пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

ответы на билеты 54-59

{54} 

 

Восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды их строение и свойства

Дисахариды – это углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

Наиболее широко распространенным дисахаридом является сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Получают его из сахарного тростника или из сахарной свеклы. В молоке содержится 5 % лактозы – молочного сахара. Мальтоза содержится в прорастающем зерне и образуется при гидролизе зернового крахмала. Целлобиоза является промежуточным продуктом при ферментативном гидролизе целлюлозы.

Строение. Молекула дисахарида состоит из двух молекул моносахаридов, соединенных гликозидной связью. В зависимости от того, какие атомы углерода участвуют в образовании гликозидной связи, молекула дисахарида может или не может содержать свободную карбонильную группу.

Дисахариды можно разделить на две группы: невосстанавливающие и восстанавливающие. Невосстанавливающие сахара не имеют ОН-группы ни при одном аномерном центре, восстанавливающие – имеют свободную ОН-группу при аномерном центре.

Невосстанавливающие сахара называют гликозил-гликозидами; восстанавливающие – гликозил-гликозами.

Мальтоза – восстанавливающий дисахарид, образующийся при ферментативном гидролизе крахмала. Мальтоза состоит из двух остатков D-глюкозы, соединенных гликозидной связью по положениям 1,4.

Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы, соединенных 1,2-гликозидной связью. У сахарозы полуацетальные гидроксильные группы обеих молекул моносахаридов участвуют в образовании гликозидной связи, вследствие чего сахароза является невосстанавливающим сахаром.

Химические свойства дисахаридов:

1) способность гидролизоваться: под действием кислоты или соответствующего фермента разрывается гликозидная связь и образуются два моносахарида;

2) окисляются ионами меди, серебра, ртути, образуют озазоны и вступают во все реакции, характерные для соединений, содержащих свободные карбонильные группы;

3) дисахариды могут быть окислены до диоксида углерода и воды. Под действием ферментов дрожжей сахароза и мальтоза дают этанол, а лактоза не изменяется.

{55}

 

Строение и свойства крахмала. Гликоген

Крахмал. Этот гомополисахарид представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из D-глюкопиранозных остатков: 
амилозы (10—20%) и амилопектина (80—90%). Он образуется в растениях в процессе фотосинтеза и запасается в клубнях, корнях, семенах. Крахмал — белое аморфное вещество. В холодной воде нерастворим, в горячей набухает и некоторая часть его постепенно растворяется. При быстром нагревании крахмала за счет содержащейся в нем влаги (20%) происходит гидролитическое расщепление макромолекулярной цепи на более мелкие осколки и образуется смесь дисахаридов, называемых декстринами.Декстрины растворяются в воде лучше, чем крахмал. Такой процесс расщепления крахмала, или декстринизация осуществляется при хлебопечении. Крахмал муки, превращенный в декстрины, легче усваивается вследствие большей растворимости.

Цепь амилозы неразветвленная, включает 200—1000 глюкозных остатков, молекулярная масса 160 000.

Гликоген. В животных организмах этот полисахарид является структурным и функциональным аналогом растительного крахмала. По строению подобен амилопектину, но имеет еще большее разветвление цепей. Обычно между точками разветвления содержатся 10-12 глюкозных звеньев, иногда даже 6, условно можно сказать, что разветвленность макромолекулы гликогена вдвое больше, чем амилопектина. Сильное разветвление способствует выполнению гликогеном энергетической функции так как только при наличии большого числа концевых остатков можно обеспечить быстрое отщепление нужного количества глюкозы. Молекулярная масса гликогена необычайно велика, измерения у гликогена, выделенного с предосторожностями во избежание расщепления макромолекулы, показали, что она равна 100 млн. Такой размер макромолекул содействует выполнению функции резервного углевода. Так, макромолекула гликогена из-за большою размера не проходит через мембрану и остается внутри клетки, пока не возникнет потребность в энергии. Гидролиз гликогена в кислой среде протекает очень легко с количественным выходом глюкозы. Это используется в анализе тканей на содержание гликогена: горячей щелочью из тканей извлекают гликоген, осаждают его спиртом, гидролизуют в кислой среде и определяют количество образовавшейся глюкозы. Аналогично гликогену в животных организмах, в растениях такую же роль резервного полисахарида выполняет амилопектин имеющий менее разветвленное строение, это связано с тем, что в растениях значительно медленнее протекают метаболические процессы и не требуется быстрый приток энергии, как это иногда бывает необходимо животному организму (стрессовые ситуации, физическое или умственное напряжение).

