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

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

- 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.