Окислительно-восстановительные свойства моносахаридов на примере глюкозы.

Химические свойства глюкозы

Важнейшим свойством моносахаридов является их ферментативное брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожение происходит в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента различают реакции следующих видов:

1.Спиртовое брожение:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅-OH + 2CO₂↑

2. Молочнокислое брожение:

C₆H₁₂O₆ → 2СH₃-CH-COOH

│

OH

молочная кислота

3. Маслянокислое брожение:

C₆H₁₂O₆ →C₃H₇COOH + 2H₂ ↑+ 2CO₂↑

II. Свойства альдегидов

1. Реакция серебряного зеркала:

СH₂OH(CHOH)₄-COH + Ag₂O ^t.NH3 →СH₂OH(CHOH)₄-COOH + 2Ag↓

глюконовая кислота

или

СH₂OH(CHOH)₄-COH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → СH₂OH(CHOH)₄-COONH₄ + 2Ag↓+ 3NH₃ +H₂O

2. Окисление гидроксидом меди (II):

СH₂OH(CHOH)₄-COH + 2Cu(OH)₂^t →СH₂OH(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + 2H₂O

голубой красный

3. Восстановление:

СH₂OH(CHOH)₄-COH + H₂^t,Ni → СH₂OH(CHOH)₄-CH₂OH

сорбит – шестиатомный спирт

42. В водной среде глюкоза и фруктоза находятся в основном в циклической форме, циклизация молекулы происходит за счёт внутримолекулярного взаимодействия альдегидной группы в молекуле глюкозы и кетогруппы в молекуле фруктозы с одной гидроксильной группой этого же моносахарида.

Циклизация молекулы фруктозы:

Циклизация молекулы глюкозы:

α- и β-аномеры зависят от положения гидроксильной группы у первого атома углерода. α-аномеры имеют структуры с ОН-группой внизу плоскости молекулы.

β-аномеры имеют ОН-группу сверху, т.е. над плоскостью цикла.

Восстановление глюкозы происходит при очень высокой температуре до шестиатомного спирта сорбит.

 

43.

 

 

44. Сахароза-дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов – α-глюкозы и β-фруктозы.

Химические свойства:

1) Взаимодействие с водой

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

Взаимодействие сахарозы с водой носит название гидролиз, т.е сахароза при нагревании гидролизуется до глюкозы и фруктозы, из которых он состоит.

2) Сахароза не даёт реакции «серебряного зеркала» и не обладает восстановительными свойствами.

3) Окисляется ионами меди, серебра, ртути, образует озазоны и вступает во все реакции, характерные для соединений, содержащих свободные карбонильные группы.

4) Может быть окислена до диоксида углерода и воды. Под действием ферментов дрожжей сахароза даёт этанол.

 

45. Мальтоза-восстанавливающий дисахарид, образующийся при ферментативном гидролизе крахмала. Состоит из двух остатков D-глюкозы, соединённых гликозидной связью по положениям 1,4.

Целлобиоза

Целлобиоза – 4-(β-глюкозидо-)-глюкоза, дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, соединённых β-гликозидной связью, основная структурная единица целлюлозы.

Для мальтозы и целлобиозы характерна реакция гидролиза(кислотный или под действием ферментов), расщепляются с образованием 2-х молекул глюкозы:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → 2С₆Н₁₂О₆

 

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

Мальтоза является восстанавливающим сахаром, т.к. имеет незамещенную полуацетальную гидроксильную группу.

При кипячении мальтозы с разбавленной кислотой и при действии фермента мальтозы гидролизуется (образуется 2 молекулы глюкозы С₆Н₁₂О₆).

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → 2С₆Н₁₂О₆

Крахмал-(С₆Н₁₀О₅)_n – полисахариды амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза.

Молекулы крахмала неоднородны по размерам.

Крахмал представляет собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.

При действии ферментов или нагревании с кислотами подвергается гидролизу.

(С₆Н₁₀О₅)_n + nH₂O →(при участии H₂SO₄) → nС₆Н₁₂О₆

Крахмал не даёт реакции серебряного зеркала.

Подобно сахарозе, не восстанавливает гидроксид меди II.

Взаимодействует с йодом(окрашивание в синий цвет).

 

47. Целлюлоза – углевод, полимер с формулой (С₆Н₁₀О₅)_n, белое твёрдое вещество, нерастворимое в воде, молекула имеет линейное (полимерное) строение, структурная единица – остаток β-глюкозы [С₆Н₇O₂₍ОH)₃]_n.

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

(С₆Н₁₀O₅)_n + nH₂O → nС₆Н₁₂O₆

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

Целлюлоза состоит из длинных цепных молекул, образуемых повторяющимися единицами, состоящими из 2х 5-D-глюкозных остатков, соединённых гликозидными связями между первым и четвёртым углеродными атомами.

48. Алифатические нитросоединения – органические соединения, имеющие в своём составе алифатический радикал (предельный и непредельный) и одну или несколько нитрогрупп (NO₂). Под нитросоединениями обычно подразумевают С-нитросоединения, в которых нитрогруппа связана с атомом углерода.

Получение:

1.Из галогенпроизводных C₂H₅Br + AgNO₂ → C₂H₅NO₂ +AgBr

2.Нитрование (реакция Коновалова) C₂H₆ + НNO₃ → C₂H₅NO₂ +Н₂↑

Химические свойства:

По химическому поведению нитросоединения обнаруживают определённое сходство с азотной кислотой. Это сходство проявляется при окислительно-восстановительных реакциях.

· Восстановление нитросоединений(реакция Зинина)

R-NO₂+ 6H = R-NH₂+2H₂O

· Реакция конденсации

· Таутомерия нитросоединений