Невосстанавливающие дисахариды

Сахароза – тростниковый (свекловичный) сахар. Состоит из остатков a-глюкозы и b-фруктозы, связанных 1,2-a-гликозидной связью. Содержится в сахарном тростнике, сахарной свекле, различ­ных фруктах, ягодах, овощах. Т. пл. 185 °С.

При нагревании сахарозы с водными растворами кислот или с водой в присутствии фермента инвертазы происходит гидролиз с образованием смеси равных количеств a-глюкозы и b-фруктозы. При этом удельное вращение сахарозы, равное +66,6°, меняет знак на противоположный (инверсия вращения). Смесь, получающаяся при гидролизе сахарозы, называется инвертированным сахаром. Он содержится, в частности, в пче­лином меде.

Трегалоза – грибной сахар. Состоит из двух остатков a-глюкозы, соединенных 1,1-a-гликозидной связью:

Крахмал. Содержится в зернах, клубнях, корнях и явля­ется основным запасным питательным веществом растений.

Основной повторяющейся единицей, из которой синтези­руется крахмал, являются остатки a-глюкозы:

Природный крахмал состоит из двух фракций – амилозы и амилопектина. Амилоза – имеет молекулярную массу около 60 000 (до 6000 моносахаридных звеньев), соединенных 1,4-a-гликозидными связями. Она растворяется в теплой воде и составляет 20–25 % крахмала. Молекула амилозы имеет нитевидную фор­му и закручена в спираль диаметром около 10 нм. Внутри спи­рали есть пустоты, в которые могут входить другие вещества с образованием соединений включения. Такое соединение с мо­лекулами йода окрашено в интенсивный синий цвет (качест­венная реакция на крахмал).

Амилопектин составляет 75–80 % крахмала, плохо раство­ряется в холодной воде, образуя коллоидный раствор. Отли­чительной особенностью его является наличие разветвлений в полисахаридных цепях. Помимо 1,4-a-гликозидных связей, обеспечивающих построение нитевидной цепи в 24–30 остат­ков глюкозы, между нитями возникают 1,6-a-гликозидные связи. Молекулы амилопектина имеют сферическую форму. Молекулярная масса колеблется от 100 тысяч до нескольких миллионов. С йодом дает красно-фиолетовое окрашивание.

При ферментативном гидролизе крахмала a-амилазами образуется остаточный декстрин. Декстрины получаются также при обработке крахмала 10%-ным водным раствором серной кислоты («декстринизация крахмала»). Водные растворы декстринов окрашиваются йодом в красный цвет.

Клетчатка является главной составной частью оболочек раститель­ных клеток. Наиболее чистая природная целлюлоза – это хлопковое волокно (свыше 90 %); древесина хвойных деревьев содержит около 50 % целлюлозы.

Молекулы целлюлозы состоят из нескольких тысяч остатков b-D-глюкозы, соединенных 1,4-b-глюкозидной связью:

Благодаря наличию свободных спиртовых гидроксильных групп, целлюлоза способна образовывать эфиры со спиртами и кислотами.

Азотнокислые эфиры (нитраты целлюлозы), называемые часто нитроцеллюлозой, получают этерификацией целлюлозы смесью азотной и серной кислот:

[C₆H₇O₂(OH)₃] _n + 3 n HNO₃ [C₆H₇O₂(ONO₂)₃] _n + 3 n H₂O

Уксуснокислые эфиры, или ацетаты клетчатки получают при действии на клетчатку смеси уксусного ангидрида, уксусной кислоты и катализатора серной кислоты. Воз­можно получение моно-, ди- и триацетата клетчатки:

[C₆H₇O₂(OH)₃] _n + 3 n (CH₃CO)₂O → [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃] _n + 3 n CH₃COOH

Вопросы для самоконтроля

1 Какие соединения называются дисахаридами. Напишите общую молекулярную формулу дисахаридов.

2 На какие две группы и по каким признакам делятся дисахариды. Приведите примеры.

3 Напишите уравнения реакций гидролиза сахарозы, мальтозы, лактозы, целлобиозы и трегалозы (укажите условия). Объясните строение указанных дисахаридов, напишите их структурные формулы.

4 Кратко охарактеризуйте химические особенности дисахаридов, укажите источники их получения.

5 Какие соединения называются полисахаридами. Назовите важнейшие представители высших полисахаридов.

6 Объясните строение крахмала и клетчатки (целлюлозы). Из каких основных фракций состоит крахмал? Какими особенностями строения обладает гликоген?

7 Рассмотрите физические и химические свойства крахмала и целлюлозы.

8 Какие промежуточные и конечные вещества получаются при гидролизе крахмала и клетчатки? Укажите условия процесса гидролиза, запишите схему гидролиза.

9 Рассмотрите техническое применение целлюлозы и её производных.

Поиск по сайту: