Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекція 5.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.08.2019
Размер:
72.7 Кб
Скачать

ЛЕКЦІЯ 5.

ТЕМА: ВУГЛЕВОДИ

ПЛАН

1. Поняття вуглеводи, їх загальні властивості.

2. Будова і фізико-хімічні властивості моносахаридів.

3. Олігосахариди.

4. Полісахариди.

1. Поняття вуглеводи, їх загальні властивості.

Вуглеводи – один із важливих класів природних органічних сполук, які найбільш поширені в рослинах. На їх долю припадає біля 90% сухої речовини рослинних організмів.

Вуглеводи – головний продукт фотосинтезу і основний субстрат дихання. В багатьох рослинах вони в великій кількості накопичуються в коренях, бульбах і насінні, а потім використовуються як запасна речовина. Стінки клітини рослин головним чином складаються з вуглеводів, в плодах і овочах також переважають вуглеводи. В процесах розкладу вуглеводів організм одержує основну частину енергії, яка необхідна для біосинтезу інших складних сполук.

Термін вуглеводи вперше був запропонований у 1844 р. К. Шмідтом. Ці речовини, за своїм складом можна розглядати як сполуки вуглецю з водою Сп2О)т. Хоча назва вуглеводи і не повністю відповідає хімічному складу речовин, які до них відносяться, Але вона збереглася до цього часу і стала тривіальною. Вуглеводи ще часто називають сахаридами.

Відповідно до існуючої класифікації всі вуглеводи поділяють на три групи: моносахариди, олігосахариди і полісахариди.

2. Будова і фізико-хімічні властивості моносахаридів.

Моносахариди – це вуглеводи, які не піддаються гідролізу з утворенням більш простих сполук. Їм відповідає загальна формула СпН2пОп , де п=4,5,6,7,8 і т.д.

Моносахариди поділяються на альдози (містять альдегідну групу) –

О

- С і кетози ( містять кето групу ) С = О.

Н

Залежно від числа атомів вуглецю в ланцюгу моносахаридів розрізняють тетрози С4Н8О4 , пентози С5Н10О5 , гексози С6Н12О6 , гептози С7Н14О7 і т. д. Найбільш поширені альдоз і кетози, що належать

до пентоз ( рибоза, дезоксирибоза, ксилоза, арабіноза) і гексоз

( глюкоза, маноза, галактоза, фруктоза). Найпростішим представником моносахаридів є гліцериновий альдегід.

При розгляданні будови гліцеринового альдегіду можна замітити, що він містить асиметричний атом вуглецю, який помічається зірочкою і тому відповідно має два стереоізомера ( Д і L форми ). Причетність гліцеринового альдегіду до Д і L ряду встановлюють, порівнюючи його будову з Д або L – молочною кислотою.

О

С – Н

Н – С – ОН

СН2ОН

Д (+) гліцериновий альдегід

СООН СООН О

Н – С – ОН ОН – С – Н С - Н

СН3 СН3 ОН – С - Н

СН2ОН

Д- молочна к-та L- молочна к-та L ( - ) альдегід

Моносахариди, в яких розміщення водню і гідроксилу біля останнього найбільш віддаленого від альдегідної чи кето групи асиметричного С – атома таке саме, як у Д (+) гліцеринового альдегіду, відносять до Д – ряду, а якщо вона таке, як у L(-) гліцеринового альдегіду, то до L(-) ряду. Наприклад:

О О

С С

Н Н

Н – С – ОН ОН – С – Н

ОН – С – Н Н – С – ОН

Н – С – ОН ОН – С – Н

Н – С – ОН ОН – С – Н

СН2ОН СН2ОН

Д (+) глюкоза L (-) глюкоза

На відміну від амінокислот, в рослинах зустрічаються як правило Д форми цукрів, L – форми зустрічаються дуже рідко.

У розчинах моносахариди перебувають одночасно в ациклічній

( ланцюговій ) і циклічній формах з шестичленним ( піранозним ) або п’ятичленним ( фуранозним ) кільцем.

Циклічна форма утворюється внаслідок внутрішньо молекулярної взаємодії карбонільної групи з просторово найближче розміщеною спиртовою групою. Наприклад:

О О

С – Н НОН2С Н

Н – С – ОН

Н – С – ОН Н ОН

Н – С – ОН

СН2ОН ОН ОН

Д (-) рибоза

Моносахариди – це безбарвні кристалічні, солодкі на смак речовини, добре розчинні у воді. Їх розчини мають нейтральну реакцію.

З моносахаридів у природі найбільш поширеними є пентоди і гексози. Вони зустрічаються у вільному стані, а також входять до складу різних сахаридів, глікозидів, глікопротеїдів, гліколіпідів та багатьох інших речовин, які відіграють важливу роль в процесах життєдіяльності організму.

Арабіноза – належить до групи альдоз. Досить поширена в природі, зокрема трапляється в складі геміцелюлози, пектинових речовин.

О

С – Н

Н – С – ОН

ОН – С – Н

ОН – С – Н

СН2ОН (L ) + форма

Ксилоза – за хімічним складом вона також належить до альдоз. Вона є складовою частиною багатьох рослинних полісахаридів – пентозанів. Багато ксилоли у складі полісахаридів соломи і кукурудзяних качанів.

О

С – Н

Н – С – ОН

ОН – С – Н

Н – С – ОН

СН2ОН ( Д ) + Ксилоза

Рибоза і дезоксирибоза входить до складу нуклеотидів рибонуклеїнових і дезоксирибонуклеїнових кислот.

Глюкоза або виноградний цукор. Відіграє важливу роль в життєдіяльності організму. У вільному стані до 17-22% міститься її у винограді та в інших солодких плодах. З неї побудовані полісахаридів –

крохмаль, глікоген, целюлоза.

О

С– Н

Н – С – ОН

ОН – С – Н

Н – С – ОН

Н – С – ОН

СН2ОН

Глюкоза

Галактоза як і глюкоза належить до альдогексоз. Добре розчинна у воді, міститься в складних білках – глюкопротеїдах.

О

С – Н

Н – С – ОН

ОН – С – Н

ОН – С – Н

Н – С – ОН

СН2ОН

Галактоза

Маноза належить до альдогексоз. Відрізняється від глюкози характером розміщення атома водню і гідроксилу біля другого вуглецевого атома. Заноза солодка на смак, добре розчиняється у воді і плавиться при t0 165 0С.

О

С – Н

ОН – С – Н

ОН – С – Н

Н – С – ОН

Н – С – ОН

СН2ОН

Маноза

Фруктоза або плодовий цукор, належить до кето гексоз. Досить поширена у природі, входить до складу дисахариду сахарози

( бурякового або тростинного цукру ). Суміш фруктози і глюкози становить основну частину меду. Серед усіх моносахаридів фруктоза найсолодша.

Серед похідних моносахаридів важливу групу становлять аміносахари – це похідні вуглеводів, які утворюються в результаті заміщення однієї або кількох гідроксильних груп аміногрупою. Вони входять до складу гетеро полісахаридів – гепарину та інших.

СН2ОН

С = О

ОН – С – Н

Н – С – ОН

Н – С – ОН

СН2ОН

Фруктоза

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]