{56}

 

Строение, свойства и химическая переработка целлюлозы.

Целлюло́за — углеводполимер с формулой (C6H10O5)n, белое твёрдое вещество, нерастворимое в воде, молекула имеет линейное (полимерное) строение, структурная единица — остаток β-глюкозы [С6Н7О2(OH)3]nПолисахарид, главная составная часть клеточных оболочек всех высших растений.

Физические свойства

Целлюлоза — белое твердое, стойкое вещество, не разрушается при нагревании (до 200 °C). Является горючим веществом, температура воспламенения 275 °С, температура самовоспламенения 420 °С (хлопковая целлюлоза). Не растворима в воде и слабых кислотах.

Целлюлоза представляет собой длинные нити, содержащие 300—10 000 остатков глюкозы, без боковых ответвлений. Эти нити соединены между собой множеством водородных связей, что придает целлюлозе большую механическую прочность, при сохранении эластичности.

Зарегистрирована в качестве пищевой добавки E460.

Химические свойства

Целлюлоза состоит из остатков молекул глюкозы, которая и образуется при гидролизе целлюлозы:

(C6H10O5)n + nH2O -->  nC6H12O6

Серная кислота с йодом, благодаря гидролизу, окрашивают целлюлозу в синий цвет. Один же йод — только в коричневый.

При реакции с азотной кислотой образуется нитроцеллюлоза (тринитрат целлюлозы):

Целлюлозу крайне сложно растворить и подвергнуть дальнейшим химическим превращениям, однако в среде подходящего растворителя, например, в ионной жидкости, такой процесс можно осуществить эффективно.

Химическая переработка целлюлозы.

Продукты переработки целлюлозы/клетчатки методом гидролиза находят разнообразное применение (См. рисунок. Структура и переработка целлюлозы (клетчатки) методом гидролиза). В виде древесины она идёт на постройки и многочисленные изделия. Из клетчатки (древесной целлюлозы) делают бумагу. Из волокон конопли, льна, хлопка изготовляют ткани, нити, верёвки. Путём химической переработки клетчатки готовят спирт, искусственный шёлк, взрывчатые вещества и многое другое.

{57}

 

. Молочные и винные кислоты их строение и распространение в природе. Понятие о простагландинах.

 

Молочная кислота (рацемическая). Молочная кислота иначе называется оксипропионовой. Её структурная формула следующая:

Молочная кислота со смешанными функциями – содержит одну карбоксильную и одну гидроксильную группы.

В больших количествах образуется молочная кислота при брожении (скисании) сахаристых веществ под влиянием бактерий молочнокислого брожения. Это происходит при квашении овощей, плодов, при приготовлении силоса, образуется также в кислом молоке, кефире, простокваше и в дрожжевом («кислом») тесте.

Впервые молочная кислота была получена в 1780 г. Шесле из кислого молока, чем и объясняется её название.

Обыкновенная оптически недеятельная (рацемическая) молочная кислота, названная «молочной кислотой брожения» известна в виде густой сиропообразной жидкости плотностью 1,248. Однако осторожным выпариванием её в вакууме можно получить безводную молочную кислоту в виде кристаллической массы, плавящейся при 18 ºС.

Молочная кислота лишена запаха. Слабый запах кислого молока зависит от следов образующихся одновременно с ней летучих жирных кислот.

При умеренном окислении молочная кислота дает ацетальдегид:

А при более жестком окислении переходит в уксусную кислоту:

Почти все соли молочной кислоты хорошо растворимы в воде и спирте в отличие от солей яблочной, винной, лимонной и янтарной кислот.

