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: 126
Скачиваний: 0
- 95 -
который при гидролизе давал галактозу и глюкозазон (Э.Фи шер, 1888 г . ) . Напилите уравнения указанных реакций.
69. Как будет протекать взаимодействие лактозы с этиловым спир том в присутствии сухого H C t ? Как называется продукт ре акции? Кратко опишите его свойства.
70. Напишите уравнения реакции окисления лактозы до лактобио новой кислоты. Что образуется в результате гидролиза этой кислоты? Напишите соответствующее уравнение и назовите про дукты реакции.
71.Целлобиоза отличается от мальтозы только тем, что она гид ролизуется эмульсином и ке гидролизуется мальтазой. Како ва ее структура?
72. Напишите уравнения следующих реакций:
а) |
Целлобиоза + бромная вода —*• целлобионовая кислота* |
б) |
Целлобионовая кислота + диметилсульшат — А ; |
в) |
А + КОИ Н + .^£ Р ?Бание>- Б + В . |
При написании уравнений реакций а) и б) пользуйтесь про екционными формулами, а уравнения реакции в) - перспективны ми формулами.
73. Строение цѳллобиозы доказывалось принципиально тем гѳ ме тодом .который применялся для доказательства строения маль тозы и ла..тозы, т . е. методом метилирования. Напишите урав нения соответствующих последовательно проводимых реакций. Укажите, что именно доказывает каждая реакция . .
74. Как можно представить образование.молекулы цезшобиозы из двух молекул j3 - 'Z) -глюкопираяозы?
-96 -
76.Назовите сахарозу по современной номенклатуре и обмените это название.
76.Как отличить по химическим свойствам водный раствор глюко зы от раствора сахарозы?
77.Какое соединение образуется, если сахарозу нагреть с раз бавленным водным раствором серной кислоты и полученную при ѳтс.л смесь продуктов обработать избытком феналгидразина при нагревании в уксусной кислоте? Опишите свойства конеч
ного продукта реакции. |
;• |
78. Почему сахароза в отличие от мальтозы не дает альдегидных
Г реакций? Напишите проекционные и перспективные форму
лы сахарозы.
79.Для доказательства строения сахарозы,она была прометилиро- ' вана димѳтилсульфатом в Щелочной среде. При этом получена
|
октаметилсахароза, которая, гидролизуясь, дает 2 ,3 ,4 ,6 - |
||
■• |
-тётрамёталглЕкопиранозу и 1 ,3 ,4 , 6 - тетраметилфрукто— |
||
|
фуранозу. Гидролиз сахарозы ферментом, разрушающим«С-гли- |
||
|
козидную связь (мадьтаза), и ферментом, |
разрушающим |
ß -гли |
|
козидную связь (инвѳртаза), доказывает, что гликозидная |
||
|
связь образована за счет гликозидного (полуацетильного)гид- |
||
|
роксила иі- ^-глю козы и гликозидного |
гидроксила ß |
-?5 - |
'f |
фруктозы. Напишите уравнения реакций, подтверждающих строе |
||
|
ние оахарозы. |
|
|
80. Почему гидролиз сахарозы называется инвероиѳй? |
|
||
81. |
С помощью каких реакций устанавливаются |
еб -или ß |
~ |
•-конфигурации гликозидной связи в молекуле дисахаридов:
мальтозы, цеддобиозы, лактозы и сахарозы? /
х 8 2 . В сахарозе остаток ß - ^ -глюкозы имеет конформацию,сход-
W » о конформацией свободной ' |
- 'л) -глюкозы. Напивштѳ |
-9 7 -
конформационную формулу сахарозы, учитывая плоскую струк
туру пятичленного цикла остатка ß -'Â) -фруктозы.
83.Конформационные формулы мальтозы, целлобиозы и лактозы соответственно следующие:
Исходя из этих формул, напишите конформационные формулы моносахаридов, из которых образованы дисахариды. Пунктирными линиями изобразите экваториальные связи, а сплошными - акси альные .
