Organicheskaya_khimia_Uchebn_v_2-kh_t_T_2_Traven (1125751), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Вследствие наличия полуацетальной функции в молекуле мальтозы, а-аномер находится в равновесии с (з-аномером — Д-мальтозой, 4-О-(а-0- глюкопиранозил) )з-0-глюкопиранозо)ь Если ее подвергают кислотному гидролизу, получают 2 моль 0-(+)-глюкозьь В противоположность сахарозе мальтоза — восстанавливающий глнкозид, поскольку в его структуре имеется полуацетальный фрагмент. Мальтоза дает реакции с реагентом Бенедикта — Фелинга и фепилгидразином. Из других примеров дисахаридов можно назвать лаклзозу (молочный сахар) — дисахарид, содержащий остаток ~)-0-галактопиранозы (в фиксированной ~)-форме) и 0-глюкозы и присутствующий в молоке почти всех млекопитающих: сн он СН,ОН Н ОН Н ОН а-лактоза.
4-О-ф-0-галактопиранознл)- а-0-глюкопираноза 493 26.2. Диеакарилы сн,он СН20Н н н н н он н он р-лактоза, 4-О-гр-Р-галактопиранозил)- ~)-Р-глюкопираноза и целлобиоау — дисахарид, содержащий два остатка глюкозы: один из остат- ков находится в фиксированной р-форме: сн,он СН,ОН н ОН Н ОН а-целлобиоза, 4-О-ф-Р-глюкопиранозил)- о-Р-глюкопнраноза сн он сн он Н ОН Н ОН н он СН20Н н он сн,он ,,о н 0 н Олива 26. Углеводы сн,он сн,он он он н 1)-целлобиозв, 4-О-11з-г)-глюкопиранозил)- 1)-0-глюкопиранозв н Наличие полуацетальных функций в молекулах лактозы и целлобиозы позволяет относить их к восстанавливающим сахарам.
26.3. ПОЛИСАХАРИДЫ 26.3.1. Классификация Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, представляющие собой продукты поликонденсации моносахаридов или их производных. По химической природе полисахариды следует рассматривать как полигликозиды. При этом каждое звено моносахарнда связано гликозидными связями с предыдущим и последующим звеньями. Для связи с последующим звеном предоставляется гликозидная гидроксигруппа, а для связи с предыдущим звеном — спиртовая (гликозная) гидроксигруппа, чаще всего у атомов Сл или С, В полисахаридах растительного происхождения в основном образуются 1,4- или 1,б-гликозидные связи, а в полисахаридах животного происхождения кроме этих связей образуются также 1,3- и 1,2-гликозидные связи. На конце молекулы часто находится восстанавливающий остаток моносахарида, но поскольку его доля по отношению ко всей молекуле очень мала, то полисахариды проявляют очень слабые восстанавливающие свойства.
Полисахариды по строению делятся на линейные и разветвленные, а по составу — на гетерополисахариды, которые состоят из различных моносахаридов, и гомополисахариды, которые состоят из фрагментов одного и того же моносахарида. В случае глюкозы такие гомополисахариды называют глюканами: крахмал, гликоген, целлюлоза. 26.3.2. Крахмал Крахмал — основная питательная часть растений (кукуруза, картофель, пшеница, рис), источник питания человека и животных. Процесс образования макромолекулы крахмала, состоящий из остатков а-глюкозы, можно представить следующим образом: 495 26.3. Полисахариды сн,он .
СН20Н сн,он + 4 н .н он сн,он Н::ОН н он. а-глюкоза сн,он сн,он +л Нзо, о о н он н он н он Основной источник получения крахмала — клубни картофеля, семена кукурузы, которые измельчают, промывают водой. Выделившийся крахмал в виде мелких зерен затем высушивают и получают в виде белого порошка. Крахмал не обнаруживает восстанавливающих свойств, но после обработки раствором серной кислоты превращается в продукты гидролиза: сначала в декстрины, а затем — в дисахарид мальтозу. Конечным продуктом гидролиза является а-глюкоза, что можно записать в краткой форме; (Сьн1005)а + л Н2О и Сан~зов. Крахмал — один из важнейших компонентов продуктов питания, хотя непосредственно не усваивается организмом.
