3. Углеводы. Важнейшие представители моносахаридов, их строение и важнейшие свойства. Дисахариды и полисахариды, сахароза, крахмал, целлюлоза.

Углеводы широко распространены в животном и растительном мире, они играют исключительную роль во многих процессах. Они являются одним из главных пищевых продуктов и служат исходным в-вом для промышленного производства искусственного волокна, взрывчатых веществ, бумаги и этилового спирта.

Моносахариды глюкоза, фруктоза, рибоза.

Глюкоза может существовать в 3-х изомерных формах, две из которых циклические и одна альдегидная. В растворе все они в равновесии, и альдегидная в наименьшем количестве.

-глюкоза -глюкоза фруктоза

-Рибоза -дезоксирибоза Рибоза и дезоксирибоза входят в сотав рнк и днк соответственно. Основные реакции моносахаридов, продукты реакций и их свойства

Реакции полуацетального гидроксила. Уже отмечалось, что моносахариды как в кристаллическом состоянии, так и в растворе в основном существуют в полуацетальных формах. Полуацетальный гидроксил отличается большей реакционной способностью и может замещаться другими группировками в реакциях со спиртами, карбоновыми кислотами, фенолами и т.д.

α-D-глюкоза: а - линейная формула глюкозы (альдогексоза); б - структурная формула по Хеуорсу; в - конформаци-онная формула (форма кресла).

Продукт реакции называют гликозидом. Соответственно α- и β-изоме-рам моносахаридов существуют α- и β-глюкозиды. Например, при реакции метилового спирта с глюкозой (допустим, в β-пиранозной форме) в присутствии неорганических кислот образуется продукт алкилирования ме-тил-β-D-глюкопиранозид:

При действии на β-D-глюкопиранозу уксусной кислотой образуется продукт ацилирования ацетил-β-D-глюкопиранозид:

Ацилированию и метилированию способны подвергаться и остальные группы моносахаридов, но при намного более жестких условиях.

Реакции с участием карбонильной группы. Линейная форма в кристаллических препаратах моносахаридов и их растворах присутствует в незначительных количествах, но ее участие в таутомерном равновесии обеспечивает моносахаридам все свойства, присущие альдегидам (в альдозах) или кетонам (в кетозах). Способность альдоз и кетоз присоединять спирты представлена ранее.

Рассмотрим некоторые другие их свойства.

Окисление моносахаридов. Обработка альдоз слабыми окислителями приводит к превращению альдегидной группы в положении атома С-1 в карбоксильную группу с образованием так называемых альдоновых кислот. Альдоновой кислотой может быть D-глюконовая кислота, которая образуется при окислении альдегидной группы D-глюкозы. Фосфорилированная форма D-глюконовой кислоты играет важную роль в качестве промежуточного продукта углеводного обмена. Другой пример – D-галактоновая кислота – продукт окисления альдегидной группы D-галактозы.

В альдуроновых, или уроновых, кислотах окислена (с образованием карбоксильной группы) первичная спиртовая группа, а альдегидная группа остается неокислен-ной. Уроновая кислота, образующаяся из D-глюкозы, носит название D-глюку-роновой кислоты, а образующаяся из D-галактозы – D-галактоуроновой кислоты.

Уроновые кислоты весьма важны в биологическом отношении, многие из них являются компонентами полисахаридов.

Восстановление моносахаридов. Моносахариды легко гидрируются по связи С—О и при этом превращаются в многоатомные спирты (сахароспирты). D-глюкоза, например, образует спирт сорбит, а D-манноза – маннит. Восстановление D-фруктозы приводит к эквимолекулярной смеси эпимеров – D-маннита и D-cop-бита, так как в результате гидрирования второй атом углерода становится асимметричным. Такого рода восстановление может осуществляться и ферментативным путем.

ещё брожение, с дрожжами до спитра, с ферментами масляно и молочно кислое

Дисахариды

Дисахариды образуются из 2 молекул моносахаридов путём межмолек дегидратации. При гидролизе в килотной среде сахароза вновь переходит в моносахариды.

Полисахариды

Макромолекулы крахмала построены из большого числа остатков α-глюкозы. Это аморфный порошок белого цвета, без вкуса и запаха, в гор воде обр коллоидный раствор

Молекулы целлюлозы это длинные цепи состоящие из остатков β-глюкозы

Каждое структурное звено целлюлозы содержит три свободных гидроксила, по этим гидроксилам она может нитроваться с образованием моно, би и тринитрата(порох) целлюлозы. С уксусной кислотой образуются моно, би и триацетаты. Из триацетата делают ацетатное волокно.