Добавил:

Pomidorka_Cherry Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Волгоградский государственный медицинский университет

Предмет:

Химия

Файл:

Основные классы органических соединений

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

26.11.2022

Размер:

743.24 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 65 6 > Следующая >>>

CH OH

CH2OH

N=NHC6H5

NNHC H

-H2O

CH2OH

N=NHC H

NNHC6H5

озазон лактозы

Алкилирование.

Все

дисахариды образуют полные

эфиры при

простыеЧ

действии сильных алкилирующих реагентов (галогеналканов, алкилсульфатов).

При действии слабых алкилирующих реагентов (спиртови) в реакции участвует

только полуацетальный гидроксил восстанавливающих дисахаридов.

CH OH

CH2OH

C2H5OH (HCl)

-H2O

α-целлобиоза

CH2OH

CH2OCH3

7(CH3)2SO4

OCH

OCH3

-7CH HSO

H3CO

OC H

OC2H5

OCH3

этил-α-целлобиозида

гептаметил-α-этилцеллобиозид

При гидролизе алкилированных производных дисахаридов расщепляются

только кгликозидные связи:

CH OCH

CH2OCH3

2H2O (H+, t)

OCH3

-C2H5OH

OCH3

H3CO

OC H

OCH3

OCH

OCH3

2,3,4,6-тетраметил-

2,3,6-триметил-

β,D-глюкопираноза

α,D-глюкопираноза

4. Ацилирование. При действии ангидридов и галогенангидридов карбоновых кислот во всех гидроксильных группах дисахаридов водород замещается на ацил.

CH2OH

H3C

+ 8

-8CH3COOH

H3C

CH2OH

сахароза

CH2OAc

CH2OAc O

OAc

CH2OAc

OAc

октаацетилсахароза

H3C

где Ac =

Гидролиз. При нагревании в присутств

а также под

тминеральных кислот,

действием ферментов дисахариды легкоргидролизуются.

При

гидролизе сахарозы

сахара

становится

правовращающий раствор

левовращающим, поэтому гидролиз сахарозы получил название инверсии (от

лат. – перевѐртывание). Удельное вращение водного раствора сахарозы [α]

+66,5˚. При гидролизетсахароза превращается в равномолекулярную смесь D-

. Фруктоза обладает более сильным левым вращением

глюкозы и D-фруктозыа

[α]

= -92˚, чем глюкоза правым [α] = + 52,7˚, поэтому раствор гидролизован-

имеет левое вращение [α] D = -39,3˚.

ной сахарозык

CH2OH

H2O (H+; t)

CH2OH

сахароза [α]D= +66,5˚

CH2OH

H, OH +

OH, CH2OH

D-глюкопираноза

D-фруктопираноза

[α] D= +52,7˚

[α] D= -92˚

В связанном виде (в сахарозе) фруктоза находится в форме пятичленногош

в виде

цикла (фуранозного), а в свободном состоянии – преимущественнор

шестичленного (пиранозного).

Смесь глюкозы и фруктозы, полученную при

гидролизе сахарозы, называют инвертным сахаром или искусственным мѐдом.

6. Брожение. Дисахариды, как и моносахариды,

могутивступать в те или иные

виды брожения.

Например,

спиртовое брожение свойственно сахарозе,

мальтозе и не

подвергаются

ему

целлобиоза. Лактоза легко

лактоза и

сбраживается молочно-кислыми дрожжамиидо молочной кислоты, подвергается

также лимоннокислому брожению.

Контрольные вопросы и упражнения к теме «Дисахариды»

1. Какие углеводы называют дисахаридами?

2. По какому признаку делят дисахариды на два типа?

3. Назовите восстанавливающие дисахариды. Из каких остатков моносахаридов

состоят их молекулы?

Приведите пример невосстанавливающего дисахарида. Из остатков какихв

моносахаридов состоит его молекула?

Что такое инверсия? Инвертный сахар?

Способна ли сахароза к мутаротации?

В растворах

каких дисахаридов

существует

подвижное химическое

равновесие между цепной и циклическими формами?

