Bài giảng GLUXIT nâng cao 12

Chương XIII: CÁC HP CHẤT GLUXIT [Cn(H2O)m] A ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI: ĐỊNH NGHĨA: Gluxit (hay cacbonhiđrat hợp chất hữu tạp chức công thức chung Cn(H2O)m - Thành phần thể sinh vật đặc biệt thực vật - Thực vật chiếm từ 70 → 80% (củ hạt, thân, rễ) dạng polisaccarit - Động vật chiếm khoảng 2% (gan, bắp cơ, máu) - Gluxit tạo thành trình quang hợp thực vật: Chất diệp lục 6nCO2 + 6nH2O → nC6H12O6 + 6nO2 - Hàng ngàn phân tử (+) glucozơ liên kết với tạo thành phân tử xenlulozơ giúp phát triển PHÂN LOẠI: - Gồm loại: + monosaccarit + đisaccarit + polosaccarit B MONOSACCARIT I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI: ĐỊNH NGHĨA: Là hợp chất hữu tạp chức hay gọi hợp chất policacbonyl ( anđehit hay xeton) PHÂN LOẠI: -Có loại: + Anđozơ (nhóm chức anđêhit) + Xetozơ (nhóm chức xeton) DANH PHÁP: Tên số nguyên tử C mạch tri, tetra, pent, hex,….+ ozơ Công thức chung: CH2OH(CHOH)nCHO anđozơ CH2OH(CHOH)nCOCH2OH xetozơ II CẤU TẠO CỦA MONOSACCARIT Kết phân tích đặc điểm mạch C phản ứng đặc trưng - Phản ứng với thuốc thử Feling CH2OH(-CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH2OH(-CHOH)4COONa + Cu2O + 3H2O - Phản ứng với thuốc thử Tolenes: CH2OH(-CHOH)4CHO + 2[Ag(NH3)2OH → CH2OH(-CHOH)4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O - Phản ứng với anhiđrit axetic: CH2OH(-CHOH)4CHO + 5(CH3CO)2O - Phản ứng với HI: → C5H6(OCOCH3)5CHO + 5CH3COOH CH2OH(-CHOH)4CHO + 6HI → CH3(CH2)3CHICH3 + 5HIO - Phản ứng với HCN: CH2OH(-CHOH)4CHO + HCN → CH2OH(-CHOH)5CN CH2OH(-CHOH)5CN + 2H2O → CH2OH(-CHOH)5COOH + NH3↑ CH2OH(-CHOH)5COOH + 6HI → CH3(CH2)5COOH + 6HIO Từ phản ứng ta kết luận: - Glucozơ phân tử mạch thẳng không phân nhánh, có nhóm –CHO đầu mạch Sơ đồ phản ứng: Feling CuSO4,NaOH Ag(NH3)2OH C6H12O6 (CH3CO)2O HI HCN, H2O + HI C5H11O5COONa + Cu2O C5H11O5COONH4 + Ag ↓ C5H6(OCOCH3)5CHO CH3(CH2)3CHICH3 CH3(-CH2)5COOH Ctct glucozơ: CH2OH(-CHOH)4CHO 1-Anđohexozơ Bằng thí nghiệm tương tự người ta xác đònh công thức cấu tạo fructozơ: CH2OH(-CHOH)3COCH2OH 2-xetohexozơ III CÁC ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ CỦA MONOSACCARIT: - Phân tử glucozơ có nguyên tử C bất đối H H C H * C OH OH H H * C * C C* C OH OH OH H O H Số đồng phân quang học: 2n (n số nguyên tử C bất đối phân tử glucozơ có 24 = 16 đồng phân quang học có cặp đối quang CẤU TẠO ĐỒNG PHÂN QUANG HỌC DÃY D VÀ DÃY L - Nhóm –OH nguyên tử C* xa nhóm cacbonyl (đánh số lớn nhất) ởû phía bên phải đồng phân quang học thuộc dãy D, ngược lại bên trái thuộc dãy L Ví dụ: CH2OHCHOHCHO CHO glixeranđehit CHO H * C OH CH2OH D-glixeranđehit OH * C H CH2OH L-glixeranđehit - Khả quay cực sang bên phải góc α đo ùthì ghi dấu (+), quay cực sang bên trái ghi dấu (-) CHO H OH HO H H OH H OH CH2OH D(+)-glucozo CHO CHO H OH HO H HO CHO CHO H HO H H OH H OH HO H H OH H OH HO H H OH HO H H OH HO H H OH HO H CH2OH D(+)-glucozo CH2OH L(-)-glucozo CH2OH D(+)-manto CH2OH L(-)-manto ĐỒNG PHÂN EPIME Hai monosaccarit thuộc loại anđozơ đồng phân Epime khác cấu hình nguyên tử C* gần nhóm cacbonyl (-CHO), cấu hình tất nguyên tử cacbon bất đối khác phân tử hoàn toàn giống Margraf tìm mía từ năm 1747 - Dễ tan nước, kết tinh từ dung dòch tnc0 = 1850C, kết tinh từ dung dòch metanol tnc0 = 1750C Khó tan rượu quay cưc sang phải [α]30D = + 66,50, tượng quay hỗ biến b) TÍNH CHẤT HOÁ HỌC - Không có tính khử, không tham gia phản ứng với thuốc thử Tolenes, Feling, phenylhiđrazin - Tác dụng với Cu(OH)2 nhiệt độ thương tạo thành dung dòch màu xanh thẩm suốt - Thuỷ phân môi trường axit loãng cho: α-D(+)glucozơ vàβ-D(-)fructozơ - Saccarozơ tạo thành saccarit với kim loại kiềm, kiềm thổ đặc biệt với canxi với độ tan khác nhau: C12H22O11CaO.2H2O, C12H22O112CaO.2H2O, C12H22O113CaO.3H2O, công nghiệp mía đường người ta chế hoá với Ca(OH)2 để tách C12H22O11 nguyên chất C12H22O11CaO.2H2O + CO2 → C12H22O11 + CaCO3 + 2H2O c) QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA - Gồm công đoạn (đọc giáo trình): 1) Ép: Mía → Nước mía (dd chứa 14% saccarozơ, bã 2) Loc: Dung dich (saccarozơ, axit hữu cơ, tạp chất, )khử Ca(OH)2 → CaCO3 + C12H22O11 Than xương, SO2 3) Tẩy mầu: Dung dòch C12H22O11 → NaHSO dd C12H22O11 tinh khiêt Chân không, ly tâm 4) Kết tinh: Dd C12H22O11 → C12H22O11+ mật rỉ II MANTOZƠ (MẠCH NHA) CẤU TẠO CTPT: C12H22O11 CTCT: H C H HO H H HO C OH O H O OH CH2OH H HO H C OH H H H O H 6 CH2OH CH2OH 1 CH2OH D(+)gluctzo OH O H OH H H H H O H OH OH O Mantozo H H OH H OH - Tên khoa học: 4’- (α - D-glucopiragiđo)-β-D-glucopiranozit - Có mặt nhiều loại với lượng nhỏ thể điều chế thuỷ phân tinh bột không hoàn toàn, điều chế từ mầm lúa TÍNH CHẤT HOÁ HỌC - Là saccarit có tính khử phản ứng với thuốc thử Tolenes, Feling, phenylhiđrazin - Phản ứng thuỷ phân CH2OH O H CH2OH CH2OH H OH H H OH OH O H H O Mantozo H OH H H OH H O H + + H2O,H OH H OH H H OH OH D-glucozo H OH - Tác dụng với Cu(OH)2 tạo thành dun dòch màu xanh thẩm III LACTO (ĐƯỜNG SỮA) CẤU TẠO CTPT: C12H22O11 CTCT: CH2OH CH2OH O H H OH H O H O H OH H H OH H OH H OH Lactozo Tên khoa học: 4’- (β-D-galactopiranogiđo)-α-D-glucopiranozit H OH - Có sữa người, động vật có vú, sữa người chiếm từ – 8%, sữa bò chiếm 5,5% TÍNH CHẤT Lacto đisaccarit có tính khử, tính chất hoá tương tự mantozơ IV XENLOBIO CẤU TAO CTPT: C12H22O11 CH2OH O H H OH CTCT: CH2OH H O H O H OH H H OH H OH H OH Tên khoa học: 4’- (β-D-galactopiranogiđo)-β-D-glucopiranozit Xenlobiozo OH H TÍNH CHẤT - Có tính chất tương tự đường manno, có tương quay hổ biến, thuỷ phân cho phân tử D-glucozơ POLISACCARIT - Không có tính chất đường hợp chất cao phân tử chứa hàng ngàn gốc monosaccarit liên kết với Chất tiêu biểu tinh bột xelulozơ - Dung dòch hợp chất có độ nhớt có tính bền học cao - Là chất phổ biến giới thực vật chiếm tỉ lệ cao I TINH BỘT CẤU TẠO: CTPT: (C6H10O5)n CTCT: - Phân tử gồm hai dạng mạch thẳng không phân nhánh amilozơ phân nhánh amilopectin a) AMILOZƠ CH2OH O H H OH O H H .O H CH2OH H OH H OH H O H H CH2OH OH O H O H H OH O H H H Amilozơ OH H OH H O H H n -2 CH2OH OH - Từ 90.000 – 200.000 gốc D-glucozơ liên kết với O b) AMILOPECTIN CH2OH O H H OH O O H OH OH H OH H H OH H OH H H H O CH2OH OH H O O H .O H H H O O H CH2OH H H H CH2OH OH CH2 O H H O H H OH H H H Amilopectin OH O O H OH H H CH2OH OH -Chiếm 80% thành phần tinh bột.Phân tử có khối lương lớn hàng triệu đơn vò cacbon Gồm từ 6.000 – 36.000 gốc D-glucozơ liên kết với H O c) GLICOGEN - Tinh bột động vật, polisaccarit dự trữ thể động vật, thường gặp chủ yếu gan (20%), bắp 4%, khối lượng phân tử lớn khoảng hàng triệu đvc - Là chất bột rắn màu trắng, dễ tan nước nóng cho dung dòch mờ hồ tinh bột tác dung với iod cho màu màu tím đỏ - Thuỷ phân môi trường axit loãng, men tạo thành D-glucozơ -Khối lượng phân tử glicôgen khoảng 1.000.000 đvc TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Dạng bột vô đònh hình, màu trắng, không tan nước lạnh, tan nước nóng bò phồng dung dòch gọi hồ tinh bột TÍNH CHẤT HOÁ HỌC a) PHẢN ỨNG THUỶ PHÂN H+ (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 b) PHẢN ỨNG MÀU VỚI IOD - Dung dòch hồ tinh bột tác dung với iod amilozơ cho màu xanh thẩm, amilopectin cho màu tím II XENLULOZƠ CẤU TẠO CTPT: (C6H10O5)n ≡ [C6H7O2(OH)3]n CTCT: CH2OH CH2OH O H H OH H O H CH2OH O H OH H H OH H OH H OH H O H CH2OH O H OH H H OH H O H n-2 O H OH H H OH - Thành phần tế bào thực vật, cấu tạo nên màng tế bào, bền mặt học, có tính đàn hồi, chiếm 95%, gỗ từ 50 – 60% H OH - Khối lượng phân tử lớn từ 1.106 – 2.106 đvc TINH CHẤT VẬT LÍ - Chất rắn màu trắng, không mùi vò, d = 1,51 – 1,52 không nóng chẩy nhiệt độ cao, nhiệt độ cao không khí biến thành than - Không tan nước, ngâm nước phồng lên, bền kiềm loãng axit yếu, chất ôxi hoá yếu Hoà tan tốt dung dòch Svâyze [Cu(OH)2+ NH3] - Dung dòch xenlulozơ axit đặc kết tủa thêm nước vào làm nhuốm màu iod Phản ưng dùng để phát xenlulozơ TÍNH CHẤT HOÁ HỌC a) Bò loại vi khuẩn phân huỷ thành CO2 H2O môi trường yếm khí tạo thành CH4 b) Tác dụng với chất oxi hoá mạnh: O3, H2O2, NaOCl tạo hỗn hợp sản phẩm phức tạp c) Tác dụng với kiềm tạo thành ancolat nH2O [C6H7O2(OH)3]n + nNaOH → [C6H7O2(OH)2ONa]n [C6H7O2(OH)2ONa]n + nCS2 → OC6H7O2(OH)2 C SNa OC6H7O2(OH)2 C SNa S S n Ventogenat-xenlulo + n/2H2SO4 → [C6H7O2(OH)2 + n n/2Na2SO4 + nCS2 d) Tác dụng với dụng với dd Cu(OH)2 NH3 tạo thành dd nhớt bơm qua lỗ nhỏ ngâm vào nước thuỷ phân tạo thành hiđratxenlulo gọi tơ amoniac e) Tác dụng với (CH3CO)2O CH3COOH [C6H7O2(OH) ]n + 3n(CH3CO)2O → CH3COOH + [C6H7O2(OCOCH3)3]n [C6H7O2(OH)3]n + 2nCH3COOH → 2nH2O + [C6H7O2(OCOCH3)2]n + 2nH2O g) Tác dụng với HNO3 đăc [C6H7O2(OH)3]n + 3nHO-NO2 → 3nH2O + [C6H7O2(ONO2)3]n Ứng dụng: Xây dựng nhà cửa, trang trí nội thất, làm nguyên liệu công nghiệp dệt, giấy, tơ sợi, thuốc nổ, nhựa xenlulozơ Hết