Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Лекция ’ 910 Углеводы

Работа добавлена на сайт samzan.net:


Лекция № 9,10

Углеводы.

Углеводы – это вещества растительного происхождения, образуются в процессе фотосинтеза.

В природе:

а) фотосинтез (растения):

хСО2   +   уН2О   +   h              Сх(Н2О)у    +    хО2   

       (солнце)

б) метаболизм (животные и человек):

Сх(Н2О)у + хО2              хСО2 + уН2О + h

Функции углеводов.

  1.  Питательная
  2.  Энергетическая (крахмал, гликоген)
  3.  Структурная (целлюлоза)

Моносахариды.

Классификация моносахаридов.

  1.  В зависимости от расположения карбонильной группы в цепи моносахариды делят на альдозы и кетозы.

    альдозы    кетозы

  1.  По числу атомов углерода в цепи различают триозы (С3), тетраозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6).

Альдопентозы:

     рибоза      2-дезоксирибоза   ксилоза

Альдогексозы:         Кетогексозы:

    глюкоза       манноза     галактоза                  фруктоза

Физические свойства.

Твердые вещества, хорошо растворимые в Н2О и С2Н5ОН. Большинство сладкие на вкус.

Изомерия.

1.Структурная изомерия, обусловленная различным расположением карбонильной группы в цепи.

  С6Н12О6

          глюкоза                                      фруктоза

          альдоза                                         кетоза

2. Цикло-оксотаутомерия. Это подвижная равновесная изомерия, когда открытая (цепная-, оксо-) форма переходит в циклические самопроизвольно и наоборот.

-D-глюкофураноза        -D-глюкопираноза

                D-глюкоза

оксоформа

                    равновесие

-D-глюкофураноза        -D-глюкопираноза

  1.  Стереоизомерия. Оптическая (зеркальная) изомерия.

У альдогексоз четыре центра хиральности (С*), поэтому много стереоизомеров. Число стереоизомеров можно вычислить по формуле: N = 2n, где N – число изомеров, n – число хиральных центров. N = 24 = 16. Итак у альдогексоз 16 стереоизомеров, которые отличаются расположением в пространстве заместителей хиральных центров.

         Глюкоза

а)        

D–глюкоза    L–глюкоза

                           энантиомеры

Изомеры, которые относятся друг к другу как предмет и несовместимое с ним зеркальное изображение называются энантиомерами. Энантиомеры – это зеркальные изомеры, оптические антиподы. Еще их обозначают как D– и L– изомеры. Принадлежность углеводов к D-, L- ряду определяют по конфигурации последнего хирального центра, (у гексоз пятого атома С*, у пентоз четвертого С*), сравнивая с D-глицериновым альдегидом (конфигурационным стандартом).

       D–глицериновый альдегид      L–глицериновый альдегид

б) кроме энантиомера у D-глюкозы есть еще 14 стереомеров, они называются –диастереомеры. –Диастереомеры, которые отличаются конфигурацией у одного С* называются эпимеры.

  глюкоза           галактоза   глюкоза   манноза

 эпимеры       эпимеры

(–диастереомеры)      (–диастереомеры)

в) В циклической форме у моносахаридов появляется еще один хиральный центр – атом углерода карбонильной группы – аномерный центр и еще гидроксил – полуацетальный (гликозидный). Изомеры, которые отличаются расположением полуацетального гидроксила называются -, - аномеры.

     D–глюкоза            D–глюкоза

               аномеры

                                        (–диастереомеры)

Мутаротация.

Изменение угла вращения плоскости поляризованного луча свежеприготовленным раствором моносахарида до установления равновесия между всеми формами называется мутаротацией.

Химические свойства.

Моносахаридам характерны свойства многоатомных спиртов и альдегидов, т.к.они содержат карбонильную и гидроксильные группы.

  1.  Образование гликозидов.

  HCl сухой                                      + Н2О, Н+

   + С2Н5ОН                                                          

      –Н2О    гидролиз

  

   О-гликозид

      

     +

      – Н2О

        О–гликозид (дисахарид)

  +     RNH2 

          – H2O                   – агликон

    N–гликозид

Неуглеводная часть гликозида называется агликон.

