Терней - Органическая химия II (1125893), страница 82
Текст из файла (страница 82)
ГЛИКОГЕН. Полисахарид гликоген снабжает организм животных . глюкозой при повышенных физических нагрузках, а также в промежутках между приемами пищи. Оп запасается преимущественно в печени и скелетной мускулатуре. С химической точки зрения гликоген очень напоминает амилопектин, правда, в глпкогене степень разветвления значительно выше. Х"ликоген ложно рассматривать как структурный и функциональный аналог растительного крахмала у животных. Весьма серьезной проблемой является проблема тучности, вызванной отлс1жением жира (триглицеридов). Причина этого явления кроется в том, что ткани способны запасать гликоген лишь в ограниченном количестве. Как только содержание гликогена на 1 кг ткани. достигнет 50 — 60 г, он перестает сиптезироваться, а глюкоза используется для образования жиров.
целлтолозл. ОН и целлюлоза Целлюлоза — линейный полимер р-п-глюкозы — содержится в большинстве растений. р-Гликозидные связи в целлюлозе не гидролизуются в организмах многих животных, включая человека, хотя а-гликозидные 462 гллвл 2«в связи амилозы расщепляются: столь высока специфичность ферментов! Однако многие микроорганизмы разрушают целлюлозу.
Такие микробы встречаются в почве и в кишечном тракте животных, «переваривающих» древесину и листья. Эти микроорганизмы играют важную роль не только в нашей экономике (а именно в мясо-молочной промышленности), но и в поддержании равновесия окружающей нас среды. Почвенные бактерии, термиты, муравьи- древоточцы и подобные им организмы, поедая опавшие листья, погибшие деревья, бумажный мусор, помогают очищать нашу планету. Хлопок — наиболее важное природное волокно — на 98% состоит из целлюлозы. Ацетальные связи в ней гидролизуются кислотами, но не основаниями. Вот почему хлопчатобумажное платье будет испорчено, если пролить на него кислоту, но уцелеет при действии такого же количества основания.
Для придания густоты «высококачественным» шампуням и другим косметическим средствам к ним нередко добавляют производные целлюлозы. Примером такого загустителя может служить л~етоцель — производное целлюлозы, содержащее небольшое число метилированных оксигрупп. Целлюлоза, еще большее число гидроксильных групп которой метилировано, применяется при изготовлении лаков, эмалевых красок и упаковочных пленок. Нитроклетчатка, или тринитрат целлюлозы, выглядит как обычная вата, по обладает взрывчатыми свойствами. Нитроклетчатку применяют для изготовления взрывчатых веществ и порохов, смешивая ее в различных отношениях с нитроглицерином, 0 б, нмО, Н,5О, О вринигправ целлюлозы целлюлоза 26.Б.4. АМИНОСАХАРА Долгое время химики, изучавшие углеводы, считали, что аминосахара могут.
представлять только чисто теоретический интерес. Теперь мы знаем, что аминосахара имеют большое значение для многих животных, в том числе млекопитающих и членистоногих. ХИТИН. Ракообразные имеют прочный твердый наружный скелет, состоящий в основном из хитина — полимера 2-ацетамидо-2-дезокси-и-глюкозы. По мере роста ракообразные периодически сбрасывают его во время линьки, так как в отличие от тканей, увеличивающихся в результате клеточного деления, жесткий полимер сохраняет постоянные размеры. Хитин не только выполняет опорные функции, но и играет роль кожицы, регулирующей поступление или потерю воды.
Интересно, что хитин ракообразных отличается от хитина насекомых. В первом случае этот полимер пропитан карбонатом кальция и другими солями, во втором — смесью веществ под общим названием «насекомого воска». И тут и там происходит заполнение пор олигосАХАриды и полисАхАриды 463 в полимерной матрице — своего рода биологическое шлихтование. О 1К) 1! ~, 11 О СН„. хиюин Прекрасным источником 2-амине-2-дезокси-))-глюкозы служит панцирь крабов, дающий этот аминосахар с выходом около 70% при гидролизе в концентрированной соляной кислоте.
Как видно из рисунка, приведенного выше, хитин довольно похож на целлюлозу. ХОНДРОИТИИ. Соединительные ткани состоят из волокон коллагена, погруженных в белково-полисахаридный комплекс — белок, ковалентно связанный с углеводом. Наиболее распространенным является полимер, известный под названием хондроитина. В отличие от гликогена углеводная цепь хондроитина не разветвлена, а мономеры соединены в нем р-гликозидными связями.
Хондроитин резко отличается от других полисахаридов тем, что представляет собой гетерополимер, построенный из чередующихся остатков г)-глюкуроновой кислоты и Х-ацетил-в-галактозамина, несущего сульфатную группу. Так называемый «хондроитин А» содержит эту группу при атоме С4 аминосахара; в настоящее время для него принято название хондроитин-4-сульфат. Аналогичным образом «хондроитин С» — это хондроитин-б-сульфат. ОВ Ов СО.,Н хондроитин А ~В=ВО,Н, В'=Н) хондроитин С (В=Н, В'=БОзН) р, НО„ полимер хонорошпин ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Гликоген. Запасной полисахарид человека и животных.
