II. Реакции по карбонильной группе.
Характерны только для восстанавливающих дисахаридов в открытой форме. Рассмотрим этот тип реакций на примере мальтозы.Мальтоза дает все реакции по альдегидной группе с HCN, NH2OH, NH2–NH2, восстановления, окисления. Цикло-оксотаутомерия Для восстанавливающих дисахаридов, как и для моносахаридов, характерно явление цикло-оксотаутомерии. Наряду с открытой (не циклической формой) они существуют и в циклических формах:
CH2OH H O H CH2OH H O H CH2OH H O H CH2OH
CH2OH H O OH OH H OH O H OH OH H OH H OH OH H OH O H OH C H H OH OH H OH O H OH OH H H H OH -мальтоза мальтоза (открытая форма) -мальтоза
Реакции нуклеофильного присоединения (АN) синильной кислоты, водорода (восстановление).
H O H OH + HCN OH H OH O H OH C CN H H OH CH2OH H O H оксинитрил мальтозы
OH H OH O H OH C H H OH мальтоза (открытая форма) + H CH2OH
H OH CH2OH
Моносахариды вступают в реакции нуклеофильного замещенияс пентахлоридом фосфора и азотистыми нуклеофилами (гидразином, гидро- ксиламином, фенилгидразином).
CH2OH H O H
PCl5
CH2OH H O H
OH O H OH
H OH
Cl
OH H OH O H OH C H
H OH мальтоза (открытая форма)
t0 , -H O
CH2OH
OH H
N NH2
+ NH2 NH2 OH O H OH H H OH гидразон мальтозы При действии слабых окислителей - аммиачного раствора оксида се- ребра (I), гидроксида меди (II), при нагревании, бромной водыпроисходито- кисление альдегидной группы до карбоксильной и образование альдобионо- вых кислот. Проба Троммера и реакция Толленса положительны:
C H OH OH
–2 H2O CH2OH
O
O OH OH Мальтобионовая кислота
Все дисахариды хорошо растворимы в воде. Сахароза-тростниковый или свекловичный сахар. Мальтоза – солодовый сахар. Лактоза – молочный сахар, содержится в материнском молоке и способна подавлять рост бакте- рий. Полисахариды Гомополисахариды. Это высокомолекулярные углеводы, содержащие сотни и даже тысячи моносахаридных остатков. Из гомополисахаридов широко известны целлюлоза, крахмал и глико- ген. Они построены из одного и того же моносахарида – D-глюкозы. Общая формула (С6Н10О5)n.
В целлюлозе остатки D–глюкопиранозы связаны между собой –(1 – гликозидной связью:
OH Гликозидные связи
Цепь, построенная из тысячи остатков D–глюкозы, имеет линейное строение. Линейные цепи закреплены водородными связями между моноса- харидными звеньями внутри одной цепи. Между параллельно уложенными цепями полисахарида также возникают водородными связи, придающие же- сткость всей структуре. Отсюда высокая механическая прочность целлюло- зы. С химической позиции целлюлоза – многоатомный спирт, содержащий три гидроксильные группы в каждом моносахаридном звене, и способный образовывать с участием этих групп простые и сложные эфиры: OR C6H7O2 OR OR n
В эфирные группы могут быть превращены либо все, либо часть гидроксильных групп фрагмента полисахарида, где радикал (R) – это алкил или остаток органической или неорганической кислоты (в сложных эфирах). Целлюлоза не проявляет восстанавливающих свойств. Простые эфиры цел- люлозы – метилцеллюлоза (R=CH3) и натрийкарбоксиметилцеллюлоза R=СН2СООNa – образуют вязкие водные растворы или гели и применяются в фармации в качестве загустителей, эмульгаторов и стабилизаторов мазей и эмульсий. Карбоксиметилцеллюлоза (R=СН2СООН) и диэтиламиноэтил- целлюлоза (сокращенно ДЭАЭ-целлюлоза) (R=СН2СН2N (C2H5)2) обладают способностью ионитов и применяются в биохимических исследованиях. Эфир уксусной кислоты (триацетат) применяют в производстве кино- пленки и электроизоляционной пленки. Из этого полиэфира вырабатывают также ацетатное волокно. Из целлюлозы получают и другие искусственные волокна: вискозное и медноаммиачное. Широко применяются эфиры целлюлозы с азотной кислотой. Тринит- рат целлюлозы – взрывчатое вещество, применяется в производстве пороха. Смесь моно-и динитратов целлюлозы используют в производстве целлулои- да, лаков, взрывчатых веществ. Гидролизом целлюлозы в промышленности вырабатывают глюкозу, брожением которой получают этиловый спирт. Другие области применения целлюлозы: строительный материал, производство бумаги, картона. Крахмал – другой распространенный растительный полисахарид, со- стоящий из двух фракций: амилопектина (основной компонент – 80-90%) и амилозы. Второй по распространенности в природе полисахарид. Содер- жится в зернах кукурузы 57-72%, риса, ячменя, ржи, гречихи – 48-55%.
