Реферат: Применение химических веществ группы углеводов в росписи тканей

глюкоген – животный сахар

III. Важнейшие представители углеводов

1. Моносахариды

Моносахариды - это твердые вещества, способные кристаллизоваться. Они гидроскопичны, очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно

Растворы моносахаридов имеют нейтральную на лакмус реакцию и обладают сладковатым вкусом. Сладость моносахаридов различна: фруктоза в 3 раза слаще глюкозы.

Все моносахориды представляют собой бифункциональные соединения, в состав которых входят неразветвленный угольный скелет, несколько гидроксильных групп и одна карбональная группа. Моносахориды с адельгидной группой называют альдозами , а с некогруппой – кетозами . Ниже приведены структурные формулы важнейших моносахоридов:

Моносахариды, важнейшие представители простых углеводов, в природе находятся как в свободном состоянии, так и в виде своих ангидридов - сложных углеводов.

Все сложные углеводы можно рассматривать как ангидриды простых сахаров, получающиеся путем отнятия одной или нескольких молекул воды от двух или более молекул моносахарида.

К сложным углеводам относятся разнообразные по своим свойствам вещества и их делят по этой причине на две подгруппы.

а) Глюкоза

Общая формула, строение. Глюкоза С6Н12О6 представляет собой белые кристаллы, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. В линейной формуле молекулы глюкозы содержат одну альдегидную группу и пять гидроксидных групп. В кристаллах молекулы глюкозы находятся в одной из двух циклических форм (α- или β-глюкоза), которые образуются из линейной формы за счет взаимодействия гидроксильной группы при 5-м атоме углерода с карбональной группой.

Глюкозу называют также виноградным сахаром, так как она содержится в большом количестве в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза находится и в других сладких плодах и даже в разных частях растений. Распространена глюкоза и в животном мире: 0,1% ее находится в крови. Глюкоза разносится по всему телу и служит источником энергии для организма. Она также входит в состав сахарозы, лактозы, целлюлозы, крахмала.

В растительном мире широко распространена фруктоза или фруктовый (плодовый) сахар. Фруктоза содержится в сладких плодах, меде. Извлекая из цветов сладких плодов соки, пчелы приготавливают мед, который по химическому составу представляет собой в основном смесь глюкозы и фруктозы. Также фруктоза входит в состав сложных сахаров, например тростникового и свекловичного.

В организме человека глюкоза содержится а мышцах, крови, и в небольших количествах во всех клетках.

В природе глюкоза на ряду с другими углеводами образуется в результате реакции фотосинтеза:

6СО₂ +6Н₂ О хролофил С₆ Н₁₂ О₆ +6О₂ -Q

В процессе этой реакции аккумулируется энергия Солнца.

На производстве глюкозу чаще всего получают гидроли­зом крахмала в присутствии серной кислоты:

(С₆ Н₁₀ О₅ )n + nН₂ О ^{Н2 SO 4, t} nС₆ Н₁₂ О₆

Физические свойства. Глюкоза — бесцветное кристалли­ческое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристал­логидрата С₆ Н₁₂ О_б *Н₂ О. По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая.

Химические свойства.

Глюкоза обладает химическими свойствами, характерными для спиртов и альдегидов. Кроме того, она обладает и некоторыми специфическими свойствами.

Получение.

Первый синтез простейших углеводов из формальдегида в присутствии гидроксида кальция был про­изведен А. М. Бутлеровым в 1861 г.:

О

6Н – С ^Са(ОН)2 С₆ Р₁₂ О₆

Н

Применение.

Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохи­мическим превращениям, в результате которых освобожда­ется энергия, которая накопилась в процессе фотосин­теза. Упрощенно процесс окисления глюкозы в организме можно выразить следующим уравнением:

С₆ Н₁₂ О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂ О + Q

Этот процесс протекает ступенчато, и поэтому энергия выделяется медленно. Так как глюкоза легко усваивается организмом, ее используют в медицине в качестве укрепляющего лечеб­ного средства. Широко применяют глюкозу в кондитер­ском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников 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.

б) Фруктоза

Фруктоза СеН12Об — изомер глюкозы. Как и глюкоза, она может су­ществовать в линейной и циклических формах. В линейной форме фруктоза представляет собой кетоноспирт с пятью гидроксильными группами, а в циклической — кетофуранозу (т.е. пятичленный цикл с атомом кислорода).

Фруктоза вступает во все реакции многоатомных спиртов, но, в отличие от глюкозы, не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра.

в) Рибоза

Рибоза и дезоксирибоза. Из пентоз большой интерес представляют рибоза и дезоксирибоза, ибо они входят в состав нуклеиновых кислот. Структурные формулы рибозы и дезоксирибозы с открытой цепью следующие:

Название дезоксирибоза показывает, что по сравнению с рибозой в ее молекуле на одну группу ОН меньше.

Как и глюкоза, молекулы рибозы и дезоксирибозы могут иметь и циклическое строение:

2. Дисахариды

Важнейшие дисахариды — сахароза, мальтоза и лактоза. Все они являются изомерами и имеют формулу С12Н22О11, однако их строение различно.

а) Сахароза