Мукополисахариды

Полисахариды, составляющие основу тканей (хрящей, сухожилий костей, кожи), состоят из повторяющихся звеньев производных биоз. В состав этих биоз входят следующие производные моносахаридов: N-ацетил-D-глюкозамин, его сульфат и N-ацетилгалактозамин, D-глюкуроновая и D-идуроновая кислоты, D-галактоза. Представителем мукополисахаридов является гиалуроновая кислота, дисахаридный фрагмент которой состоит из D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина, связанных β(1→3) - гликозидной связью, между дисахаридными остатками - β(1→4)- гликозидные связи:

Контрольные вопросы

1. Классификация дисахаридов. Восстанавливающие дисахариды: мальтоза, лактоза, целлобиоза. Строение. Таутомерные превращения.

2. Мутаротация. Химические свойства: гидролиз, реакции многоатомных спиртов, реакции окисления и восстановления, реакции с участием полуацетального гидроксила.

3. Невосстанавливающие дисахариды: сахароза. Строение. Химические свойства: инверсия сахарозы, реакции многоатомных спиртов.

4. Гомополисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза. Строение и биологическая роль. Химические свойства: гидролиз, качественная реакция на крахмал, образование сложных эфиров целлюлозы.

5. Гетерополисахариды: гиалуроновая кислота. Строение и бироргическая роль

Типовые задания

Задание 1. Докажите восстанавливающую способность мальтозы, записав уравнение реакции « серебряного зеркала».

Решение. Биозы или дисахариды делятся на две группы – восстанавливающие и невосстанавливающие биозы.

Восстанавливающие биозы – это биозы, способные проявлять восстановительные свойства при взаимодействии с Сu(ОН)₂ или реактивом Толленса при нагревании. В результате реакции оксиления образуются бионовые кислоты.

Задание 2. В результате полного кислотного гидролиза соединения, имеющего брутто-формулу C₁₃H₂₅O₁₁, образовались два моносахарида, изомерных по С-4, и низкомолекулярное легколетучее соединение с неприятным запахом. Установите возможную структурную формулу вещества, если известно, что один из моносахаридов является структурным компонентом крахмала и целлюлозы, а после проведения гидролиза раствор стал мутаротировать. Напишите схему гидролиза.

Решение. Структурным компонентом крахмала и целлюлозы является D-глюкопираноза, а ее изомером по С-4  D-галактопираноза. Эти моносахариды могут образовывать дисахарид лактозу C₁₂H₂₂O₁₁. Отсутствие мутаротации исходного раствора и наличие «лишнего» углеродного атома в брутто-формуле исходного соединения позволяют предположить, что гидролизу подвергается метилгликозид лактозы:

Неприятный запах раствору придает метанол.

Задание 3. Какая реакция является качественной для обнаружения крахмала?

Решение. Качественная реакция – окрашивание при добавлении I₂: для амилозы – в синий цвет, для амилопектина – красный цвет. Молекулы I₂ проникают в спиралевидные молекулы амилозы и амилопектина, образуя окрашенные соединения – клатраты.

Задание 4. Приведите примеры реакций этерификации целлюлозы.

Решение. Образование сложных эфиров целлюлозы:

тринитрат целлюлозы

(нитроцеллюлоза)

Нитроцеллюлоза взрывоопасна, составляет основу бездымного пороха. Пироксин – смесь ди- и тринитратов целлюлозы, используют для изготовления целлулоида, коллодия, фотопленок, лаков.

смесь ацетатов и диацетатов с частичным расщеплением цепей

триацетат целлюлозы

Полученную после частичного гидролиза субстанцию используют для приготовления волокон ацетатного шелка (пропускание через фильеры раствора в ацетоне) или фотопленки.