FullLýThuyếtChương II: Cacbohidrat Biên soạn: Nguyễn Văn Công Đc: https://www.facebook.com/profile.php?id=100011441933261 GLUCOZƠ I – TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Glucozơ chất kết tinh, không màu, nóng chảy 146oC (dạng α) 150oC (dạng β), dễ tan nước - Có vị ngọt, có hầu hết phận (lá, hoa, rễ…) đặc biệt chín (còn gọi đường nho) - Trong máu người có lượng nhỏ glucozơ, không đổi (khoảng 0,1 %) II – CẤU TRÚC PHÂN TỬ Glucozơ có công thức phân tử C6H12O6, tồn dạng mạch hở dạng mạch vòng Dạng mạch hở Viết gọn là: CH2OH[CHOH]4CHO Dạng mạch vòng - Nhóm – OH C5 cộng vào nhóm C = O tạo hai dạng vòng cạnh α β - Nếu nhóm – OH đính với C1 nằm mặt phẳng vòng cạnh α -, ngược lại nằm mặt phẳng vòng cạnh β – - Nhóm – OH vị trí C số gọi OH – hemiaxetal III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC Glucozơ có tính chất anđehit (do có nhóm chức anđehit – CHO) ancol đa chức (do có nhóm OH vị trí liền kề) Tính chất ancol đa chức (poliancol hay poliol) a) Tác dụng với Cu(OH)2 nhiệt độ thường: Dung dịch glucozơ hòa tan Cu(OH)2 cho dung dịch phức đồng – glucozơ có màu xanh lam 2C6H12O6 + Cu(OH) (C6H11O6)2Cu + 2H2O b) Phản ứng tạo este: C6H7O(OH)5 + 5(CH3CO)2O - C6H7O(OOCCH3)5 + 5CH3COOH Tính chất anđehit a) Oxi hóa glucozơ: - Với dung dịch AgNO3 NH3, đun nóng (thuốc thử Tollens) cho phản ứng tráng bạc - Với dung dịch Cu(OH)2 NaOH, đun nóng (thuốc thử Felinh) - Với dung dịch nước brom: b) Khử glucozơ: Phản ứng lên men Tính chất riêng dạng mạch vòng - Riêng nhóm OH C1 (OH – hemiaxetal) dạng vòng tác dụng với metanol có HCl xúc tác, tạo metyl glicozit - Khi nhóm OH C1 chuyển thành nhóm OCH3, dạng vòng chuyển sang dạng mạch hở IV – ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG Điều chế (trong công nghiệp) - Thủy phân tinh bột với xúc tác HCl loãng enzim - Thủy phân xenlulozơ với xúc tác HCl đặc (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 Ứng dụng - Trong y học: dùng làm thuốc tăng lực cho người bệnh (dễ hấp thu cung cấp nhiều lượng) - Trong công nghiệp: dùng để tráng gương, tráng ruốt phích (thay cho anđehit anđehit độc) FRUCTOZƠ - Công thức phân tử C6H12O6 - Công thức cấu tạo CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH - CO - CH2OH - Trong dung dịch, frutozơ tồn chủ yếu dạng β, vòng cạnh Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Là chất rắn kết tính, dễ tan nước - Vị đường mía - Có nhiều hoa đặc biệt mật ong (40%) Tính chất hóa học Vì phân tử fructozơ chứa nhóm OH có nhóm liền kề nhóm chức C = O nên có tính chất hóa học ancol đa chức xeton - Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường - Tác dụng với anhiđrit axit tạo este chức - Tính chất xeton +Tác dụng với H2 tạo sobitol + Cộng HCN Trong môi trường kiềm fructozơ chuyển hóa thành glucozơ nên fructozơ có phản ứng tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 môi trường kiềm Nhưng fructozơ phản ứng làm màu dung dịch Brom Lưu ý: Không phân biệt glucozơ fructozơ phản ứng tráng bạc hav phản ứng với Cu(OH)2 môi trường kiềm đun nóng Để phâ biệt glucozo với fructozo dùng dung dịch nước brom TINH BỘT I – TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Tinh bột chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan nước nguội - Trong nước nóng từ 65oC trở lên, tinh bột chuyển thành dung dịch keo (hồ tinh bột) - Tinh bột có nhiều loại ngũ cốc, củ (khoai, sắn), (táo, chuối)… II – CẤU TRÚC PHÂN TỬ Cấu trúc Tinh bột hỗn hợp hai loại polisaccarit : amilozơ amilopectin, amilozơ chiếm 20 – 30 % khối lượng tinh bột a) Phân tử amilozơ - Các gốc α – glucozơ liên kết với liên kết α – 1,4 – glicozit tạo thành mạch không phân nhánh - Phân tử amilozơ không duỗi thẳng mà xoắn lại thành hình lò xo Mỗi vòng xoắn gồm gốc glucozơ b) Phân tử amilopectin - Các gốc α – glucozơ liên kết với loại liên kết: + Liên kết α – 1,4 – glicozit để tạo thành chuỗi dài (20 – 30 mắt xích α – glucozơ) + Liên kết α – 1,6 – glicozit để tạo nhánh Đặc điểm a) Phân tử khối tinh bột không xác định n biến thiên khoảng rộng b) Tinh bột thuộc loại polime nên hai tính chất sau: hòa tan Cu(OH)2 (dù có nhiều nhóm –OH liền kề) tính khử anđehit (dù tận phân tử có nhóm OH –hemiaxetal) Các nhóm – OH tinh bột có khả tạo este glucozơ III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC Phản ứng polisaccarit (thủy phân) a) Thủy phân nhờ xúc tác axit vô cơ: dung dịch thu sau phản ứng có khả tráng bạc (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 b) Thủy phân nhờ enzim: - Quá trình làm bánh mì trình đextrin hóa men nhiệt Cơm cháy tượng đextrin hóa nhiệt - Ăn bánh mì, cơm cháy dễ tiêu có vị phân tử tinh bột phân cắt nhỏ thành đisaccarit monosaccarit Phản ứng màu với dung dịch iot (đặc trưng) - Hồ tinh bột + dung dịch I2 hợp chất màu xanh tím - Đun nóng thấy màu, để nguội màu xanh tím lại xuất Giải thích: Mạch phân tử amilozơ không phân nhánh xoắn thành dạng hình trụ Các phân tử iot len vào, nằm phía ống trụ tạo thành hợp chất bọc có màu xanh tím Liên kết iot amilozơ hợp chất bọc liên kết yếu Ngoài ra, amilopectin có khả hấp thụ iot bề mặt mạch nhánh Hợp chất bọc không bền nhiệt độ cao, đun nóng màu xanh tím bị để nguội màu xanh tím xuất trở lại IV – SỰ CHUYỂN HÓA TINH BỘT TRONG CƠ THỂ V – SỰ TẠO THÀNH TINH BỘT TRONG CÂY XANH (PHẢN ỨNG QUANG HỢP) XENLULOZƠ I – TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Xenlulozơ chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan nước dung môi hữu thông thường benzen, ete - Xenlulozơ thành phần tạo lớp màng tế bào thực vật, khung cối - Xenlulozơ có nhiều trong (95 – 98 %), đay, gai, tre, nứa (50 – 80 %), gỗ (40 – 50 %) II – CẤU TRÚC PHÂN TỬ Cấu trúc - Công thức phân tử: (C6H10O5)n - Xenlulozơ polime hợp thành từ mắt xích β – glucozơ liên kết β – 1,4 – glicozit Đặc điểm - Mạch phân tử không nhánh, không xoắn, có độ bền hóa học học cao - Có khối lượng phân tử lớn (khoảng 1.000.000 – 2.400.000) - Xenlulozơ thuộc loại polime nên hai tính chất sau: hòa tan Cu(OH)2 (dù có nhiều nhóm –OH liền kề) tính khử anđehit (dù tận phân tử có nhóm OH –hemiaxetal) - Trong mắt xích C6H10O5 có nhóm – OH tự do, công thức xenlulozơ viết [C6H7O2(OH)3]n III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC Phản ứng polisaccarit (thủy phân) - Xảy đun nóng xenlulozơ với dung dịch axit vô (C6H10O5)n + nH2O – H+,to nC6H12O6 - Phản ứng xảy nhờ enzim xenlulaza (trong dày trâu, bò…) Cơ thể người không đồng hóa xenlulozơ Phản ứng ancol đa chức a) Với HNO3/H2SO4 đặc (phản ứng este hóa): [C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 (đặc) –H2SO4,to [C6H7O2(OH)2ONO2]n + nH2O Xenlulozơ mononitrat [C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 (đặc) –H2SO4,to [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n + 2nH2O Xenlulozơ đinitrat [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 (đặc) –H2SO4,to [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Xenlulozơ trinitrat - Hỗn hợp xenlulozơ mononitrat, xenlulozơ đinitrat gọi coloxilin Coloxilin dùng để chế tạo chất dẻo xenluloit dùng để làm bóng bàn, đồ chơi… - Hỗn hợp chứa chủ yếu xenlulozơ trinitrat gọi piroxilin (làm chất nổ), dùng để chế tạo thuốc súng không khói Phản ứng nổ xảy sau: 2[C6H7O2(ONO2)3]n - 6nCO2 + 6nCO + 4nH2O + 3nN2 + 3nH2 b) Với anhiđrit axetic (có H2SO4 đặc) [C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O - [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nCH3COOH Xenlulozơ triaxetat loại chất dẻo, dễ kéo thành tơ sợi c) Với CS2 NaOH [C6H7O2(OH)3]n + nNaOH [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O [C6H7O2(OH)2ONa]n + nCS2 [C6H7O2(OH)2OCS–SNa]n Xenlulozơ xantogenat Xenlulozơ xantogenat dùng để điều chế tơ visco d) Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)2, tan dung dịch [Cu(NH3)4](OH)2 (nước Svayde) tạo chất lỏng nhớt dùng để tạo tơ đồng - amoniac IV - ỨNG DỤNG Xenlulozơ có nhiều ứng dụng quan trọng sản xuất đời sống sản xuất giấy, tơ, sợi, ancol etylic… ... α -, ngược lại nằm mặt phẳng vòng cạnh β – - Nhóm – OH vị trí C số gọi OH – hemiaxetal III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC Glucozơ có tính chất anđehit (do có nhóm chức anđehit – CHO) ancol đa chức (do có... (dù tận phân tử có nhóm OH –hemiaxetal) Các nhóm – OH tinh bột có khả tạo este glucozơ III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC Phản ứng polisaccarit (thủy phân) a) Thủy phân nhờ xúc tác axit vô cơ: dung dịch... –hemiaxetal) - Trong mắt xích C6H10O5 có nhóm – OH tự do, công thức xenlulozơ viết [C6H7O2(OH)3]n III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC Phản ứng polisaccarit (thủy phân) - Xảy đun nóng xenlulozơ với dung dịch axit vô