Proprietăți chimice ale dizaharidelor și polizaharidelor

Dacă proteinele sunt considerate compuși organici, cei mai diferiți în structură și funcție, carbohidrații sunt cele mai des întâlnite. Cu ei vedem pretutindeni: zahăr, amidon, hârtie, țesătură de bumbac și multe alte substanțe și materiale sunt construite din dizaharide și polizaharide. Proprietățile chimice ale acestor compuși și semnificația lor pentru viața umană vom lua în considerare în articolul nostru.

Metabolismul carbohidraților într-o celulă

Zaharoza este una dintre cele mai importante dizaharide sintetizate de plante, de exemplu, cum ar fi trestia de zahăr sau sfecla de zahăr. Compusul îndeplinește funcția energetică, astfel că împărțirea acestuia duce la eliberarea unei cantități mari de energie. Hidroliza zaharzei are loc în celulele corpului uman și conduce la formarea moleculelor de glucoză și fructoză:

C₁₂H₂₂oh₁₁ + H₂O = C₆H₁₂oh₆ + C₆H₁₂oh₆

Principalii factori de efectuare a hidrolizei în condiții de laborator sau industriale sunt încălzirea și excesul de ioni de hidrogen care au o funcție catalitică în amestecul de reacție. Reziduurile de fructoză și glucoză din dizaharidă sunt reprezentate de forma lor ciclică și sunt legate între ele printr-un atom de oxigen. Zaharoza nu conține grupuri de aldehide libere, motiv pentru care oglinda de argint nu reacționează și carbohidrații nu prezintă proprietăți de reducere.

Acest lucru este confirmat de ecuațiile de mai sus ale reacțiilor dizaharidice. Proprietăți chimice ale substanțelor, și anume reacția de hidroliză, au format baza de clasificare a carbohidratilor.

Tipuri de carbohidrați

Substanțele care nu scindate prin acțiunea apei, cum ar fi fructoza, care este în cele mai multe fructe si miere si glucoza - este o monozaharidă sau monozaharide. Dacă în procesul de hidroliză carbohidrații se descompun în două molecule ale celor mai simple zaharuri, se referă la dizaharidă. Această clasă include sucroza și lactoza. În cazul în care se formează o mulțime de reziduuri de monozaharide dintr-o singură macromolecule de materie organică - se vorbește despre polizaharide. Acestea includ un bine cunoscut polimer de plante - amidon, care se acumulează în frunze, fructe și semințe de plante în procesul de fotosinteză.

Chitina se găsește în armura de artropode și celule de ciuperci. Acest carbohidrat, care, spre deosebire de compușii considerați anterior, nu conține numai atomi de carbon, oxigen și hidrogen, dar și azot. caracteristici interesante ale structurii și reacțiile pe care o disting de caracteristicile chimice ale dizaharidelor este acidul hialuronic, care reprezintă baza substanțelor intercelulare la animale și la om. Aceasta este o polizaharidă structura liniară, care este, de fapt, o macromolecule gigantică care conține până la 50.000 de legături monomerice. Cel mai mare număr este în dermă, cartilaj, corpul vitros al organului de viziune. Amidonul de origine animală - glicogenul este sintetizat în celule animale și umane din resturile de glucoză și depozitat ca material energetic de rezervă în celulele hepatice - hepatocite.

Proprietăți chimice ale dizaharidelor prin exemplul de lactoză

Laptele este primul și cel mai important aliment pentru tinerele mamifere: animale și oameni. În plus față de proteinele din lapte - cazeină, grăsimi, apă, săruri minerale și vitamine, conține carbohidrați - lactoză sau zahăr din lapte. Moleculele sale constau din reziduuri de monozaharide - glucoză și galactoză, conținând șase atomi de carbon. În procesul de digerare a laptelui în tractul gastrointestinal, lactoza este împărțită la monozaharide.

Acestea sunt absorbite de capilarele vililor intestinului subțire. Toate proprietățile chimice ale dizaharidelor trec prin participarea enzimelor, de exemplu lactază, care accelerează hidroliza zahărului din lapte. Reducerea nivelului acestei substanțe asociate ca o predispoziție genetică și caracteristicile individuale (vârstă, componentele specifice nutritionale), provoaca boala - hipolactazie.

Reducerea proprietăților carbohidraților

Moleculele de lactoză constau din resturi de galactoză și glucoză care au lanțuri de carbon deschise și complexe de aldehidă liberă. Prezența unui grup funcțional face posibilă realizarea reacțiilor de reducere, de exemplu, cu hidrogen. Ca rezultat, atomii complecși -CHO, o parte a glucozei este redusă la o grupă hidroxil, și se formează hexahydroxyalcohols - sorbitol. Procesul de recuperare continuă poate fi exprimat prin ecuații, iar proprietățile chimice ale dizaharidelor vor avea următoarea formă:

CH₂OH - (CHOH)₄ - COH + H₂ = (temperatura, catalizator Ni) => CH₂OH - (CHOH)₄ -CH₂OH

Acestea depind de ce forme de glucoză sunt incluse în carbohidrat: ciclic sau cu un schelet de carbon deschis.

Cele mai importante polizaharide și caracteristicile structurii lor

O pulbere albă care nu se dizolvă în apă rece, dar în cald, formând o pastă este un amidon. Conținutul său cel mai mare este caracteristic pentru semințele de orez și porumb, tuberculii de cartofi. Macromolecul substanței constă din reziduurile de alfa-glucoză ciclică. Într-un mediu acid, el este hidrolizat, ecuația reacția este după cum urmează:

(C₆H₁₀O₅)_n+ nH₂O - H₂SO₄→ nC₆H₁₂O₆

Proprietățile chimice ale dizaharidelor și polizaharidelor au asemănări: toți sunt capabili de hidroliză.

Celuloza, care face parte din lemn, conține monomeri - resturile de beta-glucoză. Încălzirea substanței cu acid nitrat concentrat conduce la formarea unui nitrat de celuloză cu trei atomi de ester, utilizat în pirotehnica.

În acest articol, am studiat proprietățile chimice ale dizaharidelor și polizaharidelor și am examinat distribuția lor în natură.