Напишите

соединений: 1) 4-(α,D-

перспективные формулы следующихм

глюкопиранозил)-β,D-глюкопиранозы;

4-(β,D-глюкопиранозил)-α,D-

глюкопиранозы; 3)

4-(β,D-галактопиранозил)- α,D-глюкопиранозы; 4) 2-( α,D-

глюкопиранозил)- β,D-фруктофуранозида; 5) 4-(α,D-глюкопиранозил)-этил-β,D-

глюкопиранозида;

6) 4-(тетраметилн -β,D-галактопиранозил)-триметил- α,D-

этилглюкопиранозида.

целлобиозы.

Составьте схему циклооксотаутомериин

10. Напишите уравнениетреакции окисления лактозы бромной водой, реактивом

Фелинга.

получится при взаимодействии лактозы с метиловым

11. Какое веществос

спиртом в присутствии сухого хлороводорода? Мутаротирует ли оно в водной

среде?с

12.т Объясните, почему сахароза не вступает в реакции по карбонильной

группе.

13.

Напишите уравнение реакции сахарозы с избытком уксусного ангидрида.

Назовите полученное вещество.

14.Приведите уравнения реакций, при помощи которых можно отличить

водный раствор мальтозы от раствора сахарозы.

15.Сахарозу последовательно обработали: водным раствором серной кислоты при нагревании, затем избытком фенилгидразина. Составьте уравнения реакций.

16.Осуществите превращения согласно схеме:

C2H5OH (HCl)

CH3J (NaOH)

H SO (разб.), t

C6H5NHNH2

(изб.)

α-Мальтоза

+ F

17.

Составьте уравнения реакций соответственно схеме:

Лактоза → лактобионовая кислота

H2SO4 (разб.), t

А +

В.

18.

Напишите уравнения реакций согласно схеме:

бромная вода

диметилсульфат (изб.)

H2SO4

( азб.)

Целлобиоза

C + D.

ПОЛИСАХАРИДЫ

Полисахариды – самые распространѐнные в природе органические

вещества. Они представляют собой высокомолекулярные биополимеры,

построенные из огромного количества остатков моносахаридов. Молекулярная

масса у полисахаридов сильно различается, но чаще всего доходит до многих

десятков тысяч, сотен тысяч или даже миллионов.

По строению высшие

полисахариды,

подобно дисахаридам,

являютсяш

гликозидами,

так как каждый остаток моносахарида затрачивает на связь со

следующим полуацетальный гидроксил

взаимодействуетЧчаще всего с

гидроксилом в положении 4, а иногда 6 или 3.

Крахмал.

Крахмал –

самый

важный

распространѐнный

чрезвычайнои

полисахарид. Как резервное вещество он откладывается в больших количествах

в самых различных органах растений: в семенахт, клубнях, корнях, тканях и т.д.

Строение.

Макромолекулы

состоят из

остатков α,D-

крахмалаи

α-1,4-гликозид-гликозными связями.

глюкопиранозы, связанных между собойе

Различают две фракции крахмалан: амилозу и амилопектин. Амилоза имеет

линейные молекулы, почти неразветвлѐнныей

со степенью поликонденсации

α,D-глюкозы в крахмалах разных растений от 200 до 1000.

Фрагмент молекулытамилозы имеет строение:

CH OH

CH2OH

оПо данным рентгеноструктурного анализа, молекулы амилозы свѐрнуты в

связей. В

рспираль за счѐт образования внутримолекулярных водородных

каждом витке спирали содержится шесть остатков глюкозы. Внутри спиралевидной молекулы остаѐтся канал диаметром 0,5 нм, в котором могут располагаться подходящие по размеру молекулы, образуя особого типа комплексы – так называемые соединения включения.

Такое соединение амилоза образует с йодом, при этом раствор становится

синим. При нагревании окрашенного раствора он обесцвечивается, при

охлаждении через некоторое время синяя окраска снова появляется. Это

явление объясняют тем, что

при нагревании комплексы разрушаются, так как

разрываются

водородные связи и

спираль

раскручивается,

при охлаждении

протекают обратные процессы.

