Напишите уравнения реакций фруктозы с синильной кислотой с гидроксиламином с уксусным ангидридом

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором оксида серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-маннозы с: а) диметилсульфатом; б) синильной кислотой; в) этанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-маннозу; б) D-галактозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-галактопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию целлобиозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от лактозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-галактозы с: а) пропионовым ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-глюкозу; б) D-глюкозы в метил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-глюкопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от целлобиозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-галактозы с: а) пропионовым ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-глюкозу; б) D-глюкозы в метил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-глюкопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от целлобиозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором оксида серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) аммиачным раствором оксида серебра; в) метанолом (в присутствии HCl); г) гидроксиламином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от лактозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором оксида серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от лактозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором оксида серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-маннозы с: а) диметилсульфатом; б) синильной кислотой; в) этанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-маннозу; б) D-галактозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-галактопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию целлобиозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от лактозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-галактозы с: а) пропионовым ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-глюкозу; б) D-глюкозы в метил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-глюкопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от целлобиозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-галактозы с: а) пропионовым ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-глюкозу; б) D-глюкозы в метил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-глюкопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от целлобиозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором оксида серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) аммиачным раствором оксида серебра; в) метанолом (в присутствии HCl); г) гидроксиламином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от лактозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором оксида серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от лактозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором оксида серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-маннозы с: а) диметилсульфатом; б) синильной кислотой; в) этанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-маннозу; б) D-галактозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-галактопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию целлобиозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от лактозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-галактозы с: а) пропионовым ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) гидразином.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) D-арабинозы в D-глюкозу; б) D-глюкозы в метил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-глюкопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию мальтозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от целлобиозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Домашнее задание № 7. Углеводы.

1. Осуществите приведённые ниже цепочки превращений и назовите все соединения:

2. Напишите реакции D-фруктозы с: а) уксусным ангидридом; б) гидроксиламином; в) метанолом (в присутствии HCl); г) аммиачным раствором серебра.

3. С помощью каких реакций можно осуществить следующие реакции: а) L-арабинозы в L-глюкозу; б) D-маннозы в этил-2,3,4,6-тетра-О-метил-б-D-маннопиранозид.

4. Покажите цикло-цепную таутомерию лактозы, с помощью каких реакций можно подтвердить этот процесс.

5. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? Приведите необходимые уравнения реакций.

Видео:Пентозофосфатный путь, метаболизм фруктозы и галактозыСкачать

Углеводы

Теория по теме Углеводы. Краткие конспект по углеводам. Классификация углеводов, химические свойства углеводов, способы получения углеводов. Свойства и получение моносахаридов (глюкоза, фруктоза), олигосахаридов (сахароза и др.), полисахаридов.

Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С₅Н₁₀O₄ (на один атом кислорода меньше, чем рибоза).

Видео:Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II)Скачать

Классификация углеводов

Видео:Биохимия. Лекция 48. Углеводы. Превращение фруктозы и галактозы в глюкозу. Гликогенез. Гликогенолиз.Скачать

По числу структурных звеньев

• Моносахариды — содержат одно структурное звено.
• Олигосахариды — содержат от 2 до 10 структурных звеньев (дисахариды, трисахариды и др.).
• Полисахариды — содержат n структурных звеньев.

Некоторые важнейшие углеводы:

Видео:МОНОСАХАРИДЫ. ГОТОВИМСЯ К МИКРОКОНТРОЛЮСкачать

По числу атомов углерода в молекуле

• Пентозы — содержат 5 атомов углерода.
• Гексозы — содержат 6 атомов углерода.
• И т.д.

Видео:51. Углеводы. Глюкоза. Фруктоза (чась 2)Скачать

По размеру кольца в циклической форме молекулы

• Пиранозы — образуют шестичленное кольцо.
• Фуранозы — содержат пятичленное кольцо.

Видео:97. Глюкоза (структурные формулы)Скачать

Химические свойства, общие для всех углеводов

Видео:Фруктоземия, галактоземияСкачать

1. Горение

Все углеводы горят до углекислого газа и воды.

Видео:Химия 10 класс (Урок№10 - Углеводы. Глюкоза. Олигосахариды. Сахароза.)Скачать

2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой

Концентрированная серная кислота отнимает воду от углеводов, при этом образуется углерод С («обугливание») и вода.

Видео:МоносахаридыСкачать

Моносахариды

Моносахариды являются структурными звеньями олигосахаридов и полисахаридов.

