Химические свойства моносахаридов
Исходя из функционального состава, моносахариды проявляют свойства многоатомных спиртов, карбонильных соединений, полуацеталей и специфические свойства.
1. Свойства многоатомных спиртов проявляются в качественной реакции взаимодействия моносахаридов со свежеосажденным гидроксидом меди (II) - Сu(OH)2. В результате происходит образование растворимого хелатного комплекса ярко-синего цвета. В реакцию вступает a-диольный фрагмент молекулы моносахарида.
2 глюкозы+ Cu(OH)2 +2OH-=фрагмент хелатного комплекса – глюкозата меди (II) +4Н2О
2. Свойства альдегидов проявляются в качественной реакции взаимодействия альдегидной группы с мягкими окислителями (Сu(OH)2 или Ag2O) при повышенной температуре. Данная реакция в биохимическом анализе для глюкозы называется пробой Троммера и используется для обнаружения глюкозы в моче.
глюкоза+ 2Cu(OH)2= D-глюконовая к-та+ 2CuOH+ вода
3. Свойства спиртов проявляются в реакции этерификации ОН-группы под действием кислородсодержащих кислот. Биологическое значение имеют эфиры фосфорной кислоты – фосфаты, образующиеся обычно по месту последнего звена с участием фермента фосфорилазы.
α,D-глюкопираноза+ фосфорная к-та= 6-фосфат-D-глюкопираноза+ вода
В клетке содержится в виде дианиона. Аналогично образуются сульфаты моносахаридов, входящие в состав полисахаридов соединительной ткани.
4. Моносахариды способны восстанавливаться водородом на никеле или палладии. Продуктами восстановления являются многоатомные спиры - альдиты: глюкоза-сорбит, манноза-маннит, ксилоза-ксилит, галактоза-дульцит.
|
|
|
5. Свойства полуацеталей проявляются во взаимодействии циклических форм моносахаридов со спиртами, при этом полуацетальный или гликозидный гидроксил не проявляют свойств спиртов, а ведут себя специфически, образуя гликозиды.
β,D-глюкопираноза+ метанол= метил-β,D-глюкопиранозид+ вода
6. К специфическим свойствам относятся различные виды окисления моносахаридов, реакции изомеризации и брожения.
Производные моносахаридов
Аминосахара – образуются на основе моносахаридов, в молекулах которых OH-группа второго звена замещена аминогруппой - NH2, напр. D-глюкозамин.
В водном растворе он находится в циклической форме 2-амино-2-дезокси-D-глюкопираноза.
Аминогруппа часто ацелирована остатком уксусной кислоты, при этом образуется амидная группировка: -N(-H)-C(=O)-, напр. N-ацетил-D-глюкозамин:
2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюкозамин
2-ацетамидо-2-дезокси-D-галактопираноза
Аминосахара входят в состав групповых веществ крови, определяя их специфичность и являются компонентами структурных полисахаридов.
|
|
|
Сахарные кислоты
Представителем является D-глюкуроновая кислота, образующаяся окислением глюкозы в шестом углеродном звене.
Глюкуроновая кислота является структурным компонентом полисахаридов. Самостоятельно участвует в обезвреживании токсических веществ, образуя с ними водорастворимые глюкурониды, и выводит их с мочой.
Выведение салициловой кислоты из организма в процессе воздействия лекарственных веществ происходит в виде О-глюкуронида, образующегося по месту полуацетатного гидроксила глюкуроновой кислоты и фенольного гидроксила салициловой кислоты.
Нейраминовая кислота. Получается в результате альдольной конденсации ПВК и Д-маннозамина
Сиаловые кислоты. Они являются N-ацетильными производными нейраминовой кислоты. Ацилирование происходит ацетильным или гидроксиацетильным остатком. Например N-ацетил-D-нейраминовая кислота имеет следующее строение.
Нейраминовые и сиаловые кислоты в свободном состоянии содержатся в спиномозговой жидкости. Сиаловая кислота является компонентом специфических веществ крови, входит в состав ганглиозидов мозга и участвует в проведении нервных импульсов.
Лекция 6
Сложные углеводы
|
|
|
Полисахариды - это высокомолекулярные углеводы, по химической природе относящиеся к полигликозидам, т.е. продуктам поликонденсации моносахаридов, связанных между собой гликозидными связями.
Полисахариды имеют большую молекулярную массу и характеризуются высоким уровнем структурной организации макромолекулы.
Полисахаридные цепи могут быть разветвлёнными и неразветвлёнными, то есть линейными.
По составу полисахариды делят на
1. гомополисахариды - биополимеры, образованные из остатков одного моносахарида;
2. гетерополисахариды, образованные из остатков разных моносахаридов.
Все они имеют общее название: гликаны.
Гомополисахариды
К биологически важным относятся крахмал, гликоген, клетчатка, состоящаие из остатков глюкозы.
Крахмал - это смесь двух полисахаридов: амилозы и амилопектина в соотношении 10-20% к 80-90%. Амилоза состоит из остатков a-D-глюкопиранозы, связанных a(1®4)-гликозидными связями. В макромолекулу амилозы может включаться то 200 до 1000 остатков с общей молекулярной массой 160 тыс. единиц (схема).
Макромолекула амилозы свёрнута в спираль, во внутренний канал которой могут проникать молекулы небольших размеров, образуя комплексы, которые называются «соединения включения». Например, комплекс амилазы с йодом имеет синее окрашивание.
|
|
|
Строение амилопектина. Слайд.
Амилопектин - это гомополисахарид разветвлённой структуры, в составе которого линейная цепь a-D-глюкопиранозных остатков построена за счёт a(1®4) гликозидных связей, а элементы разветвления формируются за счёт a(1®6) гликозидных связей. Между точками разветвления укладывается от 20 до 25 глюкозных остатков; молекулярная масса амилопектина »1-6 млн. единиц.
Свойства крахмала.
Крахмал - это белое аморфное вещество, синтезируемое в растениях в процессе фотосинтеза и запасающееся в клубнях и семенах. Биохимическое превращение сводится к его гидролизу. Гидролиз в живом организме начинается в ротовой полости под действием a-амилазы слюны, где крахмал расщепляется до декстринов. Гидролиз продолжается в тонкой кишке под действием a-амилазы поджелудочной железы и заканчивается образованием молекул глюкозы.
Схема гидролиза крахмала может иметь следующий вид:
(C6H10O5)n+mH2O(a-амилаза)® декстрины+qH2O (гидролаза)® мальтоза+Н2О (мальтаза)®n молекул глюкозы.
Глюкоза из кишечника по воротной вене поступает в печень, где участвует в синтезе гликогена, или кровью переносится к различным органам и тканям, где сгорает, выделяя энергию. Уровень глюкозы в крови в норме составляет 3,3-5,0 ммоль·дм-3.
Качественным реактивом на крахмал и продукты гидролиза является раствор йода. С крахмалом он образует комплекс тёмно-синего цвета. С декстринами - от фиолетового до красно-бурого цвета. Мальтоза и глюкоза раствором йода не окрашиваются.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 240; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!