структурное звено целлюлозы
- •Различия в строении и свойствах крахмала и целлюлозы.
- •Химические свойства целлюлозы.
- •Применение целлюлозы.
II. Реакции глюкозы с участием гидроксильных групп (т.Е. Свойства глюкозы как многоатомного спирта).
а) Качественная реакция, доказывающая, что глюкоза многоатомный спирт.
Взаимодействие с Cu (OH)2 на холоду с образованием глюконата меди (II) (качественная реакция на глюкозу как многоатомный спирт).
О O О О
// \\ // \\
С С С С
\ / \ /
H H Н Н
НO—С—Н Н— С—ОН НО—С—Н
Н—С —ОН │ │ │
│ Н—С —OН НО—С—Н Н—С—ОН
НО—С —Н │ │ Н Н │
│ + Cu (OH)2↓ + НO—С —Н -H2O Н—С—О О—С—Н
Н—С —ОН │ │ Cu │
│ НO— С —Н Н— С—О О— С—Н
Н—С —ОН │ │ │
│ СН2ОН СН2ОН СН2ОН
СН2ОН
Глюкоза Глюкоза Глюконат меди (II)
(темно-синий раствор)
б) Взаимодействие с ангидридами или галогенангидридами кислот с образованием сложных эфиров:
СН2ОН СН2ОАс
О O О
Н Н // t˚ Н Н
Н + 5CH3 - C Н + 5НCl
ОН Н \ ОАс Н
Cl
ОН ОН ОАс ОАс
Н ОН Н ОАс
α-Глюкоза Хлорангидрид Пентаацетил-
уксусной к-т. α-глюкоза
(пентаацетат-
α-глюкозы)
СН2ОН СН2ОCH3
О О
Н Н Ag2O Н Н
Н + 5СН3I Н + 5НI
ОН Н ОCH3 Н
ОН ОН H3CО OCH3
Н ОН Н ОCH3
α-Глюкоза Пентаметил-α-
глюкоза
Реакция происходит в присутствии Ag2O для связывания выделяющегося при реакции HI.
Взаимодействие со спиртами с образованием гликозидов.
Гликозиды – это производные углеродов, у которых гликозидный гидроксил замещен на остаток какого-либо органического соединения. В случае глюкозы гликозиды называются глюкозидами. Связь между углеводным остатком и остатком другого компонента называется гликозидной.
СН2ОН СН2ОH
О О
Н Н HCl(газ) Н Н
Н + СН3OH Н + Н2O
ОН Н1 t˚ ОH Н
ОН ОН ОH O - CH3
Н ОН
α- Глюкоза Н ОН
Метил-α-глюкозид
В данных условиях в реакцию вступает только гликозидный гидроксил, спиртовые гидроксильные группы в реакции не участвуют.
Гликозиды играют чрезвычайно важную роль в растительном и животном мире. Существует огромное число природных гликозидов, в молекулах которых с атомом С (1) глюкозы связаны остатки самых различных соединений.
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 – сложный многостадийный биохимический процесс. Ниже приводятся лишь суммарные уравнения различных типов брожения глюкозы.
1.Спиртовое брожение:
Ферменты дрожжей
С6Н12О6 ————————→ 2С2Н5ОН + 2СО2↑
Глюкоза Этиловый
спирт
2. Маслянокислое брожение:
Ферменты
С6Н12О6 ——————→ СН3— СН2— СН2— СООН + 2Н2↑ + 2СО2↑
Масляная кислота
3. Молочнокислое брожение:
Ферменты
С6Н12О6 —————→ 2СН3—СН—СООН
│
ОН
Молочная кислота ( образуется в организмах
высших животных при мышечных сокращениях )
4. Лимоннокислое брожение:
СООН
Ферменты │
С6Н12О6 + 3[О] ————→НООС—СН2—С—СН2—СООН + 2Н2О
│
ОН
Лимонная кислота