Молекулы

амилопектина

отличаются от

амилозы

большей

ст пвнью

поликонденсации

значительной

разветвлѐнностью. Количество

остатковш

глюкозы в молекуле амилопектина может достигать 36 000 (в с

рднем от 600

всего 24 – 28

до 6000). Расстояние между точками ветвления составляет чаще.

остатков глюкозы. Внутри цепей остатки

α-

α,D-глюкопиранозы соединены

α-1,6-гликозид-

1,4-гликозид – гликозными связями, а в местах ветвления -

гликозными связями.

Строение молекулы амилопектина можно пр дставить следующим образом:

CH OH

CH2OH

CH2

CH OH

CH2OH

Некоторая часть концевых остатков глюкозы этерифицирована фосфорной

не

превышает

0,03%,

кислотойс . В амилозе содержание фосфора

–

0,20 – 0,22%.

Амилопектин

с йодом

даѐт

фиолетово

–

амилопектинет

пурпурную окраску.

Содержание амилозы и амилопектина в крахмальных зѐрнах различных

растений неодинаковое. В среднем амилозы в крахмале содержится 15 – 25%,

остальное приходится на амилопектин. В то же время, крахмал, полученный из

восковидных

сортов

кукурузы,

риса

ячменя,

содержит

свыше

95%

амилопектина, а крахмал некоторых сортов гороха и кукурузы, наоборот,

содержит 50 – 75% амилозы. В крахмальном зерне амилоза располагается,

главным образом, внутри, а оболочка состоит из амилопектина.

Физические свойства.

Выделенный из растений крахмал имеет вид белого

аморфного порошка, похожего на пшеничную муку. В холодной воде, так же

как в спирте и эфире, ни амилоза, ни амилопектин не растворяются. В горячейо

воде амилоза

переходит

раствор,

амилопектин

набухает

и образуетв

клейстер. При долгом стоянии раствора амилозы наблюдается ретроградацияш

крахмала, состоящая в том, что из раствора выпадает осадок не растворимыйр

горячей

воде.

Это

явление объясняется

ассоциацией

нитевидных

длинных.

молекул амилозы, ориентированных параллельно друг другу, между которыми

возникают

дополнительные

связи,

например, водородные. Обе фракции

крахмала оптически активны.

Химические свойства.

Крахмал

полисахарид.

– невостанавливающий

макромолекулах амилозы и амилопектина имеется всего по одному свободному

полуацетальному гидроксилу,

который может в растворе дать альдегидную

группу.

Концентрация

групп в

растворе

крахмала

ничтожна,

альдегидныхн

поэтому

крахмал

не

реакцию

«серебряного

зеркала» и не

вступает в

восстанавливает гидроксиднмеди (II) и реактив Фелинга. Крахмал способен

вступать

ацилирования

за

счѐт

свободных

реакции талкилирования

обычно приходится по три на каждый

глюкозный

гидроксилов, которыха

остаток. Напримерс

CH2OH

CH2OCH3

+ 3nCH3Cl

Ag2O, t

-3nHCl

OCH3

крахмал

триметилкрахмал

Исключительно большое значение в природе и в технике имеет

гидролитическое расщепление крахмала до менее сложных соединений. Такое

разложение может происходить при нагревании обычного крахмала, а также

при кислотном или ферментативном гидролизе.

Кислотный

гидролиз

протекает

при

нагревании

разбавленными

минеральными

кислотами.

Гидролиз

крахмала

проходит

ступенчато

ос

образованием промежуточных продуктов, имеющих меньшую молекулярнуюв

массу. На первой стадии образуется

растворимый крахмал,

которогош

, в

отличие от исходного молекулы значительно меньше и легко растворяютсяр

воде. Дальнейший

гидролиз

даѐт ряд

промежуточных

–

.полисахаридов

декстринов,

различаемых

по

размеру

молекул,

в спирте,

растворимости

способности восстанавливать реактив Фелинга и цветом йодного окрашивания.

альтоза,

конечный продукт

При глубоком гидролизе образуется дисахарид

гидролиза – Д-глюкоза.

Схема гидролиза крахмала:

H2O (H+; t)

H O (H+; t)

(C6H10O5)n

H2O (H ; t)

(C H

O )

H2O (H ; t)

(C HвO )

n/2 C12H22O11

nC6H12O6

6 10 5 x

6 10 5 y

крахмал

растворимый

мальтоза

глюкоза

декстрины

крахмал

где n>x>y

широкое и разнообразное

применение

народном

Крахмал имеетд

–

главный вид углеводного питания человека и один из

хозяйстве. Крахмало

используется

для

производства

главных

в рационе животных. Крахмал

патоки, колбасы,

кулинарных

и кондитерских

изделий; для

глюкозыв ,

различных спиртов, ацетона, глицерина, молочной, лимонной и

производстваа

других кислот; для производства клеев, пластификаторов, загустителей и

многих других важных веществ.

Гликоген

(животный крахмал). Гликоген –

белый аморфный порошок,

растворяюшийся в воде. Водные его растворы опалесцируют. С иодом даѐт

окрашивание от красно – бурого до темно – красного, которое при кипячении

исчезает, а при охлаждении вновь появляется. При взаимодействии гликогена с

иодом наряду с процессом комплексообразования большое значение имеет

процесс адсорбции молекул J2

на поверхности боковых цепей. Если боковые

цепи в молекуле гликогена короткие, окраска приближается к бурой; если они

длинные, окраска тѐмно – красная.

В молекуле гликогена остатки α,D-глюкопиранозы в цепях соединеныо

α-1,4-гликозид –гликозными связями, а в местах ветвления – α-1,6-гликозидв

гликозными связями. В отличие от амилопектина, в молекуле гликогенашчисло

глюкозных

остатков

может

достигать

60 000, и

сильнее

молекула рщѐ

остатка,

разветвлена: между точками ветвления обычно три-четыре глюкозных.

а в боковых цепях семь –

девять остатков. Периферийная часть молекулы

гликогена

имеет более длинные ветви,

чем внутре няя. Пространственная

с диаметром около 10

конфигурация макромолекулы близка к шарообразнойм

нм.

Гликоген –

невосстанавливающий полисахарид. Легко подвергается

кислотному и ферментативному гидролизу. Под влиянием фермента амилазы в

органах и

тканях

гликоген

последовательно на декстрины,

гидролизуетсян

мальтозу и глюкозу.

При воздействии фермента фосфорилазы от гликогена

, и гидролиз

идѐт, минуя стадии декстринов и

отщепляется глюкозо-1-фосфатн

мальтозы.

Наиболее богаты гликогеном печень (до 20%) и мышцы – до 4% от сырого

является

резервным

углеводом

организма,

играющим

веса. Глик генс

важнейшую роль в его энергетическом балансе.

(клетчатка). Клетчатка

наиболее

распространенный в

сЦеллюлоза

тительном мире полисахарид, выполняющий структурные функции. Она

рас

является главной составной частью клеточных стенок растений, образует как

бы скелет

(каркас)

растений,

несущий

основную

механическую

нагрузку.

Клетчатка придаѐт растительной ткани механическую прочность и эластичность. Волокна хлопчатника (очищенная вата) и фильтровальная бумага могут служить образцом почти чистой целлюлозы.

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 65 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Химия

#
26.11.2022803.8 Кб35. Буферные р-ры.pdf
#
26.11.20221.06 Mб67. Кинетика.pdf
#
26.11.20222.04 Mб98. Электрохимия.pdf
#
26.11.2022706.44 Кб79. Комплексные соединения.pdf
#
26.11.2022277.55 Кб9Билет 6. Химия. Итог 2.docx
#
26.11.2022743.24 Кб6Основные классы органических соединений.pdf
#
26.11.202218.4 Кб13шпора по химии.docx