Важнейшие моносахариды

Название и формула	Глюкоза C6H12O6	Фруктоза C6H12O6	Рибоза C5H10O5
Структурная формула
Классификация	гексоза альдоза в циклической форме – пираноза	гексоза кетоза в циклической форме — фураноза	пентоза альдоза в циклической форме – фураноза

Видео:Обмен Галактозы и Фруктозы(Часть 10)Скачать

Глюкоза

Глюкоза – это альдегидоспирт (альдоза).

Она содержит шесть атомов углерода, одну альдегидную и пять гидроксогрупп.

Глюкоза существует в растворах не только в виде линейной, но и циклических формах (альфа и бета), которые являются пиранозными (содержат шесть звеньев):

α-глюкоза	β-глюкоза

Видео:Биохимия легко: метаболизм фруктозы. Решаем и разбираем задачуСкачать

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя циклическими формами — α и β и линейной формой:

Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)

При взаимодействии свежеосажденного гидроксида меди (II) с глюкозой (и другими моносахаридами происходит растворение гидроксида с образованием комплекса синего цвета.

Реакции на карбонильную группу — CH=O

Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.

• Реакция «серебряного зеркала»

• Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):

• Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:

• Также глюкозу можно окислить хлором, бертолетовой солью, азотной кислотой.

• Каталитическое гидрирование. При взаимодействии глюкозы с водородом происходит восстановление карбонильной группы до спиртового гидроксила, образуется шестиатомный спирт – сорбит:

• Брожение глюкозы. Брожение — это биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях.

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении глюкозы образуется молочная кислота:

Маслянокислое брожение. При маслянокислом брожении глюкозы образуется масляная кислота (внезапно):

• Образование эфиров глюкозы (характерно для циклической формы глюкозы).

Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.

Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.

При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):

В более жестких условиях (например, с CH₃-I) возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.

Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.

Видео:Молекулярная структура фруктозы (видео 4) | Макромолекулы | БиологияСкачать

Получение глюкозы

Гидролиз крахмала

В присутствии кислот крахмал гидролизуется:

Синтез из формальдегида

Реакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:

Фотосинтез

В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO₂ и Н₂О:

Видео:Моносахариды Химические свойства моносахаридовСкачать

Фруктоза

Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.

Фруктоза	α-D-фруктоза	β-D-фруктоза

Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.

В свободном виде содержится в мёде и фруктах.

Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.

При гидрировании фруктозы также получается сорбит.

Видео:266. Что такое дисахаридыСкачать

Дисахариды

Видео:10 класс § 59 "Строение моносахаридов. Линейные и циклические структуры"Скачать

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁

Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:

В молекуле сахарозы гликозидный атом углерода глюкозы связан из-за образования кислородного мостика с фруктозой, поэтому сахароза не образует открытую (альдегидную) форму.

Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:

Видео:Моносахариды. Глюкоза. 11 класс.Скачать

Мальтоза С₁₂Н₂₂О₁₁

Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.

При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.

Видео:ЧТО ТАКОЕ САХАРОЗА И ФРУКТОЗАСкачать

Полисахариды

Основные представители — крахмал и целлюлоза — построены из остатков одного моносахарида — глюкозы.

Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу: (C₆H₁₀O₅)_n, но совершенно различные свойства.

Это объясняется особенностями их пространственного строения.

Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы:

Видео:Моносахариды: глюкоза и фруктоза.Скачать

Крахмал

Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.

В его состав входят:

• амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) – 10-20%
• амилопектин (оболочка крахмального зерна) – 80-90%

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков α-глюкозы (средняя молекулярная масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.

Амилопектин имеет разветвленное строение и гораздо большую молекулярную массу, чем амилоза.

Свойства крахмала

• Гидролиз крахмала: при кипячении в кислой среде крахмал последовательно гидролизуется:

• Крахмал не дает реакцию “серебряного зеркала” и не восстанавливает гидроксид меди (II).

• Качественная реакция на крахмал: синее окрашивание с раствором йода.

Видео:Таутомерия моносахаридов. Кето-енольная и цикло-цепная таутомерия. Формулы Хеуорса.Скачать

Целлюлоза

Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.

Свойства целлюлозы

• Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами.

Нитрование целлюлозы.

Так как в звене целлюлозы содержится 3 гидроксильные группы, то при нитровании целлюлозы избытком азотной кислоты возможно образование тринитрата целлюлозы, взрывчатого вещества пироксилина:

Ацилирование целлюлозы.

При действии на целлюлозу уксусного ангидрида (упрощённо-уксусной кислоты) происходит реакция этерификации, при этом возможно участие в реакции 1, 2 и 3 групп ОН.

Получается ацетат целлюлозы – ацетатное волокно.

• Гидролиз целлюлозы.

Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.

