Реакції вуглеводів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


ВУГЛЕВОДИ

Зміст

Введення

1. Реакції вуглеводів

1.1. Відновлення

1.2. Окислення

1.2.1. Дія реагентів Бенедикта, Фелінга і Толленса

1.2.2. Окислення Альдози бромної водою

1.2.3. Окислення азотною кислотою

1.2.4. Окислення периодной кислотою

1.3. Реакції з фенілгідразином

2. Освіта простих ефірів

Введення

У живій природі широко поширені речовини, багатьом з яких відповідає формула С х2 О) у. Вони являють собою, таким чином, як би гідрати вуглецю, що й зумовило їх назва - вуглеводи. До вуглеводів належить звичайний цукор - сахароза, виноградний цукор - глюкоза, фруктовий цукор - фруктоза і молочний цукор - мальтоза. Цим пояснюється ще одне їх загальноприйнята назва цукру. Рослини синтезують вуглеводи з двоокису вуглецю і води в процесі фотосинтезу. При цьому сонячна енергія переходить в хімічну:

ХСО 2 + уH 2 О + сонячна енергія ¾ ® З х2 О) у + хо 2

При окисленні вуглеводів в організмі енергія вивільняється і використовується для життєдіяльності:

З х2 О) у + хо 2 ¾ ® ХСО 2 + уH 2 О + енергія

1. Реакції вуглеводів

Хімічні властивості вуглеводів визначаються карбонільної групою, гідроксильними групами і кільчасто-ланцюгової таутомерія. Реакції по карбонільної групи протікають з ациклическими структурами, а реакції по гідроксильних груп - з циклічною формою.

1.1. Відновлення

При відновленні карбонільної групи моноз тетрагідроборатом натрію або гідруванням в присутності платини утворюються багатоатомні спирти:





D-глюкоза D-сорбіт

Упр. 16. При відновленні D-манози тетрагідроборатом натрію утворюється D-манітол. Напишіть цю реакцію.

Упр. 17. При відновленні D-фруктози тетрагідроборатом натрію утворюється два продукти. Напишіть цю реакцію і назвіть утворюються продукти.

5.

1.2. Окислення

Для ідентифікації функціональних груп вуглеводів або з метою отримання інших з'єднань використовуються різні окіслітеклі. Найбільш важливими з них є (1) реагенти Бенедикта і Толленса, (2) бромна вода, (3) азотна кислота і (4) периодной кислота.

      1. Дія реагентів Бенедикта, Фелінга і Толленса

Реактив Бенедикта (лужний розчин цитрату двовалентної міді), реактив Фелінга (тартрат міді) і реактив Толленса (аміачна окис срібла) дають позитивну реакцію (окислюють) Альдози і Кетози, незважаючи на те, що вони існують в основному в циклічній формі. При дії на Альдози реактивів Бенедикта і Фелінга утворюється осад цегляного кольору. У лужному середовищі кетози перетворюються спочатку в Альдози, а потім окислюються.


блакитний коричнево-червоний

Сахара, що дають позитивну реакцію на ці реактиви, називають поновлюючими цукрами, а не дають - невідновлювані. Мальтоза, целлобиоза і лактоза дають позитивну реакцію на ці реактиви, а сахароза - не дає.

Упр. 18. Як можна відрізнити глюкозу від метілглюкозіда?



6. 7. сахароза

1.3.2. Окислення Альдози бромної водою

При окисленні Альдози такими слабкими окислювачами як бромна вода, окисленню піддається тільки альдегідна група і утворюються альдоновие кислоти.

Альдози альдоновая кислота

D-глюконова кислота

Відновлюючі дисахариди (мальтоза целлобиоза і лактоза також окислюються бромної водою.

мальтоновая кислота

8.

1.2.3. Окислення азотною кислотою

Розбавлена ​​азотна кислота, що є більш сильним окислювачем, ніж бромна вода, окисляє не тільки альдегідну групу, але і термінальну спиртову групу в карбоксильну. Утворені при цьому полігідроксідікарбоновие кислоти називають альдаровимі кислотами.

альдаровая кислота

Альдаровую кислоту, що отримується з D-глюкози, називають D-глюкаровой кислотою.

D-глюкоза D-глюкаровой кислота

Упр. 19. Окислення D-манози азотною кислотою приводить до утворення маннаровой кислоти. Напишіть цю реакцію.




9. 10.

1.2.4. Окислення периодной кислотою.

При вивченні спиртів (12.3.2.2) ми бачили, що периодной або метаіодная кислота окисляє гликоли з розривом вуглець-вуглецевого зв'язку. Метаіодная кислота розчинна у воді; її зазвичай генерують, додаючи метаперйодат калію (або натрію) до підкислення водного розчину Діола. Реакція проходить за наступним механізмом:

Слід зауважити, що при цьому окисленні замість розірваної З ¾ С-зв'язку в кожного з атомів вуглецю з'являється зв'язок С ¾ О. Якщо в молекулі поряд з гідроксильною групою є дві інші гідроксильні групи, то утворюється мурашина кислота. За складом і співвідношенню утворюються продуктів окислення можна судити про будову досліджуваного речовини. Напірімер, периодатного окислення гліцерину призводить до утворення двох мольеквівалентов формальдегіду і одного мурашиної кислоти.

Периодатного окислення гліцеринового альдегіду призводить до утворення двох мольеквівалентов мурашиної кислоти і одного формальдегіду, а його ізомеру дігідроксіацетона - двох мольеквівалентов формальдегіду і одного діоксиду вуглецю.






гліцериновий альдегід





дігідроксіацетон

Упр. 20. Які продукти і в якому співвідношенні утворюються при периодатного окислення (а) 2,3-бутандіолу, (б) 1,2-бутандіолу, (в) 1,2,3-бутантріола, (г) D-глюкози, (д) D -фруктози, (е) D-рибози, (ж) D-арабінози, (з) 2-дезокси-D-рибози.

Упр. 21. Які продукти утворюються при окисленні глюкози бромної водою і азотною кислотою?



11. 12.


13.



14.

1.3. Реакції з фенілгідразином

Альдегідні групи Альдози вступають у звичайні реакції карбонільної групи і реагують з гідроксиламіном і фенілгідразином. Якщо з гідроксиламіном при цьому утворюються оксим, то в разі надлишку фенілгідразину утворюються озазони.


Альдози фенілозазон

Освіта озазона призводить до втрати одного стереоцентра, але не зачіпає інших, тому D-глюкоза і D-маноза утворюють один і той же озазон:



D-глюкоза D-маноза

Упр. 22. Фруктоза дає той же фенілозазон, що і D-глюкоза і D-маноза. Напишіть реакцію D-фруктози з надлишком фенілгідразину.

Озазони представляють собою легко очищаються кристалізацією речовини жовтого кольору. При дії соляної кислоти озазони гідролізуються з утворенням озоном. Однак у більшості випадків використовується розщеплення озазонов при нагріванні з бензальдегід. Ця реакція точно також призводить до утворення озону, але протікає з кращими виходами, оскільки при цьому одночасно зв'язується вивільняється фенілгідразин:

фенілозазон озон

При взаємодії озону з амальгаммой натрію в слабокислих розчинах протікає селективне відновлення альдегідної групи до первинної спиртової групи. Таким методом можна здійснювати перехід від Альдози через озазони і озон до кетозу.

2. Освіта простих ефірів

При дії на алкілглікозіди алкилгалогенидов або діалкілсульфатов у лужному середовищі утворюються пентаалкільние похідні:

метил-D-глюкопіранозід пентаметіл-D-глюкопіранозід

Процес називається вичерпним алкилированием. Метоксігруппи при С-2, С-3, С-4 і С-6 пентаметілглюкопіранозіда є звичайними ефірними групами. Ці групи стійкі в слабокислих водних розчинах. У той же час метоксігруппа при С-1 відрізняється від інших тим, що вона є ацетальной (глікозидної). Тому при гідролізі в слабокислом розчині отщеплению піддається лише гликозидная група:

2,3,4,6-тетра-О-метил-D-глюкоза

Метилювання мальтози з подальшим гідролізом призводить до утворення 2,3,4,6-тетра-О-метил-D-глюкози і 2,3,6-три-О-метил-D-глюкози:

2,3,4,6-тетра-О-метил-D-глюкоза 2,3,6-три-О-метил-D-глюкоза

Упр. 23. Напишіть реакції взаємодії D-глюкози а) з етанолом у присутності сухого хлороводню і (б) з диметилсульфатом. Продукт реакції

(Б) піддайте гідролізу.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
30.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Ланцюгові нерозгалужені реакції Потрійні зіткнення і трімолекулярние реакції
Реакції спиртів Кислотно основні властивості спиртів Реакції за участю нуклеофільного центру
Реакції спиртів Кислотно-основні властивості спиртів Реакції з участю нуклеофільного центру
Обмін вуглеводів
Обмін вуглеводів
Зміни вуглеводів і білків
Роль та застосування вуглеводів
Порушення метаболізму вуглеводів
Хімія і обмін вуглеводів
© Усі права захищені
написати до нас