Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)

Углеводы

- кислородсодержащие органические вещества, большинство которых отвечает общей формуле С_n(H₂O)_m

Т.е. углеводы как бы состоят из углерода и воды, отсюда и название класса. Это название появилось на основе элементного анализа первых известных углеводов. В дальнейшем было установлено, что существуют углеводы, в молекулах которых не соблюдается указанное соотношение, например, дезоксирибоза C₅H₁₀O₄. Известны также соединения, состав которых соответствует приведённой общей формуле, но они не принадлежат к классу углеводов (формальдегид, уксусная кислота). Однако название «углеводы» укоренилось и в настоящее время является общепризнанным.

Углеводы – это чрезвычайно разнообразный класс соединений, как по составу, так и по строению их молекул.

Классификация углеводов

По способности к гидролизу углеводы можно разделить на 3 основные группы: моносахариды, олигосахариды, полисахариды.

Моносахариды – углеводы, являющиеся по строению альдегидоспиртами или кетоноспиртами, которые не подвергаются гидролизу. В зависимости от числа атомов углерода делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы.

Примеры: глюкоза (виноградный сахар) C₆H₁₂O₆ – белое кристаллическое вещество, содержится в соке винограда и других фруктах.

Олигосахариды – полимерные углеводы, построенные из небольшого числа (2 – 10) остатков моносахаридов.

Примеры: сахароза С₁₂H₂₂O₁₁ (свекловичный или тростниковый сахар) – дисахарид, белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус. Содержится в большинстве растений. В живых организмах под действием ферментов сначала подвергается гидролизу до моносахаридов, которые затем окисляются до углекислого газа и воды с выделением большого количества энергии.

Лактоза С₁₂H₂₂O₁₁ (молочный сахар) – дисахарид, входит в состав молока и молочных продуктов.

Мальтоза С₁₂H₂₂O₁₁ (солодовый сахар) – входит в состав солода, мёда.

Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, построенные из остатков моносахаридов. Могут иметь разветвлённое и линейное строение.

Примеры: крахмал (C₆H₁₀O₅)_n - полисахарид, построенный из звеньев α-глюкозы, белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде набухает и образует крахмальный клейстер. Содержится в растениях и является ценным питательным веществом. Под воздействием ферментов в организме гидролизуется до глюкозы.

Целлюлоза (C₆H₁₀O₅)_n – полисахарид, построенный из звеньев β-глюкозы, твёрдое волокнистое вещество, нерастворимое в воде. Служит «строительным материалом» для стенок растительной клетки, является самым распространённым органическим веществом на Земле. Применяется для изготовления хлопчатобумажных тканей и бумаги.

Глюкоза

В свободном виде глюкоза С₆Н₁₂О₆ содержится почти во всех органах зелёных растений. Особенно её много в соке винограда (отсюда название «виноградный сахар»). Мёд в основном состоит из смеси глюкозы и фруктозы. Также глюкоза содержится цветочном нектаре, некоторых фруктах и овощах.

В крови человека и животных содержится около 0,1% глюкозы (80 – 120 мг в 100 мл крови). Превышение содержания глюкозы в крови уровня 180 мг на 100 мл крови свидетельствует о нарушении углеводного обмена и развитии сахарного диабета.

Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохимическим превращениям, в результате которых образуется диоксид углерода и вода, при этом выделяется энергия согласно итоговому уравнению:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + 2800 кДж

Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства при явлениях сердечной слабости, шоке, она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых жидкостей. Широко применяют глюкозу в кондитерском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и т. д.), в текстильной промышленности в качестве восстановителя, в качестве исходного продукта при производстве аскорбиновой кислоты, для синтеза ряда производных сахаров и т.д. Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению. На практике используется также спиртовое брожение глюкозы, например, при производстве пива.

Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество без запаха, плотность — 1,54 г/см³, температура плавления — 146 °С. При нагревании выше этой температуры вещество разлагается, не доходя до точки кипения. Глюкоза сладкая на вкус, но в полтора раза менее сладкая, чем сахароза. Хорошо растворяется в воде: в 100 г воды при 0 °С растворяется 32 г глюкозы, а при 25 °С — 82 г, плохо растворяется в органических растворителях. Её растворы не проводят электрический ток (глюкоза — неэлектролит).

Молекула глюкозы содержит несколько групп -OH, поэтому она может взаимодействовать со свежеосаждённым гидроксидом меди(II) (рис. а,б)

Также глюкоза даёт реакцию «серебряного зеркала» (реагирует с аммиачным раствором оксида серебра), что указывает на присутствие в молекуле глюкозы альдегидной группы, поэтому глюкоза – это альдегидоспирт (пять гидроксогрупп и одна альдегидная группа)

Структурная формула глюкозы

При нагревании глюкоза разлагается, как и все углеводы, на углерод и воду:

Глюкоза — один из основных продуктов обмена веществ в живых организмах. В природе она образуется в зелёных частях растений в процессе фотосинтеза, который происходит с поглощением солнечного света:

В растениях глюкоза превращается в сложные углеводы — крахмал и целлюлозу:

Химические свойства глюкозы

Моносахариды вступают в химические реакции, свойственные карбонильной и гидроксильной группам.

1) Реакция “серебряного зеркала”

Доказать наличие альдегидной группы в глюкозе можно с помощью аммиачного раствора оксида серебра. Эта реакция называется реакцией «серебряного зеркала». Её используют как качественную для открытия альдегидов. Альдегидная группа глюкозы окисляется до карбоксильной группы. Глюкоза превращается в глюконовую кислоту.

СН₂ОН-(СНОН)₄-СНО + Ag₂O → СН₂ОН-(СНОН)₄-СOOH + 2Ag↓

₍Реакцию «серебряного зеркала» используют в промышленности для серебрения зеркал, изготовления колб для термосов, ёлочных украшений).

Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)

Вместо Cu₂OH пишем Cu₂O во втором уравнении

Гидрирование глюкозы

Альдегидная группа может быть восстановлена в гидроксильную группу действием водорода в присутствии катализатора.

4) Специфические свойства. Большое значение имеют процессы брожения глюкозы, происходящие под действием органических катализаторов-ферментов (они вырабатываются микроорганизмами).
а) спиртовое брожение (под действием дрожжей)

С₆Н₁₂О₆= 2С₂Н₅ОН + 2СО₂

_{б) молочнокислое брожение (под действием молочнокислых бактерий)}

в) маслянокислое брожение

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 123; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!