Г л а в а Щ. П О Л И С А Х А Р И Д Ы
Полисахариды представляют собой высокомолекулярные соедине
ния, которые чрезвычайно широко распространены' в природе, особен но целлюлоза (клетчаткаікрахмал, гликоген.Они называются биопо лимерами. Молекулярные’ веса природных полисахаридов колеблются
-03 -
впределах or 20.000 до J , 000.000 и вншо. Макромолекулы поли сахаридов построенъ.' из-остатков моносахаридов б циклической полуедетальной форме, связанных между собой гликозидными свя зями. При полном гидролизе б кислой среде я ди под действием ферментов из них образуются моносахариды (одинаковые или раз личные). Полисахариде, давшие при полном гидролизе только один моносахарид, ’’азываются гомополисахаридами ■ Гетерополисахариды образуют смесь двух иди нескольких моносахаридов. Полимерные цепи полисахаридов могут иметь линейное строение (например,цел люлоза) и разветвленное строение (крахмал). Вследствие макромо:пекулярного строения полисахариды, как правило, имеют аморф
ную структуру; не растворяются в холодной воде,а в горячей образуют клейстероввдные ж вязкие растворы; не обладают слад ким вкусомі' Молекулы клетчатки,крахмала,гликогена построены из пиранозных остатков молекул глюкозы,связанных между со бой гликозидными связями. Их состав Еыракается общей формулой
|
|
(С6НІ0°5)_ |
|
|
• •- |
где |
X - величина порядка сотен и тысяч. |
|
|
|
К р а х м а л |
|
Крахмал - |
широко распространенный в природе биополимер, |
. образующийся в |
зеленых частях растений как важнейший продукт |
фотосинтеза. Он явяяетбя резервным питательным материалом рас тений; в углеводном пищевом рационе человека крахмал занимает
'первое место. Он накапливается в виде зёрен в семенах,клубнях и листьях. Наиболее высокое содержание крахмала в зернах риса (62-82?), кукурузы (65-7235), пшеницы (57-75)?) и клубнях карто феля (12-24?). Крахмальные зерна различных растений имеют р аз-
«.
я и ч н у ю ф о р м у .По.я, м и к р о с к о п о м |
и х |
л е г к о |
е д е н т и ф и ц и р о в а т ь . |
Сырьем для получения крахмала служит картофель, рис, ку куруза. Измельченные клубне картофеля, рисовую или кукурузную муку многотсратно промывают водой (вымучивают). Вода увлекает крахмал, который оседает на дно. Крахмал представляет собой белый аморфный очень гигроскопичный порошок. В холодной воде нерастворим, а в горячей проиоходат набухание зерен и образо вание вязкого коллоидного раствора, называвмоі'о крахмальным клейстером.
Строение крахмала
Крахмальные зерна неоднородны. Внутренняя часть крахмаль ных зёрен состоит из полисахарида а,и лозы, а внешняя - из поли сахарида амилопектина. Кроме полисахаридов зерна обычносодер жат некоторое количество белков, липидов и фосфорной кислоты.
- 1 0 0 -
Амилоза и амилопектин имеют различную степень полимеризации и различное строение. Разделение крахмала на фракции производят многократной обработкой крахмальных зёрен горячей водой (70-80°).
Амилоза при этом растворяетоя и переходит в раствор, который
сгущают в вакууме и осаздают нормальным бутиловым спиртом. По |
|
этому амилозу называют "растворимым крахмалом". Амилопектин в |
|
горячей воде не растворяется. Он оотаетсл в |
зернах, разбухает |
и образует вязкий клейстер. Содержание амилозы и амилопектина |
|
в крахмальных зернах раелично. В большинстве |
своем крахмал с о |
держит 10-20# амилозы и 80-90# амилопектина. |
Эти ооотавные час |
ти крахмала отличаютоя не только растворимостью в воде, но и д о гами свойствами, поокольку имеют различное отроение.
