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.
Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение, состав большинства которых отражает формула Cx(H2O)y, где x, y ≥ 3. |
Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С5Н10O4 (на один атом кислорода меньше, чем рибоза).
- Классификация углеводов
- По числу структурных звеньев
- По числу атомов углерода в молекуле
- По размеру кольца в циклической форме молекулы
- Химические свойства, общие для всех углеводов
- 1. Горение
- 2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой
- Моносахариды
- Глюкоза
- Химические свойства глюкозы
- Водный раствор глюкозы
- Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)
- Реакции на карбонильную группу — CH=O
- Получение глюкозы
- Гидролиз крахмала
- Синтез из формальдегида
- Фотосинтез
- Фруктоза
- Дисахариды
- Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11
- Мальтоза С12Н22О11
- Полисахариды
- Крахмал
- Свойства крахмала
- Целлюлоза
- Свойства целлюлозы
- Продукт каталитического гидрирования глюкозы:
- Другие вопросы из категории
- Читайте также
- Сколько форм у Глюкозы?
- Какая форма у Глюкозы?
- Какое строение имеет глюкоза?
- Что получается из глюкозы?
- Сколько изомерных форм у Глюкозы?
- Какая фамилия у Глюкозы?
- Как зовут дочек у Глюкозы?
- Чем отличается Альфа глюкоза и бета глюкоза?
- Что такое Глюкоза его структурная формула?
- В чем содержится глюкоза?
- Какие вещества синтезируют из глюкозы?
- Чем восполнить глюкозу в организме?
- Как глюкоза попадает в клетку?
- Какое уравнение описывает брожение глюкозы?
- Какие вещества образуются при окислении глюкозы?
- Что является продуктом гидрирования глюкозы?
Видео:ВСЕ ПРО АЛКАНЫ за 8 минут: Химические Свойства и ПолучениеСкачать
Классификация углеводов
Видео:65. Что такое реакция гидратации и реакция дегидратацииСкачать
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:
Моносахариды | Дисахариды | Полисахариды |
Глюкоза С6Н12О6 Дезоксирибоза С5Н10О4 | Сахароза С12Н22О11 Целлобиоза С12Н22О11 | Целлюлоза (С6Н10О5)n Крахмал(С6Н10О5)n |
Видео:Уравнивание реакций горения углеводородовСкачать
По числу атомов углерода в молекуле
- Пентозы — содержат 5 атомов углерода.
- Гексозы — содержат 6 атомов углерода.
- И т.д.
Видео:Скорость химических реакций. 9 класс.Скачать
По размеру кольца в циклической форме молекулы
- Пиранозы — образуют шестичленное кольцо.
- Фуранозы — содержат пятичленное кольцо.
Видео:Гетерогенный катализ. Каталитическое окисление аммиакаСкачать
Химические свойства, общие для всех углеводов
Видео:Каталитические и некаталитические реакции. Самоподготовка к ЕГЭ и ЦТ по химииСкачать
1. Горение
Все углеводы горят до углекислого газа и воды.
Например, при горении глюкозы образуются вода и углекислый газ |
Видео:Химические свойства алканов. 1 часть. 10 класс.Скачать
2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой
Концентрированная серная кислота отнимает воду от углеводов, при этом образуется углерод С («обугливание») и вода.
Например, при действии концентрированной серной кислоты на глюкозу образуются углерод и вода |
Видео:Аэробный и анаэробный гликолиз. Реакции катаболизма глюкозы. Расчет выхода АТФ в гликолизеСкачать
Моносахариды
Моносахариды – гетерофункциональные соединения, в состав их молекул входит одна карбонильная группа (группа альдегида или кетона) и несколько гидроксильных. |
Моносахариды являются структурными звеньями олигосахаридов и полисахаридов.
Важнейшие моносахариды
Название и формула | Глюкоза C6H12O6 | Фруктоза C6H12O6 | Рибоза C5H10O5 |
Структурная формула | |||
Классификация |
|
|
|
Видео:Реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебраСкачать
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:1.4. Алканы: Решение цепочек. ЕГЭ по химииСкачать
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.
Концентрированная азотная кислота окисляет не только альдегидную группу, но и гидроксогруппу на другом конце углеродной цепи. |
- 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):
Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов. |
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.
Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы (β-пентаацетил-D-глюкозы): |
Видео:Опыты по химии. Обнаружение глюкозы в виноградном соке и медеСкачать
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:Реакция глюкозы с гидроксидом меди (II)Скачать
Фруктоза
Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы). |
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:25. Схема реакции и химическое уравнениеСкачать
Дисахариды
Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). |
Видео:Химические свойства алканов | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать
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.
Поэтому сахароза не вступает в реакции альдегидной группы – с аммиачным раствором оксида серебра с гидроксидом меди при нагревании. Такие дисахариды называют невосстанавливающими, т.е. не способными окисляться. |
Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:
Видео:Качественные реакции на глицерин, глюкозу и сахарозуСкачать
Мальтоза С12Н22О11
Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.
Мальтоза является восстанавливающим дисахаридом (одно из циклических звеньев может раскрываться в альдегидную группу) и вступает в реакции, характерные для альдегидов. |
При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.
Видео:Биохимия | Кинетика ферментативных реакций: константа Михаэлиса и график Лайнуивера-БеркаСкачать
Полисахариды
Полисахариды — это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов. |
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:СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ. КАТАЛИЗАТОР.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:Моносахариды. Глюкоза. 11 класс.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:3.3. Алкины: Химические свойстваСкачать
Продукт каталитического гидрирования глюкозы:
Видео:10.3. Альдегиды и кетоны: Химические свойства. ЕГЭ по химииСкачать
Другие вопросы из категории
фосфат кальция фосфор
Читайте также
1. Возможна ли реакция: C6H10(гексин-2) + HBr->?
2. Какие утверждения справедливы для циклопропана:
а. образует цис-транс — изомеры. б. при обычных условиях — газообразное вещество в. обесцвечивает бромную воду.
3. Какие утверждения справедливы для циклогексана:
а. при обычных условиях — жидкость. б является продуктом каталитического гидрирования бензола. в.обесцвечивает раствор перманганата калия.
4. какие справедливы для метилциклогексана:
а. при обычных условиях — твердое вещество. б. хорошо растворяется в воде. в. при каталитическом дегидрировании образует толуол.
5. И для циклопропана, и для циклогексана справедливы утверждения:
а. плохо растворяются в воде. б. вступают в реакции каталитического дегидрирования. в. обесцвечивают бромную воду. г. горят на воздухе.
6. Для циклопропана, в отличие от циклогексана, справедливы утверждения:
а. атомы углерода в молекуле свободно вращаются вокруг δ-связи.
б. при обычных условиях — газ.
в. образует структурные изомеры.
г. вступает в реакцию каталитического гидрирования.
д. характерна реакция горения.
объемом 8,96 л (н. у.). Выход продукта на каждой стадии синтеза составил 80%. Определите исходную массу формальдегида.
А.Метан
Б.Октан
В.Пентадиен 1,3
Г.Этан
2)Название продукта полного бромирования бутадиена 1,3
А.1,4 Дибромбутен 2
Б.1,2 Дибромбутен 3
В.1,2,3,4 Тетрабромбутан
Г. 1,3 Дибромбутен 2
3) Объем водорода(н.у.),необходимый для полного гидрирования 0,5 моль 2 метилбутандиена 1,3
А.11,2 л
Б.22,4 л
В.33,6л
Г.44,8 л
4) При сильном нагревании натуральный каучук деполимеризуется с образованием газообразного вещества, обеспечивающего бромную воду. Составьте уравнение данной реакции и рассчитайте массу брома, которую сможем присоединить 1 моль полученного вещества.
5)
2,3-диметилбутаналь 3) пентаналь 2) 2,3-диметилпентаналь 4) 3,4-диметилпентаналь
А 3. Вид гибридизации электронных орбиталей атома углерода, обозначенного звёздочкой в веществе, формула которого СН3─С∗Н2ОН 1) sp3 3) sp 2) sp2 4) не гибридизирован
А 4. Число π-связей в молекуле пропина равно 1) 1 3) 3 2) 2 4) 4
А 5. Гомологом уксусной кислоты является кислота 1) хлоруксусная 3) олеиновая 2) муравьиная 4) бензойная
А 6. Изомерами являются: 1) пентан и пентадиен 3) этан и ацетилен 2) уксусная кислота и метилформиат 4) этанол и этаналь
А 7. Окраска смеси глюкозы с гидроксидом меди (ΙΙ) (при нагревании): 1) голубая 3) красная 2) синяя 4) фиолетовая
А 8. Бутадиен-1,3 из этанола можно получить при помощи реакции 1) Вюрца 3) Кучерова 2) Зинина 4) Лебедева
А 9. Какие вещества можно использовать для последовательного осуществления следующих превращений СН3СОН → СН3СООН → СН3СООК 1) O2, К 3) HСl, КОН 2) Сu и t , КОН 4) HСl, КОН
А 10. Объём этана, необходимый для получения 4 л углекислого газа 1) 2л 3) 10 л 2) 4 л 4) 6 л
Б 1. Установите соответствие между молекулярной формулой органического вещества и классом, к которому оно относится А) С 12Н22О11 1) альдегиды Б) С3Н8О3 2) карбоновые кислоты В) С4Н8О 3) многоатомные спирты Г) С18Н36О2 4) углеводы 5) одноатомные спирты
Б 2. С аминоуксусной кислотой может реагировать 1) сульфат натрия 2) хлороводород 3) метан 4) этанол 5) анилин 6) гидроксид калия
Б 3. И для этилена, и для ацетилена характерны 1) взаимодействие с оксидом меди (ΙΙ) 2) наличие σ- и π-связей в молекулах 3) sp2-гибридизация атомов углерода в молекулах 4) реакция гидрирования 5) горение на воздухе 6) реакции замещения
Б 4. Молекулярная формула углеводорода, массовая доля водорода в котором 15,79 %, а относительная плотность паров по воздуху 3, 93 ________
С 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения по схеме СН4→ С2Н2 → СН3СОН → С2Н5ОН → С2Н5Сl→ С4Н10 ↓ СН3СООС2Н5
С 2. Рассчитайте массу сложного эфира, полученного при взаимодействии 64 г 60% раствора уксусной кислоты и метилового спирта, если выход продукта реакции составляет 80% от теоретически возможного.
