Полисахариды – природные полимеры (с6н10о5)n.

Признаки

Крахмал

Целлюлоза (клетчатка)

1. Химическая формула, состав

(С₆Н₁₀О₅)n

M_r крахмала < M_r целлюлозы

n = 1000

n_кр.<< n_цел.

2.Структура молекул

- два вида структур макромолекул: линейная и разветвленная

- линейная (нитевидная) структура – амилоза (10-20%) представляет собой длинные неразветвленные цепи состоящие из остатков α-глюкозы; средняя M_r колеблется в пределах 60 до 500тыс; молекулы имеют компактное строение, т.к. закручены в спираль, на виток спирали приходится 6 -7 остатков α-глюкозы

- разветвленная структура – амилопектин (80-90%), имеет примерно 30 ветвлений, молекулы имеют компактное строение, его M_r колеблется в пределах от 100тыс до 1млн

- нитевидные (линейные) молекулы, связанные в пучки (фибриллы), состоящие из сотен цепей целлюлозы

- в пучках на значительных участках молекулы расположены упорядоченно и ориентированы параллельно одна другой

- в волокне целлюлозы молекулы связываются между собой водородными связями

- наряду с водородными связями между молекулами целлюлозы действуют и слабые силы межмолекулярного взаимодействия

3.Структурное звено

остатки α-глюкозы,

α-1,4 – и α-1,6 – гликозидные связи

СН₂ОН

Н О Н

НО │ ОН

Н ОН

остатки β - глюкозы

β – 1,4 – гликозидные связи

СН₂ОН

Н О ОН

НО │ Н

Н ОН

4. Характер межмолекулярных взаимодействий

- макромолекулы имеют компактную форму

- водородные связи между ними почти не образуются

- между молекулами нитевидной формы образуются очень прочные водородные связи (в которых участвуют свободные гидроксильные группы)

- нити объединяются в пучки, пучки в волокна

Признаки

Крахмал

Целлюлоза

5.Физические свойства

- аморфный порошок

- Ц (белый)

- Н в Н₂О (холодной)

- в горячей Н₂О разбухает и образует коллоидный раствор – крахмальный клейстер (!* в горячей воде растворяется амилоза, а амилопектин только набухает)

- твердый волокнистый материал

- Н в Н₂О и других растворителях

- прочный

6.Химические свойства

1.Гидролиз

!* протекает ступенчато, под действием ферментов

(С₆Н₁₀О₅)_n+ nH₂O→(C₆H₁₀O₅)_x+ xH₂O→C₁₂H₂₂O₁₁ →

крахмал декстрины мальтоза

(х < n)

→ nC₆H₁₂O₆

α - глюкоза

!* 1811г К.Кирхгоф – впервые провел реакцию превращения крахмала при каталитическом действии серной кислоты

2. Качественная реакция на крахмал

(С₆Н₁₀О₅)_n+ I₂ → комплексное соединение сине-фиолетового цвета

!* при нагревании окрашивание исчезает, (комплекс разрушается), при охлаждении появляется вновь

!* при длительном нагревании с минеральными кислотами или под действием ферментов (у жвачных животных); протекает ступенчато

+Н₂О + Н₂О

( С₆Н₁₀О₅)_n у (С₆Н₁₀О₅)_х n/2C₁₂H₂₂O₁₁ →

целлюлоза целлобиоза

+ Н₂О

n С₆Н₁₂О₆

β – глюкоза

2.Образование сложных эфиров

2.1. Взаимодействие с неорганическими кислотами

(С₆Н₇О₂ – (ОН)₃)_n + 3n HNO₃ → (C₆H₇O₂ – (ONO₂)₃)_n

целлюлоза конц. тринитрат целлюлозы

+ 3nН₂О

!* в результате реакции обычно образуется смесь моно-, ди- и тринитратов целлюлозы

2.2. Взаимодействие с органическими кислотами

Н₂SO₄

( С₆Н₇О₂ – (ОН)₃)_n + 3n СН₃СООН

(C₆H₇O₂ – (ОСОСН₃)₃)_n + + 3nН₂О

триацетат целлюлозы

!* образуется смесь моно-, ди – и триацетатов целлюлозы