  1.  Образование простых эфиров.

  + 5СН3I         +Н2О, Н+

  – 5HI          –СН3ОН

D–глюкоза    пентаметилглюкоза

Гликозиды легко гидролизуются в кислой среде.

  1.  Образование сложных эфиров.

 +     5

            – 5 СН3СООН

           уксусный ангидрид               пентаацетилглюкоза

Сложные эфиры легко гидролизуются и в кислой и в щелочной среде.

    +     2

D–фруктоза     1,6–дифосфат фруктозы

Все процессы метаболизма у растений, животных и человека осуществляются при участии фосфатов.

  1.  Восстановление моносахаридов.

  + Н2 (Pd)

    глюкоза        сорбит  заменители сахара для больных диабетом

    + Н2 

     ксилоза   ксилит

  1.  Окисление моносахаридов.

а) В щелочной среде (качественные реакции на альдегидную группу).

  NaOH, to

     +   [Ag(NH3)2]OH                       Ag   +   продукты окисления глюкозы

         реактив Толленса

                реакция серебряного зеркала

          NaOH, to 

  +   Cu2+                             Cu2O    +   продукты окисления глюкозы

                                 реактив Фелинга         красно-коричневый   

       осадок

б) в нейтральной среде

      глюконовая кислота

      Br2    [O]    (Са–соль–укрепляющее)

                      +

в) образование уроновых кислот

          [O2]    + H2O (H+)

   гликозид                                                  α-D-глюкуроновая кислота

Галактуроновая кислота входит в состав пектиновых веществ плодов и ягод. Глюкуроновая кислота входит в состав гепарина. Уроновые кислоты служат для выведения с мочой токсичных веществ из организма.

г) Окисление в кислой среде.

      [O]HNO3 разб.

     глюкоза    глюкаровая кислота

  1.  Брожение.

                             дрожжи                       2С2Н5ОН + 2СО2          спиртовое

     молочнокислые бактерии      2СН3СНОН–СООН      молочнокислое

С6Н12О6  +   анаэробные бактерии       СН3СН2СН2–СООН + 2СО2 + 2Н2    маслянокислое

     + 3/2 О2 грибы плесени

         НООС–СН2–С–СН2–СООН + 2Н2О   лимоннокислое

Производные моносахаридов.

Аминосахара.

2–глюкозамин (входит в состав хитина)            2–галактозамин (входит в состав хрящей)

Дезоксисахара.

–2–дезоксирибоза (входит в состав ДНК)

Роль моносахаридов.

 Глюкоза.    Встречается в соках, плодах, фруктах, входит в состав маннозы, лактозы, сахарозы, крахмала, гликогена, клечатки. Источник энергии для клеточных реакций. Входит в состав крови и тканей.

 Фруктоза.    В плодах и меде, в сахарозе.

 Галактоза.   Входит в состав лактозы молока.

 Рибоза и д-рибоза.    Входит в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов, витамина В2.

Аскорбиновая кислота.

восстановленная форма      окисленная форма

Содержится в цитрусовых, шиповнике, черной смородины, овощах, молоке. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях организма.

Углеводы. Ди– и полисахариды.

Сложные углеводы

Олигосахариды        полисахариды

(сахароподобные)        (полиозы)

(2–10 молекул моносахаридов)      (несахароподобные)

дисахариды  трисахариды и т.д.   гомополисахариды гетеросахариды

С12Н22О11    

Олигосахариды.

     (О-гликозиды)

Растворяются в воде. Большинство сладкие.

  1.  Восстанавливающие дисахариды.

(Содержат свободный гликозидный гидроксил).

Мальтоза.

(солодовый сахар)

  мальтаза

крахмал     +     Н2О                     мальтоза

        +

         – Н2О

 D–глюкоза              или D–глюкоза                                     –1–4–гликозидная связь

гликозидный (полуацетальный гидроксил)

  оксоформа    

Мальтоза взаимодействует с реактивами Толленса и Фелинга (альдегидные реакции).

Лактоза

(молочный сахар)

Содержится в молоке.

D–галактоза          или D–глюкоза                                      оксоформа

                              –1–4–гликозидная связь

Так же как и мальтоза дает альдегидные реакции.

Невосстанавливающие дисахариды.

(свободный гликозидный гидроксил отсутствует)

Сахароза

(тростниковый сахар)

Содержится в сахарном тростнике, сахарной свекле, меде, фруктах. Применяется в кондитерской промышленности и медицине.

     D–глюкоза      

–1–2–гликозидная связь

D–фруктоза

Из-за отсутствия свободного гликозидного гидроксила не превращается в оксоформу и поэтому не дает альдегидных реакций.

      разбавленная кислота

сахароза     +     Н2О                       D–глюкоза      +     D–фруктоза

правое вращение   инверсия   левое вращение

(+ 66,5)        (– 92)

Полисахариды.

(гомополисахариды)

Крахмал.

Состоит из остатков D–глюкопиранозы. Резервное вещество растений (содержится в клубнях, корнях, семенах). Важное пищевое вещество. Нерастворим в холодной воде, в горячей – набухает. Состоит из двух полисахаридов:

  1.  Амилоза (10 – 20 %), линейное строение, связи 1,4-гликозидная.

. . .        1    4   . . .

                                    –1–4

В пространстве свернут в виде спирали, дает с иодом синее окрашивание.

  1.  Амилопектин, разветвленное строение, связи 1,4-, 1,6–гликозидная.

. . .                  1                 4           1

         –1–4             6                   –1–6–гликозидная связь

      . . .                          . . .     

Гидролиз крахмала:

Крахмал    +     Н2О                 мальтоза     +     Н2О                     глюкоза

Гликоген.

(животный крахмал)

Содержится в клетках мышц и печени. Состоит из D–глюкопиранозы. Строение как у амилопектина, только гликоген более разветвлен. Запасное вещество животных и человека. Расщепляется только в экстремальных ситуациях.

Целлюлоза.

(клечатка)

Содержится в древесине, хлопке, льне, конопле, крапиве. Сырье для бумажной промышленности, изготовления тканей (шелка) и взрывчатых веществ. Клечатка состоит из Состоит из D–глюкопиранозы.

 

          . . .                                           . . .   

–1–4–гликозидная связь

Гидролиз клечатки:

клечатка     +     Н2О                D–глюкоза  

В организме человека, в отличие от жвачных животных, нет фермента, расщепляющего такую связь.

Пектиновые вещества.

Содержится в овощах и фруктах, применяются для изготовления желе и мармелада. Состоят из остатков D–галактуроновой кислоты.

                  

         . . .                                                    . . .

           –1–4–гликозидная связь




1. тема раскрытия информации необходима для того чтобы участники рынка были достаточно информированы о дейст
2. Реквием 1935 г в СССР опубликована в 1987 г
3. Они как работа одного ума части Одного лица цветы с одного дерева; Знаки великого Апокалипсиса Типы
4. Реферат- Дифференциальные уравнения I и II порядка
5. 2.2.4. Фоносемантические способы воздействия на аудиторию Специалистами выявлено что одна и та же мысль.html
6. ТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ
7. БК Галактика МОО ФБЧ и МОО ФВЧ 1 Открытое Первенс
8.  Наберите 5 бисеринок и соедините их в кольцо
9. тема кримінального права України.html
10. Джон Локк о правах и свободах личности.html
11. тематика астрономия обработка мифологии в поэзии и искусстве
12. нибудь чуда И вот однажды в канун Пятидесятницы явилась ко двору дама и просила короля Артура позволить сэ
13. вариантная единица языка
14. Факторный анализ Кредиторская и депонентская задолженность
15. Вариант 1 Расход на продуты питания у руб
16. Несчастные случаи на производстве Воздействие вредных факторов
17. В и Г и проходят техническое и коммерческое обслуживание при котором осуществляют осмотр вагонов и смен
18. это экономическое состояние при котором желающие работать не могут найти работу при обычной ставке зарабо
19. Новые направления клеточной биологии
20. на тему- Экономическая мысль периода генезиса капитализма меркантилисты физиократы