Видео:1 Семейство сахаров, фруктоза, лактоза, сахароза, глюкозаСкачать

Реакции по карбонильной группе

Как и у всех альдегидов, окисление моносахаридов приводит к соответствующим кислотам. Так, при окислении глюкозы аммиачным раствором гидрата окиси серебра образуется глюконовая кислота (реакция «серебряного зеркала»):

D- глюкоза

+ 2[Ag(NH3)2]OH ®

аммониевая соль D- глюконовой кислоты

+ 2AgЇ + 3NH3 + H2O

Реакция моносахаридов с гидроксидом меди при нагревании так же приводит к альдоновым кислотам:

D- галактоза

+ 2Cu(OH)2 ®

D- галактоновая кислота

+ Cu2OЇ + 2H2O

Более сильные окислительные средства окисляют в карбоксильную группу не только альдегидную, но и первичную спиртовую группы, приводя к двухосновным сахарным (альдаровым) кислотам. Обычно для такого окисления используют концентрированную азотную кислоту:

D- глюкоза

HNO3(конц.) –––––––®

сахарная (D- глюкаровая) кислота

Восстановление сахаров приводит к многоатомным спиртам. В качестве восстановителя используют водород в присутствии никеля, алюмогидрид лития и др:

D- глюкоза

LiAlH4 ––––®

D- сорбит

Несмотря на схожесть химических свойств моносахаридов с альдегидами, глюкоза не вступает в реакцию с гидросульфитом натрия (NaHSO₃).

Реакции по гидроксильным группам

Реакции по гидроксильным группам моносахаридов осуществляются, как правило, в полуацетальной (циклической) форме.

1. Алкилирование (образование простых эфиров).

При действии метилового спирта в присутствии газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила замещается на метильную группу:

α, D- глюкопираноза

+ СH3ОН

HCl(газ) ––––®

метил- α, D- глюкопиранозид

+ H2О

При использовании более сильных алкилирующих средств, каковыми являются, например, йодистый метил или диметилсульфат, подобное превращение затрагивает все гидроксильные группы моносахарида:

СH3I ––––® NaOH

пентаметил- α, D- глюкопираноза

2. Ацилирование (образование сложных эфиров).

При действии на глюкозу уксусного ангидрида образуется сложный эфир – пентаацетилглюкоза:

––––––––®

пентаацетил- α,D- глюкопираноза

3. Как и все многоатомные спирты, глюкоза с гидроксидом меди (II) дает интенсивное синее окрашивание (качественная реакция).

Специфические реакции

Кроме приведенных выше, глюкоза характеризуется и некоторыми специфическими свойствами — процессами брожения. Брожением называется расщепление молекул сахаров под воздействием ферментов (энзимов). Брожению подвергаются сахара с числом углеродных атомов, кратным трем. Существует много видов брожения, среди которых наиболее известны следующие:

1) спиртовое брожение:

2) молочнокислое брожение:

3) маслянокислое брожение:

Упомянутые виды брожения, вызываемые микроорганизмами, имеют широкое практическое значение. Например, спиртовое – для получения этилового спирта, в виноделии, пивоварении и т.д., а молочнокислое – для получения молочной кислоты и кисломолочных продуктов.

Дисахариды и полисахариды

В зависимости от числа молекул моносахаридов, образующихся при гидролизе полисахаридов, последние подразделяются на олигосахариды (дисахариды, трисахариды) и полисахариды.

Наибольшее практическое значение имеют дисахариды. Дисахариды (биозы) при гидролизе образуют два одинаковых или разных моносахарида. Дисахариды подразделяются на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие.

Связь между двумя молекулами моносахаридов устанавливается с помощью двух гидроксильных групп – по одной от каждой молекулы монозы. Однако характер этой связи может быть различным. Если одна из молекул моносахарида всегда предоставляет свой полуацетальный (гликозидный) гидроксил, то вторая молекула участвует в этом либо полуацетальным гидроксилом (образуется гликозид – гликозидная связь), либо спиртовым гидроксилом (образуется гликозид – гликозная связь).

Отсутствие или наличие в молекуле дисахарида полуацетального гидроксила отражается на свойствах дисахаридов. Если при образовании дисахарида обе молекулы участвовали своими полуацетальными гидроксилами (гликозид – гликозидная связь), то у обоих остатков моноз циклические формы являются закрепленными, альдегидная группа такого дисахарида образоваться не может. Такой дисахарид не обладает восстанавливающими свойствами и называется невосстанавливающим дисахаридом.

В случае гликозид – гликозной связи циклическая форма одного остатка моносахарида не является закрепленной, она может перейти в альдегидную форму, и тогда дисахарид будет обладать восстанавливающими свойствами. Такой дисахарид называется восстанавливающим. Восстанавливающие дисахариды проявляют реакции, характерные для соответствующих моносахаридов.