В пищеварительном тракте крахмал гидролизуется ферментами, а образующаяся в результате гидролиза глюкоза поступает в кровь и, таким образом, во все ткани организма. Частичный гидролиз крахмала происходит уже при нагревании, связанном с приготовлением пищевых продуктов: при выпечке хлеба ~образование декстринов), варке картофеля и изготовлении кондитерских изделий. Нагреванием крахмала с водой получают коллоидную суспензию, состоящую из 10 — 20% амилозы и 80 — 90% амилопектина. сн он СН,ОН (л = 100г500). 0— 0 Н ОН Н ОН Амилоаа — полимер О-глюкозы, в котором фрагменты соединены а-1,4- гликозидными связями, относится к невосстанавливающим сахарам. Моле- 496 Глава 2б. Углеводы кулярная масса амилозы -400 000, т. е. в состав этого полимера входит свыше 1000 моносахаридных субъединиц.
Амилгзиектии — разветвленный полимер, имеющий молекулярную массу от 1 до 6 млн. Состоит из остатков О-глюкозьц связанных а-1,4-гликозидными связями, и боковых цепей, присоединенных к основной цепи гт-1,6-гликозидными связями. Гликоген — структурный и функциональный аналог растительного крахмала у животных, еще более разветвленный, чем амилопектин. Имеет исключительно высокую молекулярную массу — до 100 млн. Гликоген служит прекрасным «хранилищем» углеводов для животных, Постоянно находится в клетке и благодаря огромным размерам молекулы и большому числу концевых групп поддерживает в клетке устойчивую концентрацию глюкозы.
26.3.3. Целлюлоза Другим широко распространенным полисахаридом является гзеллюлози, или клетчатка. Она входит в состав оболочки клеток, откуда и получила свое название (от лат, «целлюлоза з — клетка). В растениях целлюлоза составляет от 50 до 95% от общей массы. Особенно богаты целлюлозой волокна хлопка, льна, конопли, а также древесные волокна. Строение целлюлозы сходно со строением крахмала, но в отличие от крахмала целлюлоза состоит из остатков р-глюкозьь Процесс соединения их между собой можно представить следующим образом: СН,ОН СН,ОН СН ОН ОН ', Н 4' Н ''.НО ОН '., Н Вл+ 4 Н ''.,НО Н Н ОН Н ОН Н ОН б-глюкоза СН ОН СН ОН + и Н20.
Н ОН Н ОН целлюлоза Тот факт, что крахмал и целлюлоза состоят из разных циклических форм глюкозы, объясняет различные свойства этих двух полисахаридов. Крахмал легко гидролизуется в организме человека под действием ферментов и является одним из важнейших продуктов питания.
497 Задачи Целлюлоза не гидролизуется ферментами. Это объясняется тем, что ферменты расщепляют связи между остатками а-глюкозы в крахмале, но не действуют на связи между остатками р-глюкозы, из которых и состоит целлюлоза. Именно по этой причине целлюлоза как пищевой продукт человеком не может быть использована. Напротив, животные, особенно жвачные, успешно усваивают клетчатку, поскольку их организмы содержат необходимые для ее гидролиза ферменты.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Альдаравая кислота — дикарбоновая кислота, получаемая окислением моносахарида разбавленной азотной кислотой. При окислении глюкозы получают глюкаровую кислоту. Альдопаваи кислота — монокарбоновая кислота, продукт окисления альдозы бронной водой. При окислении глюкозы получают глюконоаую кислоту. Кетозы бромной водой не окисляются. Анвмерный агам углерода — полуацетальный (или полукетальный) атом углерода в циклической форме углевода. Анвмерный эффект — преобладание акснальной ориентации гидрокси- или мстоксигруппы при атоме С, в пиранозных формах некоторых моносахаридов. Аиамеры — диастереомеры, образующиеся при внутримолекулярной реакции между гидроксигруппой и альдегидной (или оксо-) группой углевода. Различаются конфигурацией только при аномерном атоме углерода. Аномеры — частный случай эпилзсров (см.
ниже). Дезаксисахара — сахара, в которых по крайней мере одна гидроксильная группа замещена водородом. Как правило, дезоксисахар характеризуется наличиелз в нем метиленовой или мстильной группы. Дисахариды — углеводы, молекулы которых включают два фрагмента моносахарида. Килиани-Фишера метод — последовательность реакций, с помощью которых альдозу можно превратить в моносахарид, сапер>каспий на один атом углерода больше, чем исходная альдоза. (Реакция удлинения цепи моносахарида.) Монасахариды — простейшие углеводы, которые гидролизом не могут быть превращены в более простые карбогидраты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
