Файл: Журавлева Л.Е. Углеводы учеб. пособие для студентов-заочников фак. естествознания пед. ин-тов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.07.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

- 88

-

 

 

При выводе

перспективной

формулы сахарозы из

/ -

-глю-

копиранозы и ß

- Ъ -фруктофуранозы необходимо

помнить, что

их

гликозидные гидроксилы должны находиться в одной плоскости,

для чего

молекулы р -

СО -фруктофуранозы следует повернуть

на

180°,

как показано на

охемѳ:

об- Сф-глюкопира-

ß - СО - фруктофура- J0 .-Q - фруктофураноза

ноза

ноза

гликозидные гидроксилы лежат в разных плоскостях

Так как фруктоза имеет плоский цикл (в отличие от глюкоза), то при повороте-на І80°вокруг оси,показанной пунктиром,группы при асимметрических атомах углерода займут уде другое положение. В частности, гликозидный гидроксил окажется под плоскостью цикла и перспективная формула сахарозы будет такой:

= fif) =»

Такое отроение сахарозы подтверждается давдщщ |§й?Р§8§= структурного анализа.

Химические превращения сахарозы

 

I . Как уже отмечалось выше,сахароза легко подвергается гид­

ролизу в слабокислой среде или

под действием ферментов: •<' -

глюкозидаза(мальтоза)разрушает

гликозидную связь молекулы глю­

козы и имеет

наибольшую активность при pH = 6 -7 (т .е . практически

в нейтральной

среде); фермент инвертаза расщепляет гликозидную

связь молекулы фруктозы и проявляет наибольшую активность при рН=

= 4- 5(т. е. в

кислых средах).В результате гидролиза образуется

 

смесь равных

количеств

'£) -глюкозы и

''Э -фруктозы.называемая ин-

вертным сахаром(применяется как искусственный мед).Причем

-

-фруктоза вращает плоскость поляризации

света влево на больший угол

= -

9 2 °),чем

'Zi -глюкоза -

вправо(

= +52,5°),

 

поэтому раствор после гидролиза становится левовращашим(

= -2 0 °). Изменение направления оптической деятельности вещества

называется инверсией.

Образовавшаяся при гидролизе фруктофураноза изомеризуется

в более

устойчивую фруктопиранозу

 

 

 

 

С Нг оН

 

 

С И аОН

Н О

- с --- -

 

 

I

н о

-

с --------

 

I '

 

 

I

н о - с - н

н о - с - н

 

I

 

 

I

и - с - о н

Н - с - ОН

 

I

 

 

I

И

- C L --------

и

-

с - о н

 

I

 

 

I

 

ем., он

 

 

 

 

е н а —

-X)

- фруктофураноза

JS - %

-

фруктопираяоза



Схема гидролиза сахарозы

Н

.

 

 

 

И

10

X

0 1

 

-

 

но - с - н

0Г

й- С - он

н- J I

СИіОЙ

— 1

смгон

о•--------------

с'----------

 

 

1

и

 

и о - с -

 

И - с' -

ои 0

 

1

1

 

И - с----------

1

сн*сн

сахароза удельное вращение + 66,5°

 

 

 

Н

Он

 

ИОН}.J

 

 

I

 

 

___

 

 

<-'Н.он .

Н

- с - о н

н - С - Оei

 

 

НО- с

 

НО- С - Н

I

 

 

 

 

 

но - е - н

 

 

но-с-н

 

I

 

О

+

н - еI

-он

I

 

н - сI

-Он о

н - с -он

 

 

• Н - с - о и

н -с-

 

 

 

н - с -----

сн2он

I

 

I

 

 

 

C-HjOH

 

 

 

I

 

глмкопираноза

 

 

е.н,он

 

 

CMJSÄM

 

 

X. -X )- глюкопираноза

ß -ОС/- фружто-

удельное вращение + 52,5°

 

 

 

 

- Фураноаа

си^ои

1 С- О

но - с - Н ---- -

к- С -ОН 1

и 1 0 1 о X

1 £НгОН

 

сн^он

 

 

С И ..он

н о -

С -------

 

 

 

 

С - О Н

 

1

 

 

 

 

НО- с - н

7~-~

н о ~

с

- н

 

С* - Он (J

н -

 

-

'

 

 

г

 

н -

С - О Н

н -

 

 

I

(

С “ Он

 

н - с

 

 

- он

 

1

 

 

 

 

си ,----

1

С и . -----__

 

vj-

^-----------

------------- -Д: Q ФРуктопираноза

c^-CÖ- фруктопираноэа

 

 

удельное вощение - 92°

~

---------- ~-----

■ Ъ'л.- &юарное удельное вращение инэертного

сахара

- 3 9 5 *


-9 1

Упражнение

60. Выразите перспективными формулами изомер­

ное превращение

-фруктофуранозн в ‘Ъ -фруктопиранозу.

Необходимо отметить, что инвертный сахар, т. е. смесь Ъ -

глюкозы и ^ -фруктозы в равных количествах,обладает всеми свойствами, характерными для глюкозы и фруктозы: проявляет мутаротацшо, восстанавливает жидкость Фѳлингд, дает озазоны и т.д.