Амилоза при взаимодейотвии с раствором иода окрашивается
в синий цвет. При кипячении синяя окраска исчезает и снова по является при охлаждении. Эта сложно протекающая реакция в пос ледние годы получила некоторое объяснение. Выяснено, в частнос ти, что при этом происходит образование комплексного соединения
(см. стр .103). Водные растворы амилозы обнаруживают "явление ретроградации". Оно заключается в том, что при стоянии таких
растворов в течение 24-28 часов оседает нерастворимая форма ш и -
дозы. Явление ретроградации обнаруживает и крахмал, поскольку он содержит амилозу. Полагают, что выделение амилозы из раство ра объясняется ассоциацией ее макромолекул. В продуктах ассоци ации макромолекулы амилозы,подобно макромолекулам целлюлозы, ориентированы параллельно и образуют нерастворимую форму. Ами
лоза вращает плоскость поляризации |
света вправо: |
■= +2 2 0 ° . |
Молекулярный вес амилоз колеблется |
в пределах от 90.000 до 200Ш) |
|
(стецень полимеризации п= 600 - 1200). Строение |
амилозы дока |
зано с помощью рентгенографического метода, а также химическими
превращениями: метилированием, окислением, кислотным и фермен тативным расщеплением. При гидролизе под действием фермента
d - амилазы с хороши выходом (80$) образуется мальтоза; конеч ным продуктом гидролиза является глюкоза. Так как мальтоза сос тоит из остатков -'Ъ -глюкошзранозы, связанных между собой
оС - 1,4-гликозидной связью и так как °С -амилаза расщепляет только d. -гликозидную связь, то в молекуле амилозы остатки
60 -глюкозы в л - со -глюкопиранозной формэ связаны между со бой так же oL -1,4-гликозидными связями. Макромолекулы амило зы имеют линейное строение. Схема ее образования может быть представлена так:
оО- 1,4 - гликозидная связь
- 102 -
Или схематически: «жффьффф*фф>
В приведенных формулах вертикальные пунктирные линии пока зывают, как разрываются связи при гидролизе с образованием мо лекул мальтозы.
Каждый остаток глюкозы содержит три свободных гидроксила (у второго, третьего и шестого атомов углерода). Только один из имеющихся глюкозных остатков в макромолекуле амилозы,находящий ся в "начале" цепи, имеет гликозидный гидроксил. Поэтому вос станавливающая способность амилозы очень низка. Если учесть
глюкозных циклов, то макромолекула амилозы должна
.■Ö^Tib даедруавлена в следующем виде:
Конформационная формула макромолекулы одалозн,
Рентгеноструктурннй анализ указывает, что макромолекулы анаэозы имеют спиральную (вяктовую)конфогмацв»^ Кавдый ваток
- юз -
спирали состоит из шести глгокозных остатков. Мезвду группой СЯ^ОН и группой ОН при втором атоме углерода соседнего витка имеются водородные связи, благодаря чему винт сохраняет свою форму.Атомы водорода при первом и четвертом-атоме углерода каж дого глюкозиого остатка ориентированы внутрь винта, в котором остается свободная трубка,или канал диаметром 5 Я . В этот канал могут внедряться (включаться) посторонние молекулы или атомы, например, соединения амилозы с иодом. На каждую молеку лу иода приходится шесть глюкозных остатков. Кристаллические комплексы амилозы с некоторыми спиртами (например, бутиловым) имеют также спиральную конформацию, причем комплексообразуюций агент располагается вдоль центральной оси спирали. Эти комплексы называются соединениями включения канального типа. Такой меха низм комплексообразованяя подтверждается рентгеноструктурнкм анализом и другими методами,
Явление ретроградации амилозы обусловлено, пс-видкмому, тем, что спиралевидная форма переходит в форму, имеющую линейное строение. Такая линейная форма способна ассоциироваться с дру гими сходными молекулами, образуя нерастворимую форму.