Węglowodany (cukry) - część C(1), Nauka, Chemia, Różne
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Cz. XXVIII - c Węglowodany - cukry - sacharydy: disacharydy i polisacharydy I. Budowa i właściwości disacharydów Wiązanie glikozydowe między monosacharydami powstaje z udziałem dwóch grup hydroksylowych pochodzących z dwóch różnych cząsteczek cukrów prostych. Grupy hydroksylowe nie są równocenne w przypadku form pierścieniowych cukrów prostych, atom wodoru w grupie -OH glikozydowej jest bardziej labilny (reaktywniejszy) niż w pozostałych grupach -OH. W powstawaniu wiązania glikozydowego zawsze bierze udział jedna glikozydowa grupa -OH jednego z cukrów prostych i dowolna grupa -OH (w tym również glikozydowa) drugiej cząsteczki cukru prostego. W przypadku, gdy grupa -OH glikozydowa w cząsteczce dwucukru zostanie zachowana, to w określonych warunkach może przekształcić się w grupę -CHO i tym samym dwucukier zachowuje właściwości cukru redukującego . 1. Dwucukier sacharoza nie jest cukrem redukującym , ponieważ w tworzeniu wiązania glikozydowego biorą udział dwie grupy glikozydowe -OH , zarówno cząsteczki α- glukozy i cząsteczki β-fruktozy . 6 CH 2 OH (α - glukopiranoza) | 5 C O H | H | H | 4 C 1 C | OH H | β - fruktofuranoza HO | | O H 3 C 2 C + O | | HO 6 CH 2 OH H OH | | -H 2 O 2 C 5 C | OH H | HOH 2 1 C | | H 3 C 4 C | | H OH 6 CH 2 OH (reszta α - glukopiranozy) | 5 C O H | H | H | 4 C 1 C | OH H | (reszta β - fruktofuranozy) HO | | O 3 C 2 C O | | 6 CH 2 OH H OH | 2 C 5 C | OH H | HOH 2 1 C | | H 3 C 4 C | | H OH sacharoza W cząsteczce α - glukopiranozy glikozydowa grupa -OH jest na lokancie 1 , natomiast w cząsteczce β - fruktofuranozy jest na lokancie 2 , stąd wiązanie α, β -1, 2 - glikozydowe . 2. Dwucukier laktoza jest cukrem redukującym , ponieważ w tworzeniu wiązania glikozydowego bierze udział jedna grupa glikozydowa -OH jednej cząsteczki α - D- glukozy i grupa -OH zwiana z lokantem 4 drugiej cząsteczki β - D galaktozy, stąd jej glikozydowa grupa -OH może ulec przekształceniu w grupę -CHO i dać pozytywną próbę Tollensa i Trommera. 6 CH 2 OH | 5 C O H | H | H | 4 C 1 C OH H | | | OH 3 C 2 C | | H OH 6 CH 2 OH | 5 C O OH | O | H | 4 C 1 C | OH H | H | | H 3 C 2 C | | H OH 3. Dwucukier maltoza jest cukrem redukującym , zbudowana jest z dwóch reszt α - D - glukozy połączonych wiązaniem α - 1,4 - glikozydowym. Glikozydowa grupa hydroksylowa w drugiej reszcie α - D - glukozy jest wolna, to też cukier ten da pozytywne reakcje Trommera i Tollenasa. 6 CH 2 OH | 5 C O H | H | H | 4 C 1 C | OH H | HO | | O 3 C 2 C | | H OH H OH | | 3 C 2 C H | | OH | OH H | 4 C 1 C H | | H 5 C O | 6 CH 2 OH 4. Dwucukier celobioza jest cukrem redukującym , zbudowana jest z dwóch reszt β - D - glukozy połączonych wiązaniem β-1,4-glikozydowym. Glikozydowa grupa hydroksylowa w drugiej reszcie β - D - glukozy jest wolna, to też cukier ten da pozytywne reakcje Trommera i Tollenasa. 6 CH 2 OH | 5 C O H | O | H | 4 C 1 C | OH H | HO | | H 3 C 2 C | | H OH 6 CH 2 OH | 5 C O H | OH | H | 4 C 1 C OH H | | | H 3 C 2 C | | H OH Zestawienie tabelaryczne dwucukrów Dwucukier Sacharoza Laktoza Maltoza Celebioza Reszty monosacharydów α-D- glukopiranoza + β-D-frukto- furanoza β-D- galaktopiranoza + α-D-gluko- piranoza α-D- glukopiranoza + α -D-gluko- piranoza β-D- glukopiranoza + β-D-gluko- piranoza Rodzaj wiązania α,β-1,2- glikozydowe β-1,4- glikozydowe α-1,4- glikozydowe wiązanie β-1,4 glikozydowe Właściwości Nieredukujący Redukujący Redukujący Redukujący Występowanie i inne właściwości Ulega hydrolizie w obecności H + , lub pod wpływem enzymu inwertazy (sacharozy), występuje w soku buraków cukrowych, trzciny cukrowej, owoców, substancja krystaliczna bezbarwna, słodka w smaku, dobrze rozpuszczalna w wodzie Cukier mlekowy, występuje w mleku ssaków, substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie o słodkim smaku Jest produktem rozkładu - hydrolizy skrobi i glikogenu oraz w ziarniakach kukurydzy i jęczmienia, substancja stała, krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie. Jest produktem hydrolizy celulozy. II. Polisacharydy - skrobia, glikogen, celuloza 1. Skrobia - homopolisacharyd , zbudowany wyłącznie z reszt α - D - glukozy , skrobia składa się z amylozy i amylopektyny: Amyloza - polisacharyd o spiralnie skręconym nierozgałęzionym łańcuchu składających się z 300-600 reszt glukozowych połączonych wiązaniami α-1,4-glikozydowymi . Amylopektyna - polisacharyd rozgałęziony, rozgałęzienia występują średnio co 25 reszt, łańcuch główny i boczny są skręcone, zwiera ok. 2500 reszt glukozowych, w łańcuchu głównym i bocznych powiązane są wiązaniami α-1,4-glikozydowymi , natomiast w rozgałęzieniach wiązaniem α-1,6-glikozydowym . Ogrzewana skrobia nie ulega stopieniu, lecz częściowemu rozkładowi do dekstryn (błyszcząca warstewka na skórce chleba). Skrobia ulega hydrolizie w roztworze wodnym pod wpływem kationów wodorowych lub enzymu amylazy (jest składnikiem śliny). Proces hydrolizy i rozkładu jest powolny i przebiega etapami. Wykrywanie skrobi - barwny kompleks fioletowo-niebieski amylozy z roztworem jodu w jodku potasu 2. Celuloza (błonnik) - homopolisacharyd, zbudowany z reszt β-D-glukozy powiązanych wiązaniami β-1,4-glikozydowymi , łańcuchy są nierozgałęzione, ciasno ułożone równolegle, pomiędzy łańcuchami występują liczne wiązania wodorowe. Budowa taka uniemożliwia hydratację celulozy, jest ona wytrzymała mechanicznie, nierozpuszczalna w wodzie. Ma postać białych elastycznych włókien, bez smaku i zapachu. Rozpuszcza się w odczynniku Schweitzera {[Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 } w obecności kwasu HCl i H 2 SO 4 w trakcie dłuższego gotowania ulega hydrolizie , produktem pośrednim jest celobioza a końcowym glukoza . Octan celulozy (acetyloceluloza) - ester kwasu octowego i celulozy - bezbarwna, przezroczysta, niepalna masa stosowana do produkcji sztucznego jedwabiu, błon filmowych, folii, lakierów, farb, klejów, Azotan(V) celulozy (celuloid po dodaniu jako zmiękczacza kamfory) - tworzywo palne, termoplastyczne, Nitroceluloza - bezdymny proch strzelniczy, Pod wpływem stężonego NaOH powstaje sól alkalicelulozy, która w reakcji z siarczkiem węgla (CS 2 ) przechodzi w wiskozę - włókno. 3. Glikogen - homopolisacharyd, zbudowany z reszt α-D-glukozy , ma budowę silnie rozgałęzionego łańcucha, reszty w łańcuchu połączone są wiązaniami α-1,4-glikozydowymi , natomiast w rozgałęzieniach wiązaniami α-1,6-glikozydowymi . Pełni funkcje cukru zapasowego w organizmach zwierzęcych (wątroba i mięśnie), ulega hydrolizie pod wpływem hormonu glukagon, Glikogen można wykryć roztworem jodu w jodku potasu, powstaje czerwonobrunatny kompleks jodu z glikogenem. 4. Guma arabska - heteropolisacharyd roślinny - jest mieszaniną arabinozy, ramnozy, galaktozy i kwasu D-glukuronowgo, stosowana jako klej. 5. Pektyny - mieszanina roślinnych polisacharydów i ich pochodnych (kwas galakturonowy i jego estry metylowe, arabinoza, galaktoza). Z dwucukrami są stosowanie jako substancja żelująca. [ Pobierz całość w formacie PDF ] |