2.При метилировании диметилсульфатом или йодистым метилом

вщелочной среде оахароза образует простые метиловые эфиры.

сахароза

октаметилсахароза

о И

 

 

-«■SS0*

 

 

" ^ о с н а

З.Цри взаимодействии с основаниями оахароза образует алко-

голяты, называемые иначе сахараташ . Это свойство образовывать

оахаратн указывает на то,

что атомы водорода гидроксильных групп :

несколько более подвижны

(активны), чем атомы водорода в одноа- ..

томных спиртах. Моносахарат кальция Cj2% 2^ll*

11 даса-

харат кальция ^J^22QU

2СаО растворимы в воде.

На этом свой­

стве основано выделение сахарозы из раствора при получении ее в промышленности.

 

- 92 -

 

4.

При взаимодействии сахарозы с уксусным акРйдрВДбМ ПѲ=

думается октаацѳтилсахароза с температурой плавления 07^0,

 

ет горький

вкус

 

СМг.ОН

С і Ц CcOcrf*

 

 

N

і

 

CHfCv

oroof,

сахароза

октаацетилсахароза

 

Промышленное производство сахарозы из сахарной свеклы

Свеклу промывают, измельчают. в стружку и подвергает обра-

бе горячей »одой.Колученный раствор содержит 12-15$ Сахаро­

вы я большое количество различных лрмеоай. Затем раетвор Обра­

батывают известковым молоком для осаждения примесей (дефекация). При этом осаждаются нерастворимые кальциевые соли органических кислот(лимонной,щавелевой и д р .) .белковые,красящие вещества и некоторые другие примеси. Сахароза с гидроокисью кальция час­ тично превращается в растворимые кальциевые сахараты. После филь­

трования раствор, содержащий сахарозу,сахарат кальция и избыток

извести обрабатывают углекислым газом(сатурация). Сахарат при этом разлатается,образуя свободную сахарозу, а избыток извести осаждается в виде С а С 0Ъ

у


-9 3 -

После фильтрования раствор подвергают повторной дефекации и сатурации. Очищенный прозрачный раствор упаривают в вакуум - - аппаратах до начала кристаллизации. При охлаждении сахар вы­ деляется из раствора в виде мелких кристаллов, которые отде­ ляются от маточного раствора с помощью центрифуг. Оставшийся маточный раствор повторно сгущают и выделяют из него некоторое количество сахарозы (менее чистой). Оотается густая бурого цве­ та некристаллизующаяся масса, называемая корковой патокой или' мелассой. Она идет на корм скоту, т. к. содержит ценные кормо­

вые вещества: бетаин, аминокислоты и довольно много сахара (46- • 50$).

Сырой желтого цвета сахарный песок очищают (рафинируют) фильтрованием водного раствора через костяной или древесный ак­ тивированный уголь, после чего снова упаривают до кристаллиза­ ции и центрифугируют.

Д о п о л ц и т е~ л ь н ы е

з а д а ч и

и у п р а ж н е н и я

61.Как устанавливается характер связи между остатками моноса­ харидов в молекуле дисахарида?

62. Как определяется шранозный или фураноэный характер цик-

'лов молекулы дисахарида?

63. Обнаруживает

ли мальтоза мутаротацию? Может

ли она сущест­

вовать в виде

двух аномерных форм ( <>С - и

ß

- )?

64. Напишите проекционные формулы таутомерных форм мальтозы.

65. Осуществите превращения:

нагрев.

СИ^-СН.,- ОН

СгО Ъ

о разб. Н и!

мальтоза

Ч СSL

А --- —г»- Я------------~~ С

сухой

 

 

С ь H s - А / Н - Ы Н ^

Д

 

 

66.На мальтозу подействовали этанолом в присутствии сухого НС£ . На полученный продукт подействовали уксусным ангид­ ридом, после чего провели гидролиз. Напишите уравнения происходящих реакций и опишите свойства веществ, образовав­ шихся в результате гидролиза.

67.Какой вывод можно сделать относительно структуры лактозы на

основании приведенных ниже данных:

 

а)

Лактоза гидролизуется

J'-'O -галактозидазой и о

разует

смесь равных количеств CQ

-глюкозы и

^ -галактозы.

6} Лактоза обнаруживает мутаротацию и дает фѳнилозазон. в) Окисление лактозы бромом с последующим гидролизом дает

<0 -глюконовую кислоту и ОО -галактозу.

г) Метилирование лактозы и гидролиз октаметиллактозы при­

водит к 2,3,4,6-тѳтраметил - О) -галактозе и 1 ,2 ,3 ,6 - тетраме­

тил - СО -глюкозе. .То же производное галактозы монет быть по­

дучено путем метилирования и гидролиза

СО -галактопяранозы.

д) При окислении лактозы бромом с

последующим метилирова­

нием и гидролизом образуется 2, 3,4, 6 - тетраметилгалактопираноэа н 2 ,3 ,5 ,6 - тетраметилглюконовая кислота. Напишите уравнения перечисленных реакций.

68.В лактозе восстанавливающая группа содержится в остатке глю­ козы. Это было доказано превращением лактозы в лактозазон,