– связанных остатков D– Однако в отличие от целлюлозы, гликозидная связь в амилозе имеет -конфигурацию, в результате чего полисахаридная цепь приобретает иное пространственное строение, напоминающее спираль.
Амилоза + I2 синее окрашивание
Гликозидные связи
OH O . . . OH Фрагмент цепи амилозы Амилопектин имеет разветвленное строение. В основной цепи остатки
– гликозидной связью, а в местах ветвле-
Боковая цепь
Основная цепь
• • • O CH2OH O OH CH2OH O OH 1
1 • • • O O OH O • • • OH Амилопектин +I2 фиолетовое окрашивание В организме крахмал подвергается гидролизу: –D-Глюкоза поглощается ворсинками кишечника, попадает в крове- носное русло и используется как источник энергии. Избыток глюкозы поли- меризуется в гликоген и откладывается в печени про запас. Проблема ожирения возникает потому, что количество гликогена в тканях ограничено. После синтеза 50-60г гликогена на 1кг ткани из глюкозы начинает вырабатываться жир. Гликоген (животный крахмал) имеет сходное строение с амилопек- тином, однако разветвленность его больше, чем амилопектина. Разветвлен- ность имеет значение для расщепления гликогена при помощи ферментов- таким образом увеличивается количество реакционных центров и увеличива- ется скорость реакции. Гетерополисахариды. Гетерополисахариды – это углеводы, при гидролизе которых образу- ются молекулы различных моносахаридов и их производных. К последним относятся гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота.
CH2OH
• • • O
OH Ходроитин -4-сульфат NHCOCH3
Фрагмент цепи гепарина:
O NHSO3H
O
O NHSO3H CH2OH O OH
OH
O • • • Соединительная ткань распределена по всему организму (кожа, хрящи, сухожилия, суставная жидкость, роговица, стенки крупных кровеносных со- судов, кости) и обусловливает прочность и упругость органов, эластичность их соединения, стойкость к проникновению инфекции. Полисахариды соеди- нительной ткани связаны с белками. Полисахариды соединительной ткани иногда называют кислыми муко- полисахаридами, так как они содержат уроновые кислоты, остатки серной и уксусной кислот. Функции углеводов. 1) энергетическая; 2) строительная; 3) наследственная; 4) защитная; 5) поддержание постоянного осмотического давления и свертываемо- сти крови; 6) лекарственные препараты и компоненты к ним. Энергетическая функция. Потребность человеческого организма удовлетворяется за счет углеводов. При нормальной трудовой деятельности энергетические затраты человека покрываются за счет углеводов на 55-60%, жиров на 20-25%, белков на 15- 20%. Калорийность углеводов, то есть энергия, выделяемая в процессе их диссимиляции с образованием СО2 и Н2О, составляет 16-17 кДж/г. Источни- ком глюкозы является гликоген и крахмал, поступающий с пищей. Глюкоза – обязательный компонент крови (3,3 –3,5 ммоль/л цельной крови). Особенно чувствительны к снабжению глюкозой нервные клетки. При недостатке глюкозы возникают судороги, потеря сознания. Постоянная кон- центрация глюкозы зависит от двух гормонов адреналина (гормон надпочеч- ников), регулирующего расщепление глюкозы, и инсулина (гормон поджелу- дочной железы), регулирующего синтез гликогена из глюкозы.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (258)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |