Полисахариды
4.4. Полисахариды
Полисахариды – это органические вещества, в молекулах которых содержится более 10 моносахаридных остатков, связанных О-гликозидными связями и образующих линейные и разветвленные цепи.
К наиболее важным полисахаридам относятся природные высокомолекулярные соединения: крахмал, гликоген, целлюлоза. Крахмал и целлюлоза являются полисахаридами с общей формулой (С6Н10О5)п. Степень полимеризации крахмала п составляет 1000-6000, а целлюлозы 10000-14000. Наиболее распространенным в природе полисахаридом является целлюлоза, содержащаяся в древесине. Строение целлюлозы и крахмала показано на рис. 4.7 и 4.8. Свойства, способы получения и области применения крахмала приведены в табл. 4.4.
Нахождение в природе, физические и химические свойства, способы получения и области применения целлюлозы и ее производной – ацетатного волокна приведены в табл. 4.5.
|
|
Рис. 4.5. Образование и строение молекул дисахаридов
Рекомендуемые материалы
|
|
Рис. 4.6. Формы существования мальтозы
|
|
Рис. 4.7. Образование и строение целлюлозы (клетчатки)
|
|
Рис. 4.8. Образование и строение крахмала
Таблица 4.3
Свойства, нахождение в природе, способы получения и
области применения сахарозы
| Физические свойства и нахождение в природе | Химические свойства | Способы получения | Области применения |
| Сахароза – белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус. В при-роде содержится в соке сахарной свеклы (16-20 %) и сахарного тростника (до 26%), а также в малых количествах в плодах и листьях растений |
+
сахарат меди (II) 2. Реакция гидролиза: С12Н22О11 + Н2О
α-глюкоза β-фруктоза Гидролиз сахарозы может идти и под воздействием ферментов. 3. В молекуле сахарозы нет альдегидной группы, и поэтому она не дает реакцию "серебряного зеркала" и не восстанавливает Сu(ОН)2 до Cu2O |
+СО2+Н2О сахарат кальция
сахароза По окончании реакции отделяют раствор сахарозы от СаСО3 и из раствора выпаривают воду, получая при этом кристаллическую сахарозу. 2. Реакция межмолекулярной дегидратации моносахаридов (рис. 4.5) | 1. Пищевая промышленность. 2. Сырье для производства поверхностно-акт-ивных веществ (ПАВ) (эфиры сахарозы и высших жирных кислот). 3. Фармацевтическая промышленность |
1. Реакции с участием гидроксильных групп:
сахароза
1. В промышленности сахарозу получают из сахарной свеклы или сахарного тростника с выделением раствора сахарата кальция, через который пропускают газ СО2:Таблица 4.4
Свойства, нахождение в природе, способы получения и области применения крахмала
| Физические свойства | Химические свойства | Способы получения | Области применения |
| Белый, амор-фный порошок, без запаха и вкуса, в холодной воде не растворяется, а в горячей – набухает и образует клейстер | 1 . Реакция гидролиза: крахмал
[С6Н10О5]n
где п > х Реакцию превращения крахмала в глюкозу с участием катализатора H2SO4 открыл К. Кирхгоф в 1811 г.: [С6Н10О5]п+ пН2О глюкоза 2. При добавлении раствора йода к крахмалу появляется синее окрашивание – это качественная реакция на крахмал | 1 . Наиболее распространенный способ получения – из картофеля (путем его измельчения, промывки водой, отстаивания и сушки) 2. Крахмал можно получить также из других растительных культур: пшеницы, кукурузы и риса | 1. Ценный питательный продукт. 2. Сырье для получения патоки и глюкозы. 3. Получение бумаги, лекарств, накрахмаливание белья |
Таблица 4.5
Свойства, нахождение в природе, способы получения и
области применения целлюлозы
| Физические свойства | Химические свойства | Способы получения | Области применения | ||||||
| Составная часть оболочек растительных клеток: 50% в составе древесины и до 98 % в составе хлопка, в вате и в фильтровальной бумаге. Выделенная из природных материалов целлюлоза – это твердое волокнистое вещество, не растворяющееся ни в воде, ни в обычных органических растворителях. Растворяется только в аммиачном растворе гидроксида меди(II) | 1. Гидролиз целлюлозы: [С6Н10О5]n + (n-1)Н2О
β-глюкоза 2. Нитрование целлюлозы: [С6Н7О2(ОН)3]n + 3nНNО3
тринитрат целлюлозы (пироксилин – взрывчатое вещество)
+ 3n
триацетат целлюлозы (сложный эфир) | 1. Выделение из природных материалов путем сульфатной варки (обработка водным раствором NaOH и Na2SO3) и сульфитной варки (обработка водным раствором гидросульфита Са, Mg, Na или NH4, содержащим SO2). Оба эти способа наиболее распространены при производстве древесной целлюлозы. При выделении целлюлозы из хлопка применяют щелочную варку (обработка водным раствором NaOH с последующим отбеливанием). 2. Ацетатное волокно получают растворением триацетата целлюлозы в смеси СН2Сl2 и С2Н5ОН и образовавшийся при этом вязкий раствор продавливают через фильеры на устройстве. Растворитель испаряется и триацетат целлюлозы образует тонкие длинные волокна, которые скручиваются в нити и идут на дальнейшую переработку | 1. В составе древесины используется в строительстве и производстве мебели. 7. Автоматизация проветривания горных выработок - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию. 2. В виде волокнистых материалов (хлопка и льна) применяется для изготовления нитей, тканей, канатов. 3. Выделенная из древесины целлюлоза используется для изготовления бумаги. 4. Эфиры целлюлозы идут на изготовление кинопленки, нитролаков, искусственного волокна. 5. Производство бездымного пороха |
3. Взаимодействие с уксусной кислотой:
