Saharoza, lastnosti, priprava in uporaba

Primer najpogostejših disaharidov v naravi (oligosaharid) je saharoza (pesni ali trsni sladkor).

Biološka vloga saharoze

Najpomembnejši v prehrani ljudi je saharoza, ki v pomembni količini vstopi v telo s hrano. Tako kot glukoza in fruktoza se tudi saharoza po cepljenju v črevesju iz prebavil hitro absorbira v kri in se zlahka uporablja kot vir energije..

Najpomembnejši vir živila saharoze je sladkor..

Struktura saharoze

Molekularna formula saharoze C12N22O NJenajst.

Saharoza ima bolj zapleteno strukturo kot glukoza. Molekula saharoze je sestavljena iz ostankov molekul glukoze in fruktoze v ciklični obliki. Med seboj so povezani zaradi medsebojnega delovanja pol-acetalnih hidroksilcev z (1 → 2) -glikozidno vezjo, torej ni prostega pol-acetalnega (glikozidnega) hidroksila:

Fizikalne lastnosti saharoze in bivanja v naravi

Saharoza (navadni sladkor) je bela kristalna snov, slajša od glukoze, zelo topna v vodi.

Tališče saharoze je 160 ° C. Ko se staljena saharoza strdi, nastane amorfna prozorna masa - karamela.

Saharoza je v naravi zelo pogost disaharid, najdemo ga v številnem sadju, sadju in jagodičjah. Še posebej veliko ga najdemo v sladkorni pesi (16-21%) in sladkornem trsu (do 20%), ki se uporabljajo za industrijsko pridelavo jedilnega sladkorja.

Vsebnost saharoze v sladkorju je 99,5%. Sladkor pogosto imenujemo "nosilec praznih kalorij", saj je sladkor čisti ogljikov hidrat in ne vsebuje drugih hranil, kot so na primer vitamini, mineralne soli.

Kemijske lastnosti

Za saharozo so značilne reakcije na hidroksilnih skupinah.

1. Kakovostna reakcija z bakrovim (II) hidroksidom

Prisotnost hidroksilnih skupin v molekuli saharoze se zlahka potrdi z reakcijo s kovinskimi hidroksidi.

Video test "Dokazi o prisotnosti hidroksilnih skupin v saharozi"

Če raztopini saharoze dodamo bakreni (II) hidroksid, nastane svetlo modra raztopina bakrenega sladkorja (kvalitativna reakcija večvodnih alkoholov):

2. Reakcija oksidacije

Restavratorski disaharidi

Dizaharidi, v molekulah katerih se zadrži hemiacetalni (glikozidni) hidroksil (maltoza, laktoza), se delno pretvorijo iz raztopin v ciklične oblike v odprte aldehidne oblike in vstopijo v reakcije, značilne za aldehide: reagirajo z amoniakovo raztopino srebrovega oksida in zmanjšajo bakrov (II) hidroksid do bakrovega oksida (I). Take disaharide imenujemo redukcijski (zmanjšanje Cu (OH))2 in Ag2O).

Reakcija srebrnega ogledala

Disakharid brez zmanjšanja

Dizaharidi, v molekulah katerih ni pol-acetalnega (glikozidnega) hidroksila (saharoze) in se ne morejo preoblikovati v odprte karbonilne oblike, imenujemo neredukcijski (ne zmanjšujejo Cu (OH))2 in Ag2O).

Saharoza, za razliko od glukoze, ni aldehid. Saharoza, ki je v raztopini, ne vstopi v reakcijo "srebrnega ogledala" in pri segrevanju z bakrovim (II) hidroksidom ne tvori rdečega bakrovega oksida (I), saj se ne more spremeniti v odprto obliko, ki vsebuje aldehidno skupino.

Video izkušnja "Pomanjkanje obnovitve sposobnosti saharoze"

3. Reakcija hidrolize

Za disaharide je značilna reakcija hidrolize (v kislem mediju ali pod delovanjem encimov), zaradi katere nastajajo monosaharidi.

Saharoza je sposobna hidrolize (ko se segreje v prisotnosti vodikovih ionov). V tem primeru se molekula glukoze in molekule fruktoze tvorita iz ene molekule saharoze:

Video izkušnja "Kisla hidroliza saharoze"

Med hidrolizo se maltoza in laktoza ločita v svojih monosaharidih zaradi pretrganja vezi med njimi (glikozidne vezi):

Tako je reakcija hidrolize disaharidov obratni proces njihovega tvorjenja iz monosaharidov.

V živih organizmih pride do hidrolize disaharidov s sodelovanjem encimov.

Proizvodnja saharoze

Sladkorno peso ali sladkorno trsko pretvorimo v drobne sekance in jih damo v difuzorje (ogromne kotle), v katerih vroča voda izceja saharozo (sladkor).

Skupaj s saharozo v vodno raztopino prehajajo tudi druge komponente (različne organske kisline, beljakovine, barvila itd.). da ločimo te izdelke od saharoze, raztopino obdelamo z apnenim mlekom (kalcijevim hidroksidom). Kot rezultat tega se tvorijo redko topne soli, ki se oborijo. Saharoza tvori kalcijev hidroksid, topen kalcijev sladkor C12N22O NJenajstCaO2H2O NJ.

Za razgradnjo kalcijevega sladkorja in nevtralizacijo odvečnega kalcijevega hidroksida skozi raztopino prepustimo ogljikov monoksid (IV).

Oborjeni kalcijev karbonat odfiltriramo in raztopino uparimo v vakuumskih napravah. Ker tvorijo sladkorne kristale, jih ločimo s centrifugiranjem. Preostala raztopina - melasa - vsebuje do 50% saharoze. Uporablja se za proizvodnjo citronske kisline..

Predelana saharoza se očisti in razbarva. Če želite to narediti, se raztopi v vodi, nastala raztopina pa se filtrira skozi aktivno oglje. Nato raztopino ponovno uparimo in kristaliziramo.

Uporaba saharoze

Saharoza se uporablja predvsem kot neodvisen prehrambeni izdelek (sladkor), pa tudi pri izdelavi slaščic, alkoholnih pijač, omak. Uporablja se v visokih koncentracijah kot konzervans. Umetni med se iz njega pridobiva s hidrolizo..

Saharoza se uporablja v kemični industriji. Z uporabo fermentacije iz njega dobimo etanol, butanol, glicerin, levulinsko in citronsko kislino, dekstran..

V medicini se saharoza uporablja pri izdelavi praškov, zdravil, sirupov, tudi za novorojenčke (dajejo sladek okus ali konzerviranje).

Saharoza

Saharoza je organska spojina, ki jo tvorijo ostanki dveh monosaharidov: glukoze in fruktoze. Najdemo ga v rastlinah, ki vsebujejo klorofil, sladkorni trs, pesa, koruza.

Podrobneje razmislimo, kaj je to.

Kemijske lastnosti

Saharoza nastane z odvajanjem molekule vode iz glikozidnih ostankov preprostih saharidov (pod vplivom encimov).

Strukturna formula spojine je C12H22O11.

Disarharid je topen v etanolu, vodi, metanolu, netopen v dietil etru. Segrevanje spojine nad tališčem (160 stopinj) vodi v karamelizacijo taline (razpad in obarvanje). Zanimivo je, da snov pri intenzivni osvetlitvi ali hlajenju (s tekočim zrakom) pokaže fosforescentne lastnosti.

Saharoza ne reagira z raztopinami Benedikta, Felinga, Tollenov in ne kaže lastnosti ketona in aldehida. Vendar se med interakcijo z bakrovim hidroksidom ogljikovi hidrati "obnašajo" kot večvodni alkohol in tvorijo svetlo modre kovinske sladkorje. Ta reakcija se uporablja v prehrambeni industriji (tovarne sladkorja) za izolacijo in čiščenje "sladkih" snovi iz nečistoč.

Ko vodno raztopino saharoze segrejemo v kislem okolju, v prisotnosti encima invertaze ali močnih kislin, spojino hidroliziramo. Rezultat je mešanica glukoze in fruktoze, imenovana inertni sladkor. Hidrolizo disaharida spremlja sprememba znaka vrtenja raztopine: iz pozitivnega v negativni (inverzija).

Nastala tekočina se uporablja za sladkanje živil, pridobivanje umetnega medu, preprečevanje kristalizacije ogljikovih hidratov, ustvarjanje karameliziranih melasov in pridobivanje večvodnih alkoholov..

Glavna izomera organske spojine s podobno molekularno formulo sta maltoza in laktoza.

Presnova

Telo sesalcev, vključno s človekom, ni prilagojeno za asimilacijo saharoze v čisti obliki. Zato, ko snov vstopi v ustno votlino, se pod vplivom amilaze sline začne hidroliza.

Glavni cikel prebave saharoze se zgodi v tankem črevesu, kjer se ob prisotnosti encima saharoza sprosti glukoza in fruktoza. Po tem se monosaharidi s pomočjo nosilnih beljakovin (translokaz), ki jih aktivira inzulin, dovajajo v celice črevesnega trakta s pomočjo olajšane difuzije. Skupaj s tem glukoza prodre skozi sluznico organa z aktivnim transportom (zaradi koncentracijskega gradienta natrijevih ionov). Zanimivo je, da je mehanizem njegove dostave v tanko črevo odvisen od koncentracije snovi v lumnu. Z veliko vsebnostjo spojine v organu deluje "prvi" sistem prevoza in z majhno vsebnostjo drugi.

Glavni monosaharid iz črevesja v kri je glukoza. Po absorpciji se polovica preprostih ogljikovih hidratov prenaša skozi portalno veno do jeter, preostali del pa v krvni obtok vstopi skozi kapilare črevesnih vil, kjer jih kasneje izločijo celice organov in tkiv. Po penetraciji se glukoza razgradi na šest molekul ogljikovega dioksida, zaradi česar se sprosti veliko število energijskih molekul (ATP). Preostali saharidi se absorbirajo v črevesju z lažjo difuzijo.

Ugodnost in dnevne potrebe

Presnovo saharoze spremlja sproščanje adenozin trifosforjeve kisline (ATP), ki je glavni "dobavitelj" energije za telo. Podpira normalne krvne celice, vitalno aktivnost živčnih celic in mišičnih vlaken. Poleg tega telo nezahteven del saharida uporablja v telesu za gradnjo glikogenskih, maščobnih in beljakovinsko-ogljikovih struktur. Zanimivo je, da načrtovana razčlenitev shranjenega polisaharida zagotavlja stabilno koncentracijo glukoze v krvi.

Glede na to, da je saharoza "prazen" ogljikov hidrat, dnevni odmerek ne sme presegati desetine zaužitih kilokalorij.

Za ohranjanje zdravja nutricionisti priporočajo, da se vnos sladkarij omeji na naslednje varne norme na dan:

  • za dojenčke od 1 do 3 let - 10 - 15 gramov;
  • za otroke, mlajše od 6 let - 15 - 25 gramov;
  • za odrasle 30 - 40 gramov na dan.

Ne pozabite, da se „norma“ ne nanaša samo na saharozo v čisti obliki, ampak tudi na „skriti“ sladkor, ki ga vsebujejo pijače, zelenjava, jagode, sadje, slaščice, peciva. Zato je za otroke, mlajše od enega leta in pol, bolje izključiti izdelek iz prehrane.

Energetska vrednost 5 gramov saharoze (1 čajna žlička) je 20 kilokalorij.

Znaki pomanjkanja spojin v telesu:

  • depresivno stanje;
  • apatija;
  • razdražljivost;
  • omotica;
  • migrena;
  • hitro utrujenost;
  • zmanjšana kognitivna funkcija;
  • izguba las;
  • živčno izčrpanost.

Potreba po disaharidu narašča z:

  • intenzivna možganska aktivnost (zaradi porabe energije za vzdrževanje prehoda impulza vzdolž aksona živčnih vlaken - dendrit);
  • toksična obremenitev na telesu (saharoza opravlja pregradno funkcijo, ščiti jetrne celice s seznanjenimi glukuronskimi in žveplovimi kislinami).

Ne pozabite, da je povečanje dnevne količine saharoze pomembno zelo previdno, saj presežne snovi v telesu preplavijo funkcionalne motnje trebušne slinavke, patologije srčno-žilnih organov in pojav kariesa.

Škodba saharoze

V procesu hidrolize saharoze se poleg glukoze in fruktoze tvorijo prosti radikali, ki blokirajo delovanje zaščitnih protiteles. Molekularni ioni »paralizirajo« človeški imunski sistem, zaradi česar telo postane ranljivo za invazijo tujih »povzročiteljev«. Ta pojav temelji na hormonskem neravnovesju in razvoju funkcionalnih motenj..

Negativni učinki saharoze na telo:

  • povzroči kršitev presnove mineralov;
  • "Bombardira" izolski aparat trebušne slinavke, kar povzroča patologije organov (diabetes, prediabetes, presnovni sindrom);
  • zmanjšuje funkcionalno aktivnost encimov;
  • iz telesa izpodrine baker, krom in vitamine skupine B, kar povečuje tveganje za razvoj skleroze, tromboze, srčnega infarkta in patologij krvnih žil;
  • zmanjšuje odpornost na okužbe;
  • telo zakisa, kar izzove pojav acidoze;
  • moti absorpcijo kalcija in magnezija v prebavnem traktu;
  • povečuje kislost želodčnega soka;
  • povečuje tveganje za ulcerozni kolitis;
  • potencira debelost, razvoj parazitskih napadov, pojav hemoroidov, pljučni emfizem;
  • poveča raven adrenalina (pri otrocih);
  • izzove poslabšanje razjede želodca, 12 - dvanajstnika, kronični apendicitis, napadi astme;
  • povečuje tveganje za srčno ishemijo, osteoporozo;
  • potencira pojav kariesa, parodontalne bolezni;
  • povzroča zaspanost (pri otrocih);
  • poveča sistolični tlak;
  • povzroča glavobol (zaradi tvorbe soli sečne kisline);
  • "Onesnažuje" telo, kar izzove pojav alergij na hrano;
  • krši strukturo beljakovin in včasih genetske strukture;
  • povzroča toksikozo pri nosečnicah;
  • spremeni molekulo kolagena, kar potencira pojav zgodnjih sivih las;
  • poslabša funkcionalno stanje kože, las, nohtov.

Če je koncentracija saharoze v krvi večja, kot jo telo potrebuje, se presežek glukoze pretvori v glikogen, ki se odloži v mišicah in jetrih. V tem primeru presežek snovi v organih povzroči nastanek "depoja" in vodi do pretvorbe polisaharida v maščobne spojine.

Kako zmanjšati škodo saharoze?

Glede na to, da saharoza potencira sintezo hormona veselja (serotonina), vnos sladke hrane vodi v normalizacijo psiho-čustvenega ravnovesja človeka.

V tem primeru je pomembno vedeti, kako nevtralizirati škodljive lastnosti polisaharida.

  1. Beli sladkor nadomestite z naravnimi sladkarijami (suho sadje, med), javorjevim sirupom, naravno stevijo.
  2. Iz vsakodnevnega jedilnika izključite hrano z visoko glukozo (torte, sladkarije, torte, piškoti, sokovi, pijače v trgovini, bela čokolada).
  3. Prepričajte se, da kupljeni izdelki ne vsebujejo belega sladkorja, škrobnega sirupa.
  4. Uporabljajte antioksidante, ki nevtralizirajo proste radikale in preprečujejo poškodbe kolagena s kompleksnimi sladkorji. Naravni antioksidanti vključujejo brusnice, robide, kislo zelje, citrusi in zelišča. Med zaviralci serije vitaminov so: beta - karoten, tokoferol, kalcij, L - askorbinska kislina, biflavanoidi.
  5. Po sladkem obroku pojejte dva mandlja (da zmanjšate hitrost absorpcije saharoze v krvi).
  6. Dnevno pijte en in pol litra čiste vode.
  7. Izperite usta po vsakem obroku.
  8. Pojdi za šport. Telesna aktivnost spodbuja sproščanje naravnega hormona veselja, zaradi česar se razpoloženje dvigne in hrepenenje po sladki hrani se zmanjša.

Da bi zmanjšali škodljive učinke belega sladkorja na človeško telo, je priporočljivo dati prednost sladilom..

Te snovi, odvisno od izvora, so razdeljene v dve skupini:

  • naravni (stevija, ksilitol, sorbitol, manitol, eritritol);
  • umetna (aspartam, saharin, acesulfam kalij, ciklamat).

Pri izbiri sladil je bolje dati prednost prvi skupini snovi, saj koristi druge niso popolnoma razjasnjene. V tem primeru je pomembno vedeti, da zloraba sladkornih alkoholov (ksilitola, manitola, sorbitola) krči drisko.

Naravni izviri

Naravni viri "čiste" saharoze so stebla sladkorne trsa, koreninske rastline sladkorne pese, kokosov palmin sok, kanadski javor, breza.

Poleg tega je semenski kalček nekaterih žit (koruza, sladkorni sirek, pšenica) bogat s spojino. Razmislite, katera živila vsebujejo "sladki" polisaharid.

Tabela št. 1 "Viri saharoze"
Ime izdelkaVsebnost saharoze na 100 gramov surovin v živilih, grami
Beli sladkor (pesa)99.9
Rjavi sladkor (trs, javor)85
Draga79.8
Medenjaki, marmelada71 - 76
Termini, jabolčna pastila70
Slive, rozine (rozine)66
Persimmon65
Fige (posušene)64
Grozdje (muškat, rozine)61
Medlar60.5
Irga60
Koruza (sladka, zamrznjena, bela)8.5
Mango (svež)7
Pistacije (surove)6.8
Mandarine, klementine, ananas (sladke sorte)6
Marelice, enolončnice (sirove)5.8
Zeleni grah (svež)5
Nektarine, breskve, slive4.7
Melona4,5
Korenje (sveže)3,5
Grenivke3,5
Fižol3.3
Feijoa3
Banane, kurkuma (začimba)2,3
Jabolka, hruške (sladke sorte)2
Črni ribez, jagoda1,2
Orehi, čebula (sveža)1
Paradižnik0,7
Kosmulje, buča, krompir, češnje0,6
Malina0,5
Češnja0,3

Poleg tega se saharoza v majhnih količinah (manj kot 0,4 grama na 100 gramov izdelka) nahaja v vseh rastlinah, ki vsebujejo klorofil (zelišča, jagode, sadje, zelenjava).

Proizvodnja saharoze

Za pridobivanje tega ogljikovega hidrata v industrijskem obsegu se uporabljajo fizikalne in mehanske metode izpostavljenosti..

Razmislite, kako se izdeluje saharoza iz pese (beli sladkor)

  1. Rafinirana sladkorna pesa se melje v mehanskih rezinah pese.
  2. Sesekljane surovine damo v difuzorje, nato pa skozi njih prehajamo vročo vodo. Posledično iz pese izperemo 90 - 95% saharoze..
  3. Nastalo raztopino obdelamo z apnenim mlekom (da oborimo nečistoče). Med reakcijo kalcijevega hidroksida z organskimi kislinami, ki jih vsebuje raztopina, nastajajo slabo topne kalcijeve soli, pri interakciji s saharozo pa topni kalcijev sladkor.
  4. Za oboritev kalcijevega hidroksida ogljikov dioksid skozi "sladko" raztopino.
  5. Po tem ga filtriramo in nato uparimo v vakuumih. Izolirani sladkor - surov ima rumen odtenek, saj vsebuje barvila.
  6. Za odstranitev nečistoč saharozo ponovno raztopimo v vodi, nato pa raztopino prepustimo skozi aktivno oglje.
  7. "Čista" zmes se ponovno izhlapi v vakuumskih napravah. Rezultat je rafiniran (beli) sladkor.
  8. Nastali produkt podvržemo kristalizaciji s centrifugiranjem ali cepljenjem kompaktnih "sladkornih glav" na majhne koščke.

Rjava raztopina (melasa), ki ostane po ekstrakciji saharoze, se uporablja za proizvodnjo citronske kisline.

Področja uporabe

  1. Prehrambena industrija. Disaharid se uporablja kot neodvisen prehrambeni proizvod (sladkor), konzervans (v visokih koncentracijah), sestavina kulinaričnih izdelkov, alkoholnih pijač, omak. Poleg tega se iz saharoze pridobiva umetni med..
  2. Biokemija. Polisaharid se uporablja kot substrat pri pripravi (fermentaciji) glicerola, etanola, butanola, dekstrana, levulinske in citronske kisline.
  3. Farmakologija. Saharoza (iz sladkornega trsa) se uporablja za proizvodnjo praškov, zdravil, sirupov, tudi za novorojenčke (za sladkast okus ali konzerviranje).

Poleg tega se saharoza v kombinaciji z maščobnimi kislinami uporablja kot neionska čistila (snovi, ki izboljšujejo topnost v vodnih medijih) v kmetijstvu, kozmetologiji in pri ustvarjanju detergentov.

Zaključek

Saharoza je „sladki“ ogljikov hidrat, ki nastaja v plodovih, steblih in semenih rastlin med fotosintezo..

Po vstopu v človeško telo disaharid razgradi na glukozo in fruktozo in sprosti veliko energije.

Voditelji saharoze - sladkorna trsa, kanadski javorjev sok, sladkorna pesa.

V zmernih količinah (20 - 40 gramov na dan) je snov koristna za človeško telo, saj aktivira možgane, oskrbuje celice z energijo, ščiti jetra pred toksini. Vendar zloraba saharoze, zlasti v otroštvu, privede do pojava funkcionalnih motenj, hormonske odpovedi, debelosti, zobne gnilobe, parodontalne bolezni, preddiabetičnega stanja, zajedavcev parazitov. Zato je pred jemanjem izdelka, vključno z vnosom sladkarij v dojenčkih, priporočljivo oceniti, kakšne so njegove koristi in škode.

Da bi zmanjšali škodo za zdravje, beli sladkor nadomestimo s stevijo, nerafiniranim sladkorjem - surovim, medom, fruktozo (sadnim sladkorjem), suhim sadjem.

Kemijski sladkor: Molarna masa in formula

Vsebina članka

  • Kemijski sladkor: Molarna masa in formula
  • Kako razlikovati glukozo od fruktoze
  • Kako določiti glukozo

Obstajajo različne vrste sladkorja. Najenostavnejši tip so monosaharidi, ki vključujejo glukozo, fruktozo in galaktozo. Namizni ali zrnati sladkor, ki se običajno uporablja v hrani, je saharoza disaharid. Drugi disaharidi so maltoza in laktoza..

Vrste sladkorja, ki vključujejo dolge verige molekul, imenovane oligosaharidi.

Večina tovrstnih spojin se izrazi s formulo CnH2nOn. (n je število, ki se lahko razlikuje od 3 do 7). Formula glukoze - C6H12O6.

Nekateri monosaharidi lahko tvorijo vezi z drugimi monosaharidi, tvorijo disaharide (saharoza) in polisaharide (škrob). Ko zaužijemo sladkor, encimi razgradijo te vezi in sladkor se prebavi. Po prebavi in ​​absorpciji s krvjo in tkivi se monosaharidi spremenijo v glukozo, fruktozo in galaktozo..

Pentos in heksozni monosaharidi tvorijo obročno strukturo.

Osnovni monosaharidi

Glavni monosaharidi vključujejo glukozo, fruktozo in galaktozo. Imajo pet hidroksilnih skupin (-OH) in eno karbonilno skupino (C = 0).

Glukoza, dekstroza ali grozdni sladkor najdemo v sadnih in zelenjavnih sokovih. Je primarni produkt fotosinteze. Glukozo lahko dobimo iz škroba z dodatkom encimov ali v prisotnosti kislin.

Fruktoza ali sadni sladkor je prisoten v sadju, nekaterih koreninskih kulturah, trsnem sladkorju in medu. To je najslajši sladkor. Fruktoza je del namiznega sladkorja ali saharoze.

Galaktoza se ne pojavlja v svoji čisti obliki. Je pa del glukoznega disaharida laktoze ali mlečnega sladkorja. Je manj sladka kot glukoza. Galaktoza je del antigenov, ki se nahajajo na površini krvnih žil.

Disaharidi

Saharoza, maltoza in laktoza so disaharidi.

Kemična formula disaharidov je C12H22O11. Nastanejo zaradi kombinacije dveh monosaharidnih molekul, razen ene molekule vode..

Saharoza najdemo naravno v steblih sladkornega trsa in koreninskih rastlinah sladkorne pese, nekaterih rastlinah, korenju. Molekula saharoze je kombinacija molekul fruktoze in glukoze. Njegova molarna masa je 342,3.

Maltoza nastaja med sadikami nekaterih rastlin, na primer ječmena. Molekula maltoze nastane zaradi kombinacije dveh molekul glukoze. Ta sladkor je manj sladek kot glukoza, saharoza in fruktoza..

Laktozo najdemo v mleku. Njena molekula je kombinacija molekul galaktoze in glukoze.

Kako najti molarno maso molekule sladkorja

Za izračun molarne mase molekule morate dodati atomsko maso vseh atomov v molekuli.

Molarna masa C12H22O11 = 12 (masa C) + 22 (masa H) + 11 (masa O) = 12 (12.01) + 22 (1.008) + 11 (16) = 342.30

CHEMEGE.RU

Priprava na izpit iz kemije in olimpijade

Ogljikovi hidrati

Ogljikovi hidrati (sladkorji) - organske spojine s podobno strukturo, katerih večina se odraža v formuli Cx(H)2O)y, kjer je x, y ≥ 3.

Izjema je deoksiriboze, ki imajo formulo C5N10O4 (en atom kisika manj kot riboza).

Razvrstitev ogljikovih hidratov

Po številu strukturnih enot

  • Monosaharidi - vsebujejo eno strukturno enoto.
  • Oligosaharidi - vsebujejo od 2 do 10 strukturnih enot (disaharidi, triksaharidi itd.).
  • Polisaharidi - vsebujejo n strukturnih enot.

Nekaj ​​bistvenih ogljikovih hidratov:

MonosaharidiDisaharidiPolisaharidi
Glukoza C6N12O NJ6

Deoksiriboza C5N10O NJ4

Saharoza C12N22O NJenajst

Cellobioza C12N22O NJenajst

Celuloza (C6N10O NJ5)n

Škrob (C6N10O NJ5)n

Po številu ogljikovih atomov v molekuli

  • Pentoze - vsebujejo 5 ogljikovih atomov.
  • Heksoze - vsebujejo 6 ogljikovih atomov.
  • Itd.

Velikost obroča v ciklični obliki molekule

  • Piranoze - tvorijo šestčlanski obroč.
  • Furanoze - vsebujejo petčlanski obroč.

Kemične lastnosti, skupne vsem ogljikovim hidratom

1. Izgorevanje

Vsi ogljikovi hidrati gorijo do ogljikovega dioksida in vode..

Na primer, ko se glukoza zgore, nastaneta voda in ogljikov dioksid.

2. Interakcija s koncentrirano žveplovo kislino

Koncentrirana žveplova kislina odstranjuje vodo iz ogljikovih hidratov in tako ustvarja ogljik C ("karbonizacijo") in vodo.

Na primer, delovanje koncentrirane žveplove kisline na glukozo proizvaja ogljik in vodo

Monosaharidi

Monosaharidi so heterofunkcijske spojine, njihove molekule vključujejo eno karbonilno skupino (aldehidno ali ketonsko skupino) in več hidroksilnih skupin.

Monosaharidi so strukturne enote oligosaharidov in polisaharidov..

Najpomembnejši monosaharidi

Naslov in formulaGlukoza

C6H12O6

Fruktoza

C6H12O6

Riboza

C6H12O6

Strukturna formula
Razvrstitev
  • heksoza
  • aldoza
  • v ciklični obliki - piranoza
  • heksoza
  • ketoza
  • v ciklični obliki - furanozo
  • pentoza
  • aldoza
  • v ciklični obliki - furanozo

Glukoza

Glukoza je aldehidni alkohol (aldoza).

Vsebuje šest atomov ogljika, eno aldehid in pet hidrokso skupin.

Glukoza obstaja v raztopinah ne samo linearnih, temveč tudi cikličnih oblik (alfa in beta), ki so piranoza (vsebujejo šest enot):

α-glukozaβ-glukoza

Kemijske lastnosti glukoze

Vodna raztopina glukoze

V vodni raztopini glukoze obstaja dinamično ravnovesje med dvema cikličnima oblikama - α in β in linearno obliko:

Kakovostna reakcija na večvodne alkohole: reakcija s sveže oborjenim bakrovim (II) hidroksidom

Ko sveže oborjen bakreni (II) hidroksid reagira z glukozo (in drugimi monosaharidi), se hidroksid raztopi in tvori modri kompleks.

Reakcije na karbonilno skupino - CH = 0

Glukoza ima lastnosti, značilne za aldehide.

  • Reakcija srebrnega ogledala
  • Reakcija z bakrovim (II) hidroksidom s segrevanjem. Ko glukoza deluje z bakrovim (II) hidroksidom, oborina bakrovega (I) oksida iz rdeče opeke:
  • Oksidacija z bromovo vodo. Ko se glukoza oksidira z bromovo vodo, nastane glukonska kislina:
  • Prav tako lahko glukozo oksidira s klorom, bertoletovoy soljo, dušikovo kislino.
Koncentrirana dušikova kislina oksidira ne le aldehidno skupino, ampak tudi hidrokso skupino na drugem koncu ogljikove verige.
  • Katalitično hidrogeniranje. Pri interakciji glukoze z vodikom se karbonilna skupina reducira v alkohol hidroksil, nastane šestatomski alkohol - sorbitol:
  • Fermentacija glukoze. Fermentacija je biokemični postopek, ki temelji na redoks pretvorbah organskih spojin v anaerobnih pogojih.

Alkoholno vrenje. Z alkoholno fermentacijo tvorijo glukozo, alkohol in ogljikov dioksid:

Mlečno vrenje. Z alkoholno fermentacijo tvorijo glukozo, alkohol in ogljikov dioksid:

Fermentacija maslene kisline. Z alkoholno fermentacijo tvorijo glukozo, alkohol in ogljikov dioksid:

  • Nastajanje glukoznih estrov (značilno za ciklično obliko glukoze).

Glukoza lahko tvori etre in estre.

Najlažje pride do substitucije pol-acetal (glikozida) hidroksila.

Na primer, α-D-glukoza deluje z metanolom.

V tem primeru nastane monometilni eter glukoze (α-O-metil-D-glukozid):

Glukozni etri se imenujejo glikozidi.

V težjih pogojih (npr. S CH3-I) možno alkiliranje in druge preostale hidroksilne skupine.

Monosaharidi lahko tvorijo estre tako z mineralnimi kot karboksilnimi kislinami.

Na primer, β-D-glukoza reagira z ocetnim anhidridom v razmerju 1: 5 in tvori glukozni pentaacetat (β-pentaacetil-D-glukoza):

Proizvodnja glukoze

Hidroliza škroba

V prisotnosti kislin se škrob hidrolizira:

Sinteza formalmaldehida

Reakcijo je najprej preučil A.M. Butlerov. Sinteza poteka v prisotnosti kalcijevega hidroksida:

Fotosinteza

V rastlinah nastajajo ogljikovi hidrati kot posledica fotosinteze iz CO2 in H2O:

Fruktoza

Fruktoza je strukturni izomer glukoze. To je keton alkohol (ketoza): lahko obstaja tudi v cikličnih oblikah (furanoza).

Vsebuje šest atomov ogljika, eno ketonsko skupino in pet hidrokso skupin.

Fruktozaα-D fruktozaβ-D-fruktoza

Fruktoza je kristalna snov, zelo topna v vodi, slajša od glukoze.

Brez medu in sadja..

Kemične lastnosti fruktoze so povezane s prisotnostjo ketona in petih hidroksilnih skupin.

Hidrogenacija fruktoze proizvaja tudi sorbitol..

Disaharidi

Disaharidi so ogljikovi hidrati, katerih molekule so sestavljene iz dveh monosaharidnih ostankov, ki sta medsebojno povezana z medsebojnimi vplivi hidroksilnih skupin (dve pol-acetal ali en pol-acetal in en alkohol).

Saharoza (sladkorni sladkor ali sladkorni trs) C12N22O NJenajst

Molekul saharoze sestavljajo ostanki α-glukoze in β-fruktoze, povezani med seboj:

V molekuli saharoze je glikozidni atom ogljika glukoza povezan zaradi tvorbe kisikovega mostu s fruktozo, zato saharoza ne tvori odprte (aldehidne) oblike.

Zato saharoza pri reakciji ne reagira z aldehidno skupino - z amoniakovo raztopino srebrovega oksida z bakrovim hidroksidom.

Takšni disaharidi imenujemo ne reducirajoči, tj. ne more oksidirati.

Saharoza je podvržena hidrolizi z zakisano vodo. V tem primeru nastaneta glukoza in fruktoza:

Maltoza C12N22O NJenajst

To je disaharid, sestavljen iz dveh ostankov α-glukoze, je vmesni element pri hidrolizi škroba.

Maltoza je zmanjšanje disaharida (ena od cikličnih enot se lahko odpre v aldehidno skupino) in vstopi v reakcije, značilne za aldehide.

Hidroliza maltoze proizvaja glukozo.

Polisaharidi

To je disaharid, sestavljen iz dveh ostankov α-glukoze, je vmesni element pri hidrolizi škroba.

Polisaharidi so naravni visoko molekularni ogljikovi hidrati, katerih makromolekule so sestavljene iz monosaharidnih ostankov.

Glavni ostanki škroba in celuloze so zgrajeni iz ostankov enega monosaharida - glukoze.

Škrob in celuloza imata enako molekularno formulo: (C6H10O5)n, vendar popolnoma drugačne lastnosti.

To je posledica posebnosti njihove prostorske strukture..

Škrob je sestavljen iz ostankov α-glukoze, celuloza pa je sestavljena iz β-glukoze, ki sta prostorska izomera in se razlikujeta le v položaju ene hidroksilne skupine:

Škrob

Škrob je polisaharid, zgrajen iz cikličnih ostankov α-glukoze..

Sestavljen je iz:

  • amiloza (notranji del škrobnih zrn) - 10-20%
  • amilopektin (škrobna zrnasta prevleka) - 80-90%

V amilozni verigi je 200-1000 ostankov α-glukoze (povprečna molekulska masa 160.000) in ima nerazvejeno strukturo.

Amilopektin ima razvejano strukturo in veliko večjo molekulsko maso kot amiloza.

Lastnosti škroba

  • Hidroliza škroba: škrob, ki ga vremo v kislem mediju, nato hidroliziramo:

Zabeležite popolno hidrolizo škroba brez vmesnih korakov:

  • Škrob ne povzroča reakcije "srebrnega ogledala" in ne zmanjša bakrovega (II) hidroksida.
  • Kakovostna reakcija na škrob: modro obarvanje z raztopino joda.

Celuloza

Celuloza (vlaknine) je najpogostejši polisaharid rastlin. Celulozne verige so zgrajene iz ostankov β-glukoze in imajo linearno strukturo.

Lastnosti kaše

  • Nastajanje estrov z dušično in ocetno kislino.

Celulozna nitracija.

Ker celulozna enota vsebuje 3 hidroksilne skupine, lahko celulozno nitriranje s presežkom dušikove kisline tvori celulozni trinitrat, eksploziv piroksilina:

Acilacija celuloze.

Pod delovanjem anhidrida ocetne kisline (poenostavljena ocetna kislina) na celulozo pride do reakcije esterifikacije in možno je, da v reakciji sodelujejo OH skupine 1, 2 in 3..

Izkaže se celulozno acetatno - acetatno vlakno.

  • Hidroliza celuloze.

Celuloza, kot škrob, se lahko hidrolizira v kislem okolju, prav tako nastane glukoza. Toda postopek je veliko težji.

Preberite Več O Dejavnikih Tveganja Za Sladkorno Bolezen