Гуанидин. Сильное основание, которое можно рассматривать как имнн мочевнны. О МН !! !! С С Н,М 11Н, Н,)Ч !)1Н, мочевина гуанидин Декстрпн. Липкое клейкое вещество, образующееся при частичном гидролнзе крахмала. 11ак правило, зто правовращающее вещество. Инозит. Общее название гексаоксициклогексанов. Еще более общий термин циклит относится к любому полностью гидроксилированному циклоалкану.
(СНОН), (СНОН) „ инозит циклит 464 гллвА звн Линька. Периодическое сбрасывание экзоскелета в процессе роста животного. Олигосахарид. Полисахарид, содержащий от 2 до 8 остатков простых сахаров. Целлюлоза. Полисахарид, из которого построена оболочка (клеточная стенка) клеток растений. Примером почти чистой целлюлозы может служить хлопок. Если обработать хлопок основанием, затем отмыть водой и высушить, он становится прочнее и лучше поглощает красители. Этот процесс называется м«рсеригапией. Экзоскелет.
Твердый наружный скелет членистоногих, например насекомых. ЗАДАЧИ 1б. Предложите удобный способ, пр~' помощи которого можно было бы различить .соединения в приведенных ниже парах, а) глюкоза и арабиноза г) глюкоза и мальтоза б) рибоза и арабиноза д) целлобиоза и сахароза в) глюкоза и манноза е) мальтоза и лактоза 16. Объясните все обозначения в приведенных ниже названиях. а) О-а-'О-глюкопиранозил-(1,2)-~)-э-фруктофурапозид б) О+Э-глюкопиранозил-(1,4)-а-0-глюкопираноза в) 2-а цетамидо-2-дезокси-э-глюкопираноза 17.
Есть ли какое-либо различие (и если есть, то какое) между соединениями в приведенных ниже парах? а) а-лактоза и р-лактоза б) гликозид и глюкозид в) целлобиоза и гентиобиоза г) пищевой сахар и сахароза д) гликоновая и гликаровая кислоты е) восстанавливающий и невосстанавливающий сахара ж) манноза и целлобиоза з) аномер и эпимер и) фуранозид и пиранозид к) Х-гликозид и О-глпкозид 18. Б умажные салфетки и полотенца состоят почти целиком пз целлюлозы. а) Какова ее структура? «Концентрированная желудочная кислота» (соляная кислота) .быстро разрушает такую бумагу.
б) Какая химическая реакция при этом происходит? 19. Трисахарид о-рафиноза не реагирует с раствором Фелинга. Прп гидролизе и-рафинозы образуются в-глюкоза, ~-галактоза и Р-фруктоза, а при гидролпзе полностью метилированной рафинозы — 2,3,4-три-О-метилглюкоза, 1,3,4,6-тетра-О-метилфруктоза и 2,3,4,6-тетра-О-метилгалактоза. На основании этих данных напишите возможные структурные формулы рафинозы.
Какая дополнительная информация необходима для того, чтобы сделать выбор между этими структурами? 20. При гидролизе дисахарида мелибиозы образуется смесь В-глюкозы и о-галактозы. С реактивом Толленса мелибиоза дает реакцию «серебряного зеркала». Бром окисляет мелибиозу до мелибионовой кислоты. В результате метилировання (ХаОН и диметилсульфат) мелибионовая кислота превращается в окта-О-метилмелибионовую кислоту. Гидролиз окта-О-метилмелибионовой кислоты дает тетра-О-метилглюконовую кислоту (А) и тетра-О-метилгалактозу (Б).
Под действием азотной кислоты соединение А окисляется до тетра-О-метилглюкаровой кислоты. Соединение Б получают при помощи кислотного гпдролиза этил-2,3,4,6-тетра-О-метилгалактопиранозида.' Гидролиз мелибиозы катализирует фермент а-галактогидага, На основании всех этпх данных напишите структурную формулу мелибиозы. 21. Мутаротацию Э-глюкопиранозы катализируют кислоты и основания. Однако 2-оксипиридин является еще более эффективным катализатором, чем фенол илп пиридпн.
Почему? 2-оксипиридип М ОН 22. Трегалоза представляет собой природный дисахарид, который содержится, например, в грибе А тапка тигсаг~а, а) Исходя из данных, представленных пиже, нарисуйте структуру трегалозы: гидролиз трегалозы катализирует фермент а-глюкозпдаза, но не Р-глюкозидаза; в результате кислотного гидролиза трегалозы образуется только 'и-глюкоза; трегалоза не реагирует ни с бромной водой, ни с реактивом Толленса; гидро- олигослхАииды и полисАхАриды 465 лиз метплпрованной трегалозы приводит к возникновению только 2,3,4,6-тетра-О-метил- Р-глюкозы. б) На основании ответа на'предыдущий вопрос скажите: претерпевает ли трегалоза мутаротацию? Объясните ваш ответ.
23. Под действием иодной кислоты в условиях, при которых не происходит гидро- лиза глпкозпдной связи, мальтоза дает 3 моля муравьиной кислоты и 1 моль формальдегида. Чем объясняется образование этих продуктов? (Укажите структуру большого органического фрагмента.) 24. Идентифицируйте соединения, обозначенные ниже буквами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
