12.Углеводы. Опишите строение моносахаридов, восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов, таких полисахаридов как крахмал, гликоген, клетчатка. Расскажите о роли углеводов в живой природе.

Углеводы- природные соед-ния, кот. им. ф-лу С_mH_2nO_n,( m и n>=3)

Углеводы делят на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахаридами называются такие углеводы, ко­торые не могут гидролизоваться с образованием более простых углеводов, например: глюкоза, фруктоза.

Олигосахариды - продукты конденсации двух или нескольких моносахаридов ( сахароза).

Полисахариды (крахмал, целлюлоза) образова­ны большим количеством молекул моносахаридов.

МОНОСАХАРИДЫ

Глюкоза. Важнейший моносахарид - глюкоза С6Н12О6. Она представляет собой белые кристаллы, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде.

Строение. Молекулы глюкозы могут существо­вать в линейной и циклических формах. В линейной форме глюкоза представляет собой альдегидоспирт с пятью гидроксильными группами:

Циклические формы (а- и в-глюкоза) могут обра­зовываться из линейной при взаимодействии гидроксильной группы при 5-м атоме углерода с карбо­нильной группой:

Химические свойства глюкозы

1 Реакции альдегидной группы

а) Глюкоза вступает в реакцию с аммиачным рас­твором оксида серебра:

С₆Н₁₂0₆ + Аg₂0 = С₆Н₁₂0₇ + 2Аg↓

б) Глюкоза окисляется гидроксидом меди (II) в глюконовую кислоту при нагревании:

СН₂OН-(СНOН)₄-СН=O+ 2Сu(ОН)₂ -> СН₂ОН-(СНОН)₄-СООН + 2Сu₂O↓+ 2Н₂O

в) Глюкоза может восстанавливаться в шести­атомный спирт сорбит: СН₂0Н(СН0Н)₄СН=O + 2[Н] -> СН₂ОН(СНОН)₄СН₂ОН

г) Глюкоза не вступает в р-цию с NaHSОз.

2. Реакции гидроксильных групп.

а) Качественная р-ция. Глюкоза дает синее окраши­вание с гидроксидом меди (II) (многоатомный спирт)

б) Образование простых эфиров. В р-цию с ме­тиловым спиртом вступает гликозидныи гидроксил, циклической формы глюкозы:

в) Образование сложных эфиров. Под действием ук­сусного ангидрида все пять групп -ОН в молекуле глюкозы замещаются на группу -0-(0)С-СНз.

3. Брожение – это процессрасщепления глюкозы под дей-м различных микроорганизмов.

А)спиртовое брожение:

C₆H₁₂O₆ -> 2C₂H₅OH + 2CO₂

В)молочнокислое брожение:

C₆H₁₂O₆ -> 2CH₃-CH(OH)-COOH ---молочная кислота

ФРУКТОЗА

Фруктоза - изомер глюкозы. Как и глюкоза, она существует в линейной и циклической формах. В линейной форме она представляет собой кетоноспирт (кетоза) с пятью гидроксильными группами:

Фруктоза широко распространена в свободном виде в растительном мире (наряду с глюкозой в сладких плодах и меде) или в связанном в дисахаридах (сахароза) и др. сахаридах. Фруктоза самая сладкая из всех Сахаров.

Фруктоза вступает во все реакции многоатомных спиртов, но, в отличие от глюкозы, не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра.

При гидрировании фруктозы получают два изо­мерных гексита - маннит и сорбит.

САХАРОЗА

Наибольшее значение из олигосахаридов имеет сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁.

Это - белое кристаллическое вещество, сладкое на вкус, хорошо растворимое в воде.

Строение. Молекула сахарозы состоит из двух циклов: 6-членного (остатка глюкозы) и 5-членного (остатка фруктозы), соединенных за счет гликозидного гидроксила глюкозы.

Химические свойства.

Гидролиз:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂0 -—> С₆Н₁₂0₆ + С₆Н₁₂0₆ сахароза глюкоза фруктоза

Сахароза реагирует с гидроксидом кальция. Эта реакция похожа на взаимодействие многоатом­ных спиртов с гидроксидом меди (II).

Сахароза не реагирует с аммиачным раство­ром оксида серебра, поэтому ее называют невосстанавливающим дисахаридом.

Крахмал представляет собой белый порошок, нерастворимый в холодной воде и образующий кол­лоидный раствор в горячей воде.

Строение. Крахмал (С₆Н₁₀0₅)n - природный полимер. Его молекулы состоят из ллю- козы. Фрагмент линейной структуры крахмала:

Химические свойства. 1. Гидролиз при нагрева­нии в кислой среде. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза: ,

(C₆H₁₀O₅)n+ Н₂0 -> nС₆Н₁₂O₆.

Крахмал дает интенсивное синее окрашивание с иодом - качественная реакция на крахмал и на иод.

Крахмал не вступает в р-цию "серебряного зеркала".

Целлюлоза (клетчатка) является основным ве­ществом растительных клеток. Она представляет собой твердое волокнистое вещество, нераствори­мое в воде, но растворимое в аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактив Швейцера)

Строение. Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)n, - природный полимер, её молекулы состоят только из линейных цепей, содержащих остатки в-глюкозы.

Химические свойства. 1. Гидролиз при нагрева­нии в кислой среде. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза:

(С₆Н₁₀0₅)n + лН20 -!14 лСвН,206.

2.Образование сложных эфиров. Каждое струк­турное звено молекулы целлюлозы содержит по три группы -ОН, которые могут реагировать с азотной и уксусной кислотой, например:

(С₆Н₇O₂(OН)з)n + ЗnСНзСООН -> (С₆Н₇O₂(OСOСНз)з)n + ЗnН₂0,

3.Целлюлоза не дает р-цию "серебряного зеркала