Ви́нная кислота́ (диоксиянтарная кислотаТартаровая кислота, 2,3-дигидроксибутандиовая кислота) НООС-СН(ОН)-СН(ОН)-СООН — двухосновная оксикислота.

Известны три стереоизомерные формы винной кислоты: D-(-)-энантиомер (слева вверху), L-(+)-энантиомер (справа вверху) и мезо-форма (мезовинная кислота):

Рацемическая смесь энантиомерных винных кислот известна как виноградная кислота.

Винная кислота — распространённое природное соединение. В значительном количестве она содержится в кислом соке многих фруктов, например, в виноградном соке. Соли винной кислоты — тартраты. D-винную кислоту получают действием минеральных кислот на её кислую калиевую соль (винный камень), образующуюся при брожении виноградного сока. При пиролизе D-винная кислота декарбоксилируется с образованием пировиноградной СН3СОСООН и пировинной (метилянтарной) НООССН(СН3)СН2СООН кислот. Она восстанавливается до янтарной кислоты, восстанавливает аммиачный раствор AgNO3 до Ag; в щелочной среде растворяет Сu(ОН)2 с образованием прозрачного ярко-синего раствора - реактива Фелинга.

Простагландины (Pg) — группа липидных физиологически активных веществ, образующиеся в организме ферментативным путём из некоторых незаменимых жирных кислот и содержащих 20-членную углеродную цепь. Простагландины являются медиаторами с выраженным физиологическим эффектом. Являются производными гипотетической простановой кислоты. Простагландины вместе с тромбоксанами и простациклинами образуют подкласс простаноидов, которые в свою очередь входят в класс эйкозаноидов[1].

{58}

 

Химические свойства оксикислот

Химические свойства

Гидроксикислоты - химически активные вещества. Наличие в составе их молекул двух видов функциональных групп ( - СООН и - ОН ) позволяет им легко вступать в различные химические реакции , характерные для карбоновых кислот , спиртов и типичные для самых гидроксикислот.

Реакции окисления за спиртовыми группами[править | править исходный текст]

Гидроксикислоты легко вступают в реакции окисления за спиртовыми группами, обуславливает образование оксикислот - альдегидо - и кетокислот.Например, молочная кислота, окисляясь, превращается в пировиноградную :

       СН3СН ( ОН ) СООН + О = СН3СН ( = О) СООН + Н2О

    Молочная кислота пировиноградная кислота

Окисление оксикислот при нагревании с концентрированными минеральными кислотами[править | править исходный текст]

При нагревании с концентрированной серной кислотой лимонная кислота сначала разлагается на муравьиную и ацетондикарбонову кислоты :

НООС - СН2 -С ( ОН } СООН ) - СН2 - СООН + Н2SО4 = НСООН + ноос - СН2 -С ( = О) - Н2С - СООН
Лимонная кислота             муравьиная кислота         ацетондикарбоновая кислота

В подобную реакцию вступает и молочная кислота

СН3СН ( ОН ) СООН + Н2SО4 =   НСООН +         СН3 -С ( Н ) = О
молочная кислота           муравьиная кислота   ацетальдегид

Образование солей

Оксикислоты реагируют с гидроксидами или солями металлов, образуя кислые или средние соли. Например, образование кислой и средней солей тартратнои кислоты : На первой стадии образуется кислая соль тартратнои кислоты, которая практически не растворяется в воде :

НООС - СН(ОН) - СН(ОН) - СООН + КОН = НООС - СН(ОН) - СН(ОН) - СООК + Н2О
Тартратная кислота         Гидрогенкалий тартар

На второй стадии образуется средняя соль, которая хорошо растворяется в воде :

НООС - СН(ОН) - СН(ОН) - СООК + КОН = КООС - СН(ОН) - СН(ОН) - СООК + Н2О

 

 

 


15.06.2014; 15:45
хиты: 333
рейтинг:0
Естественные науки
химия
органическая химия
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь