Углеводы

Углеводы - группа природных органических соединений, химическая структура которых отвечает формуле Cm(H2O)n. Входят в состав всех без исключения живых организмов.

Углеводы
Классификация

Углеводы подразделяются на

  • Моносахариды
  • Моносахариды (греч. monos — единственный + sacchar — сахар) - наиболее распространенная группа углеводов в природе, содержащие в молекулах пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода.

    Из наиболее известных представителей к пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза, к гексозам - глюкоза и фруктоза.

    Моносахариды
  • Олигосахариды
  • Олигосахариды (греч. ὀλίγος — немногий) - группа углеводов, в молекулах которых, содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков. Если в молекуле содержатся два моносахаридных остатка, ее называют дисахарид.

    Наиболее известны следующие дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза. Они являются изомерами, их молекулярная формула одинакова - C12H22O11.

    Олигосахариды, дисахариды
  • Полисахариды
  • Полисахариды (греч. poly - много) - природные биополимеры, молекулы которых состоят из длинных цепей (десятки, сотни тысяч) моносахаридов.

    Например, глюкоза - моносахарид, а крахмал, гликоген и целлюлоза - ее полимеры. Также к полимерам относится хитин, пектин. Формула крахмала, целлюлозы - (C6H10O5)n

    Полисахариды

Моносахариды

Получение глюкозы возможно несколькими способами:

  • Реакция Бутлерова
  • В присутствии ионов металла, молекулы формальдегида соединяются, образуя различные углеводы, например, глюкозу.

    Получение глюкозы из формальдегида
  • Гидролиз крахмала
  • В присутствии кислоты и при нагревании, крахмал (полимер) распадается на мономеры - молекулы глюкозы.

    Гидролиз крахмала
  • Фотосинтез
  • Эту реакцию изобрела природа, для нее существует необыкновенный катализатор - солнечный свет (hν).

    6CO2 + 6H2O → (hν) C6H12O6 + 6O2

По химическому строению глюкоза является пятиатомным альдегидоспиртом, а, значит, для нее характерны реакции и альдегидов, и многоатомных спиртов.

  • Реакции по альдегидной группе
  • Окисление глюкозы идет до глюконовой кислоты. Это можно осуществить с помощью реакций серебряного зеркала, с гидроксидом меди II.

    Окисление глюкозы

    Обратите особое внимание на то, что при написании формулы аммиачного раствора в полном виде будет правильнее указать в продуктах не кислоту, а соль - глюконат аммония. Это связано с тем, что аммиак, обладающий основными свойствами, реагирует с глюконовой кислотой с образованием соли.

    Окисление глюкозы аммиачным раствором оксида серебра

    Восстановление глюкозы возможно до шестиатомного спирта сорбита (глюцита), применяемого в пищевой промышленности в качестве сахарозаменителя. На вкус сорбит менее приятен, менее сладок, чем сахар.

    Восстановление глюкозы
  • Реакции по гидроксогруппам
  • Глюкоза содержит пять гидроксогрупп, является многоатомным спиртом. Она вступает в качественную реакцию для многоатомных спиртов - со свежеприготовленным гидроксидом меди II.

    В результате такой реакции образуется характерное голубое окрашивание раствора.

    Глюкоза и гидроксид меди II
  • Брожение глюкозы
  • Возможны несколько вариантов брожения глюкозы: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое. Эти виды брожения имеют большое практическое значение и характерны для многих живых организмов, в частности бактерий.

    Брожение глюкозы

Фруктоза является изомером глюкозы. В отличие от нее не вступает в реакции окисления - она является кетоспиртом, а кетоны окислению до кислот не подвергаются.

Для нее характерна качественная реакция как многоатомного спирта - со свежеприготовленным гидроксидом меди II. В реакцию серебряного зеркала фруктоза не вступает.

Применяется фруктоза как сахарозаменитель. Она в 3 раза слаще глюкозы и в 1,5 раза слаще сахарозы.

Фруктоза
Дисахариды

Как уже было сказано ранее, наиболее известные дисахариды: сахароза, лактоза и мальтоза - имеют одну и ту же формулу - C12H22O11.

При их гидролизе получаются различные моносахариды.

Гидролиз сахарозы, лактозы и мальтозы
Полисахариды

Из множества реакций, более всего мне хотелось бы выделить гидролиз крахмала. В результате образуется глюкоза.

Гидролиз крахмала

Пройдите тест для закрепления знаний

1. Изомерами являются глюкоза и

Изомерами являются глюкоза и фруктоза.

2. Глюкоза не вступает в реакцию

Глюкоза не вступает в реакцию с кремниевой кислотой (нерастворимой).

Глюкоза вступает в реакцию серебряного зеркала и с гидроксидом меди II, окисляется в них до глюконовой кислоты.
В реакции с оксидом меди II происходит обмен - типичная реакция между кислотой и основным оксидом: образуется глюконат меди и вода.

3. Выберите вещество, не относящееся к дисахаридам

Вещество, не относящееся к дисахаридам, рибоза.

4. Природными биополимерами являются все вещества, кроме

Галактоза - моносахарид из группы гексоз.

5. В результате гидролиза крахмала получается

В результате гидролиза крахмала получается глюкоза.

6. В результате гидролиза сахарозы получаются

В результате гидролиза сахарозы получаются глюкоза и фруктоза.

Ваш результат