Сколько форм у Глюкозы?
Какая форма у Глюкозы?
D-глюкоза представлена в виде трёх кристаллических форм: безводной α-D-глюкопиранозы, моногидрата α-D-глюкопиранозы и безводной β-D-глюкопиранозы (хотя описан также моногидрат β-D-глюкопиранозы).
Какое строение имеет глюкоза?
Строение Вещество глюкоза в химии – это моносахарид, то есть простейший углевод, состоящий из одной молекулы или одной структурной единицы. Глюкозная структурная единица входит в состав более сложный углеводов – дисахаридов и полисахаридов.
Что получается из глюкозы?
В организмах животных глюкоза накапливается в виде гликогена (полисахарида, образованного остатками глюкозы). В растениях глюкоза превращается в крахмал (полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы). Клеточные оболочки высших растений построены из целлюлозы (полисахарид, состоящий из остатков β-глюкозы).
Сколько изомерных форм у Глюкозы?
Таким образом, у глюкозы существует два циклических изомера — их называют — и -формами. В проекции Хеуорса группа OH у первого атома углерода -формы находится сверху от пло- скости кольца, а у -формы — снизу. В твёрдом состоянии глюкоза находится в циклической форме.
Какая фамилия у Глюкозы?
Наталья Ильинична Ионова, известная под сценическим псевдонимом Глюкоза (зачастую стилизуется как Глюк’oZa), родилась 7 июня 1986 года в Сызрани, в семье программистов. В детстве была завсегдатаем различных кружков – от художественного до шахматного.
Как зовут дочек у Глюкозы?
У Натальи Чистяковой-Ионовой, более известной как певица Глюк’оZа, двое дочерей: 13-летняя Лидия и 8-летняя Варвара. Они родились в браке поп-исполнительницы с бизнесменом Александром Чистяковым.
Чем отличается Альфа глюкоза и бета глюкоза?
Основное различие между альфа и бета глюкозой состоит в том, что группа -ОН, присоединенная к первому атому углерода в альфа-глюкозе, расположена на той же стороне, что и -CH2Группа ОН, тогда как группа -ОН, присоединенная к первому атому углерода в бета-глюкозе, расположена на противоположной стороне от -CH2ОН группа.
Что такое Глюкоза его структурная формула?
В чем содержится глюкоза?
Глюкоза встречается во фруктах и овощах, ягодах, меде и соцветиях растений. Глюкозу также называют виноградным сахаром, поскольку в винограде она содержится в большом количестве. Человеческий организм перерабатывает большинство усваиваемых углеводов (например, крахмал) в глюкозу.
Какие вещества синтезируют из глюкозы?
Глюкоза – «быстрый углевод», поскольку за короткое время усваивается организмом. Добавим, что из глюкозы синтезируется гликоген. Связываясь с таким веществом как креатинфосфат, гликоген превращается в аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ), которая и является главным поставщиком энергии для клеток.
Чем восполнить глюкозу в организме?
Для правильного питания необходимы те продукты, которые являются источником глюкозы. К этой группе не относятся легкоусваиваемые углеводы: белый хлеб, сдоба, сахар. Гораздо больше необходимой мозгу глюкозы содержат свекла, лук, репа, турнепс, виноград, киви, изюм, финики, мед, кленовый сироп.
Как глюкоза попадает в клетку?
Глюкоза попадает в организм с пищей. Продукты питания расщепляются в желудочно-кишечном тракте, после чего глюкоза всасывается в кровь. Для того, чтобы глюкоза попала в клетку, нужен инсулин. Этот гормон вырабатывается в специальных клетках поджелудочной железы и увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы.
Какое уравнение описывает брожение глюкозы?
Общее уравнение реакции спиртового брожения: глюкоза + 2 АДФ + Pi → 2 этанол + 2 CO2 + 2 АТФ.
Какие вещества образуются при окислении глюкозы?
Глюко́новая кислота́ — органическая кислота из группы альдоновых кислот, химическая формула (C6H12O7). Образуется при окислении альдегидной группы глюкозы.
Что является продуктом гидрирования глюкозы?
В результате гидрирования глюкозы образуется шестиатомный спирт — сорбит. Сорбит (сорбитол) , также известный как глюцит обладает сладким вкусом. . Зарегистрирован в качестве пищевой добавки как E420.