К восстанавливающим дисахаридам относится, в часности, мальтоза (солодовый сахар), содержащаяся в солоде, т.е. проросших, а затем высушенных и измельченных зернах хлебных злаков.

(мальтоза)

Мальтоза составлена из двух остатков D- глюкопиранозы, которые связаны (1–4) -гликозидной связью, т.е. в образовании простой эфирной связи участвуют гликозидный гидроксил одной молекулы и спиртовой гидроксил при четвертом атоме углерода другой молекулы моносахарида. Аномерный атом углерода (С₁), участвующий в образовании этой связи, имеет α-конфигурацию, а аномерный атом со свободным гликозидным гидроксилом (обозначен красным цветом) может иметь как α — (α — мальтоза), так и β- конфигурацию (β- мальтоза).

Мальтоза представляет собой белые кристаллы, хорошо растворимые в воде, сладкие на вкус, однако значительно меньше, чем у сахара (сахарозы).

Как видно, в мальтозе имеется свободный гликозидный гидроксил, вследствие чего сохраняется способность к раскрытию цикла и переходу в альдегидную форму. В связи с этим, мальтоза способна вступать в реакции, характерные для альдегидов, и, в частности, давать реакцию «серебряного зеркала», поэтому ее называют восстанавливающим дисахаридом. Кроме того, мальтоза вступает во многие реакции, характерные для моносахаридов, например, образует простые и сложные эфиры (смотри химические свойства моносахаридов).

	СH3I ––––® NaOH
мальтоза	Октаметилмальтоза

К невосстанавливающим дисахаридам относится сахароза (свекловичный или тростниковый сахар). Она содержится в сахарном тростнике, сахарной свекле (до 28% от сухого вещества), соках растений и плодах. Молекула сахарозы построена из α, D- глюкопиранозы и β, D- фруктофуранозы.

(сахароза)

В противоположность мальтозе гликозидная связь (1–2) между моносахаридами образуется за счет гликозидных гидроксилов обеих молекул, то есть свободный гликозидный гидроксил отсутствует. Вследствие этого отсутствует восстанавливающая способность сахарозы, она не дает реакции «серебряного зеркала», поэтому ее относят к невосстанавливающим дисахаридам.

Сахароза – белое кристаллическое вещество, сладкое на вкус, хорошо растворимое в воде.

Для сахарозы характерны реакции по гидроксильным группам. Как и все дисахариды, сахароза при кислотном или ферментативном гидролизе превращается в моносахариды, из которых она составлена.

Полисахариды являются высокомолекулярными веществами. В полисахаридах остатки моносахаридов связываются гликозид – гликозными связями. Поэтому их можно рассматривать как полигликозиды. Остатки моносахаридов, входящие в состав молекулы полисахарида могут быть одинаковыми, но могут и различаться; в первом случае это гомополисахариды, во втором – гетерополисахариды.

Важнейшие из полисахаридов – это крахмал и целлюлоза (клетчатка). Они построены из остатков глюкозы. Общая формула этих полисахаридов (C₆H₁₀O₅)_n. В образовании молекул полисахаридов обычно принимает участие гликозидный (при С₁ -атоме) и спиртовой (при С₄ -атоме) гидроксилы, т.е. образуется (1–4) -гликозидная.

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из α, D- глюкопиранозных звеньев: амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%). Крахмал образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в виде «резервного» углевода в корнях, клубнях и семенах. Например, зерна риса, пшеницы, ржи и других злаков содержат 60-80% крахмала, клубни картофеля – 15-20%. Родственную роль в животном мире выполняет полисахарид гликоген, «запасающийся», в основном, в печени.

Крахмал – это белый порошок, состоящий из мелких зерен, не растворимый в холодной воде. При обработке крахмала теплой водой удается выделить две фракции: фракцию, растворимую в теплой воде и состоящую из полисахарида амилозы, и фракцию, лишь набухающую в теплой воде с образованием клейстера и состоящую из полисахарида амилопектина.

Амилоза имеет линейное строение, α, D- глюкопиранозные остатки связаны (1–4) -гликозидными связями. Элементная ячейка амилозы (и крахмала вообще) представляется следующим образом:

Молекула амилопектина построена подобным образом, однако имеет в цепи разветвления, что создает пространственную структуру. В точках разветвления остатки моносахаридов связаны (1–6) -гликозидными связями. Между точками разветвления располагаются обычно 20-25 глюкозных остатков:

(амилопектин)

Крахмал легко подвергается гидролизу: при нагревании в присутствии серной кислоты образуется глюкоза:

В зависимости от условий проведения реакции гидролиз может осуществляться ступенчато с образованием промежуточных продуктов: