BAI GIANG GLUXIT HOA HOC DAI CUONG

GLUXIT Cacbohydrat nhóm phân tử sinh học có mặt nhiều trái đất Hàng năm thực vật tảo có khả biến đổi 100 tỉ m CO2 H2O thành glucose sản phẩm hữu khác Một số cacbohydrat đươcngf, tinh bột thức ăn chủ yếu người trình oxy hóa cacbohyrat nguồn cung cấp lượng chủ yếu tế bào dị dưỡng Cacbohydrat có vai trò quan trong thể sống • Tham gia hoạt động sống tế bào • Là nguồn dinh dưỡng dự trữ dễ huy động, cung cấp chủ yếu chất trao đổi trung gian lượng cho tế bào • Tham gia vào cấu trúc tế bào thực vật, vi khuẩn, hình thành khung (vỏ) nhóm động vật có chân khớp • Tham gia vào thành phần cấu tạo nhiều chất quan trọng AND, ARN… Tạo kết cấu (trong thực phẩm): • Tạo sợi, kết cấu, tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi cho thực phẩm: Tinh bột, thạch, pectin miến, mứt, quả, kem, giò lụa…Tạo kết cấu đặc thù số loại thực phẩm: Độ phồng nở bánh phồng tôm, tạo bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, vị chua cho sữa,… Tạo chất lượng (trong thực phẩm): • Chất tạo cho thực phẩm (các đường) • Tham gia tạo màu sắc hương thơm cho sản phẩm (đường phản ứng caramen hóa, melanoidin…) • Tạo tính chất lưu biến cho sản phẩm thực phẩm: Độ dai, độ trong, độ giòn, độ dẻo… • Có khả giữ chất thơm sản phẩm thực phẩm • Tạo ẩm làm giảm hoạt độ nước làm thuận lợi cho trình gia công bảo quản I NỘI DUNG Khái niệm phân loại I.1 Khái niệm: Gluxit (saccarit, cacbohidrat) hợp chất hữu tạp chức polyhidroxylcacbonyl có công thức tổng quát C m(H2O)n , thành phần tế bào mô thể sinh vật, chủ yếu thực vật Thực vật: Chiếm khoảng 75% phận củ quả, lá, than, cành… Động vật: Chiếm khoảng 2% gan, cơ, máu… Nguồn gốc tự nhiên: Được hình thành thực vật nhờ trình quang hợp ánh sáng mặt trời sắc tố xanh chlorophyll (diệp lục) - Khi n = m: Monosaccarit - Khi n ≠ m: Polysaccarit Ngoài số đường phức tạp chứa thêm lượng nhỏ N S Phân loại: Gồm cách 1.2 Cách 1: Phân loại theo nhóm chức: Andoza xetoza - Hợp chất polihidroxiandehit gọi andozơ HOCH2-(CHOH)n-CHO - Hợp chất polihidroxixeton gọi xetozơ HOCH 2-(CHOH)nCO-CH2OH Cách 2: Theo số đơn vị monose - Khi m = n: Gluxit đơn giản: Monosaccarit (monoza, oza) đường đơn, không bị thủy phân Thường gặp loại pentoza C5H10O5 hexoza C6H12O6 - Khi m # n: Gluxit phức tạp: Polysaccarit (polyoza, ozit), thủy phân tạo thành số monoza Polysaccarit chia làm nhóm chính: Polysaccarit có tính đường polysaccarit tính đường + Polysacarit có tính đường ( oligasaccarit): Tan nước, vị ngọt, dễ kết tinh: Ví dụ: Saccaroza, lactoza, mantoza + Polysacarit tính đường: Không tan nước, vị ngọt, chất vô định hình, phân tử lượng cao: Ví dụ: Tinh bột, xenluloza, Monosacarit ( monoza – đường đơn) Monosaacarit tìm thấy glucose với cấu trúc nhóm hydroxyl Alexander Kolli (1869) n –hexan CHICH CHLà CH2CHthể + HI/P Monosacarit gọi đường đơn đỏ phân tử chứa từ 3-8CH nguyên tử 22C 33 tinh không màu, tan mạnh nước, không tan dung môi không phân cực + H2N-OH Oxim HO-N=CH-(CHOH)4CH2OH Phần lớn đường đơn có vị Tất monosacarit có nhóm cacbonyl số nhóm hydroxyl Nếu cacbonyl nằm đầuCnút C tạo nhóm + C6nhóm H5NHNH Hidrazon H mạch HNN=CH-(CHOH) -CH2OH C6H12O6 6 12 andehyd đường đơn gọi andoza Phần lớn andoza có công thức Glucose Axit gluconic (C5H O5)COOHtử C Br2/H2ONếu nhóm cacbonyl chung Glucose CH2OH – (CHOH)+n-CHO nằm 11 nguyên 2 11 tạo nhóm xeto gọi chung hợp chất xetoza Xetoza có công thức chung + HNO3 Axit glucaric HOOC(C4H8O4)COOH CH2OH-CO-(CHOH)n-CH2OH - Đường đơn dễ tham gia vào CO) phản chúng tồn)tại Pentaaxetat C H O(OCOCH + (CH O ứng hóa học trạng thái độc lập Trong thể chúng tồn dạng dẫn xuất Đường đơn thường gặp nhiều pentoza hexoza - Các đường đơn có từ nguyên tử C trở lên không tồn dạng mạch thẳng, mạch nhánh mà mạch vòng Các đồng phân mạch vòng nhóm andehyt xeton, cacbonyl kết hợp với nhóm OH phân tử Sư tương tác cacsbonyl nguyên tử H mạch khép kín thông qua nguyên tử O nhóm -OH - Cấu tạo gồm andehit ancol ( andoza) xeton ancol (xetoza) 2.1 Cấu trúc – Đồng phân – Danh pháp 2.1.1 Cấu tạo * Cấu tạo dạng mạch thẳng Xét chất điển hình glucoza fructoza có công thức phân tử C 6H12O6 Trong tự nhiên glucoza monosacarit phổ biến quan trọng Qua phân tích định tính định lượng, người ta xác định công thức cấu tạo glucoza C6H12O6 + Thí nghiệm 1: Khi cho glucoza tác dụng với hidro iodua HI (xt: P đỏ) thu n-hexan Chứng tỏ glucoza có nguyên tử C, mạch hở không phân nhánh Hoặc tác dụng với dung dịch HCN (chứng tỏ cấu tạo mạch thẳng) + Thí nghiệm 2: Khi cho glucoza tác dụng với hidroxylamin (H 2N-OH) cho oxim ; tác dụng với phenylhidrazin C6H5NHNH2 cho hidrazon, chứng tỏ glucoza có nhóm chức cacbonyl ( andehit xeton) + Thí nghiệm 3: Khi cho glucoza tác dụng với dung dịch nước brom Br 2/H2O thu axit gluconic C5H11O5COOH monocacboxylic Từ tn 2+3 xác định glucoza có nhóm chức andehit + Thí nghiệm 4: Khi cho glucoza phản ứng este hóa với anhidrit axetic hay axetyl clorua thu penta-O-axetylglucoza, chứng tỏ glucoza có nhóm –OH Hoặc thực phản ứng khử với NaBH thu sobitol, sau axytyl hóa (CH3CO)2O thu hexaaxetat + Thí nghiệm 5: Khi oxy hóa glucoza HNO thu axit dicacboxylic, chứng tỏ glucoza có chứa hai nhóm chức –CHO –CH 2OH Kết luận: Cấu tạo glucoza có nguyên tử C, mạch hở, không phân nhánh, có nhóm andehit –CHO nhóm –OH ( có nhóm –CH 2OH) Nhóm – CHO đầu mạch nhóm –OH liên kết với 1C andohexoza * Cấu tạo dạng mạch vòng Glucoza: Trong dung dịch có cân động có chuyển hóa dạng dạng mạch thẳng dạng mạch vòng Khi dung dịch, dạng mạch vòng chiếm ưu thế, tham gia phản ứng hóa học chuyển dạng mạch thẳng đa số phản ứng hóa học xảy dạng mạch thẳng Quá trình chuyển hóa: Trong dung dịch, nhóm –OH vị trí C số số cộng hợp nội phân tử với C = O phân tử glucozo tạo thành hợp chất cấu tạo vòng Sự tạo thành –OH hemiaxetal hay –OH hemixetal O C H 2CHOH H C CHOH CHOH CH2OH CH2OH H CHOH HOCH OH HOCH CHOH CH CH O OH O H OH H H OH OH 2OH Trong dung dịch, dạng vòng tồn cấu hình: α - glucoza β - glucoza phụ thuộc vào –OH hemiaxetal hay mặt phẳng 6 CH2OH H OH O CH2OH H H OH H OH OH OH H α - glucoza (37%) * Fructoza: Tương tự glucoza O OH OH H H OH H β - glucoza (63%) Quá trình chuyển hóa: Trong dung dịch, nhóm –OH vị trí C số cộng hợp với C = O phân tử fructoza tạo thành hợp chất cấu tạo vòng cạnh Khi nhóm –OH vị trí C6 cộng hợp với C = O nội phân tử ta có hợp chất cấu tạo cạnh CH2OH 2C O HOCH CHOH CH2OH CH2OH 2C CH2OH O HOCH CHOH H CH2OH OH OH H OH Vòng cạnh CH2OH C OH HOCH O H H CH2 C2 – C CHOH CH2OH OH CHOH H O CHOH OH C HOCH CHOH CHOH CH CH2OH C2 – C HOCH2 O H CH2OH O H OH OH H OH Vòng cạnh HOCH2 H CH2OH O H OH HOCH2 H OH OH O H OH OH H OH α - fructoza H CH OH β - fructoza 2.1.2 Đồng phân Có dạng đồng phân bản: - Đồng phân mạch C: Mạch thẳng mạch vòng glucoza, fructoza - Đồng phân vị trí nhóm chức: Dạng α, β glucoza, fructoza - Đồng phân khác chức: Glucoza fructoza - Đồng phân quang học: Dựa vào số nguyên tử C* (n C*) Tổng số đồng phân quang học N = 2n Ví dụ: Đôi đối quang glucoza CHO CHO Đồng phân D L phân biệt 2C C vị trí nhóm chức C* cuối a C C nhóm cacbonyl Nếu nhóm chức 4C C quay phái bên phải, ta có đồng 5C C CH OH CH2OH phân D Nếu nhóm chức quay bên trái, ta có đồng phân L D- glucoza L – glucoza - Tương tự fructoza - Đồng phân epime: Hai monozo đồng phân epime chúng khác cấu hình nguyên tử C bất đối, cấu hình nguyên tử C khác hoàn toàn giống - Đồng phân anomer: Là đồng phân dạng khác monoza nguyên tử C tạo OH hemiaxetal: Ví dụ dang anpha beta glucoza fructoza 2.1.3 Danh pháp - Danh pháp thường: glucoza, fructoza, lactoza, - Danh pháp quốc tế: Công thức phân tử, dạng mạch thẳng mạch vòng + Công thức phân tử: Gọi theo số nguyên tử C (theo La Mã) + oza Ví dụ: C6H12O6 : Hexoza ; C5H10O5 pentoza + Công thức cấu tạo: - Dạng mạch thẳng: Nếu phân tử chứa chức andehit: Ando + số nguyên tử C + oza: Andohexoza Nếu phân tử chứa chức xeton: Xeton + số nguyên tử C + oza: Xetohexoza - Dạng mạch vòng: Xác định vòng: O O Furan Pyran Tên riêng chất + tên vòng + oza: α-D-glucopyranoza, β-D-fructofuranoza 2.2 Điều chế + Thủy phân polysacarit : tinh bột, xeluloza, (xt: H+ ) (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 + Oxi hóa không hoàn toàn polyancol CH2 CH CH CH CH CH2 OH OH OH OH OH OH O CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH Socbitol Glucoza + Trong tự nhiên, tổng hợp từ CO2 H2O chất diệp lục CO2 + 6H2O → C6H12O6 + O2 2.3 Tính chất vật lý Monosaccarit chất kết tinh, có vị ngọt, dễ tan nước, không tan ete, tan ancol Các dẫn xuất monosaccarit mà nhóm hydroxyl bị thay dễ bị bay chưng cất Trong dung dịch monosaccarit bị solvat hóa mạnh tương tác lưỡng cực tạo liên kết hydrogen với dung môi nên dung dịch monose có độ nhớt cao Ở trạng thái việc định hướng phân tử khó khăn nên việc tạo thành mầm tinh thể trình kết tinh bị chậm Một khó khăn dạng hỗ biến monosaccarit làm giảm nồng độ dạng có khả kết tinh, nên kết tinh monosacarit phải có số phương pháp đặc biệt Có thể dựa vào độ hòa tan khác anfa beta mà ta cô lập riêng đồng phân Ví dụ anfa-D-Glucose tan nước beta-D-Glucose, cô lập đồng phân Dung dịch monosaccarit có tính quang hoạt, có chuyển hóa tương hỗ thể α β chuyển hóa đạt tới cân bền Hiện tượng quay hỗ biến: Tinh thể α-D-(+)-glucose có nhiệt độ nóng chảy 146 0C Khi hòa tan vào nước dung dịch có độ quay cực +112 o Một thời gian sau độ quay cực giảm dần đạt đến giá trị không đổi +52,7o Mặt khác tinh thể β-D-(+)-glucose kết tinh nhiệt độ 98 oC có nhiệt độ nóng chảy 150oC, hòa tan vào nước dung dịch có độ quay cực 19oC tăng lên đến giá trị không đổi +52,7o 3.4 Tính chất hóa học Tính chất hóa học monosaccarit mang tính chất chức: -OH, -CHO, -CO Do chúng có phản ứng polyancol, andehit xeton Do có cấu tạo mạch vòng nên chúng mang tính hóa học cấu tạo vòng gây nên a, Phản ứng nhóm cacbonyl * Phản ứng cộng hợp vào nhóm cacbonyl ( HCN, RMgX, ) Cộng hợp axit xyanhydric tạo xyanhydrin O CH2OH (CHOH)4 C OH HCN CH2OH (CHOH)4 CH H a xyanhydric Xyanhydrin dễ bị thủy phân tạo axit glucoheptonic CN xyanhydrin OH - H2O CH2OH (CHOH)4 CH NH3 CH2OH (CHOH)5 COOH CN * Phản ứng oxy hóa Glucoza có tính khử mạnh, oxy hóa AgNO3/NH3 Cu(OH)2 , nhóm andehit chuyển thành nhóm cacbonyl O CH2OH (CHOH)4 C O O CH2OH (CHOH)4 C H OH Glucoza a Gluconic - Với dung dịch AgNO3 NH3, đun nóng (thuốc thử Tollens) cho phản ứng tráng bạc CH2OH[CHOH]4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O (amoni gluconat) - Với dung dịch Cu(OH)2 NaOH, đun nóng (thuốc thử Felinh: Cu(OH)2 NaOH + NaOOC(CHOH)2COOK) CH2OH[CHOH]4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O + 2H2O (natri gluconat) gạch) - Với dung dịch nước brom (Phản ứng phân biệt andoza xetoza): CH2OH[CHOH]4CHO + Br2 + H2O - Phản ứng với thuốc thử Xenivanop CH2OH[CHOH]4COOH + 2HBr (đỏ * Phản ứng lên men Dưới tác dụng nhiều vi sinh vật khác nhau, ta có sản phẩm khác Ví dụ: Lên men rượu C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH Lên men lactic C6H12O6 → CH3-CHOH-COOH Lên men citric C6H12O6 → HOOC-CH2-C(OH)(COOH)-CH2-COOH + H2O Lên men butyric C6H12O6 → 2H2 + 2CO2 + CH3-CH2-CH2-COOH Lên men Acetonbutylic C6H12O6 → CH3COCH3 + C4H9OH + C2H5OH + 3CO2 + H2 Polysaccarit 3.1 Định nghĩa phân loại - Polysaccarit (polyoza) gluxxit mà thủy phân tạo thành số phân tử monosaccarit - Phân loại: + Polysaccarit có tính đường (olygasaccarit) polysaccarit có phân tử lượng tương đối thấp, có tính chất lý học gần giống monosaccarit , thủy phân tạo thành số phân tử monosaccarit Ví dụ: Lactoza, mantoza, saccaroza, + Polysaccarit tính đường hợp chất cao phân tử gồm hàng trăm nghìn gốc monosaccarit kết hợp với Là chất vô dịnh hình, không ngọt, không tan nước Ví dụ: Tinh bột, xenluloza, 3.2 Một số disaccarit quan trọng Chức năng: dự trữ lượng Cấu tạo tế bào Hỗ trợ ngoại bào 3.2.1.Cấu tạo Các disaccarit tạo thành từ phân tử giống khác cách loại phân tử nước Phân tử nước loại nguyên tử H nhóm –OH hemiacetal phân tử kết hợp với nhóm –OH phân tử ( –OH hemiacetal –OH ancol) a, Sự tạo thành disacarit không khử Được tạo thành kết hợp nhóm –OH hemiaxetal monoza tạo cầu oxi loại phân tử nước C6H11O5 OH + HO OH) hemiacetal C6H10O4 H 2O OH ( OH) hemiacetal C6H11O5 ( OH) ancol O C6H10O4 OH lk glycozit ( OH)ancol Hai nhóm –OH hemiaxetal tạo liên kết glicozit nên disacarit không –OH hemiaxetal tự do, không chuyển thành dạng andehit nên disacarit tính khử ( đường không khử) Ví dụ Saccaroza b, Sự tạo thành disaccarit khử Liên kết glicozit tạo thành từ nhóm –OH hemiaxetal monoza thứ – OH ancol monoza thứ Như gốc thứ –OH hemi tự chuyển thành nhóm andehit dung dịch nên có tính khử C6H11O5 OH + ( OH) hemiacetal HO C6H10O4 OH ( OH) ancol H2O C6H11O5 ( OH) hemiacetal O C6H10O4 OH lk glycozit ( OH) hemiacetal Disacarit khử có tượng quay hỗ biến ( dạng anpha beta) Ví dụ Mantoza lactoza c, cách xác định cấu trúc toàn phần disacarit - Xác định mono thành phần tạo nên disacarit ( = phương trình thủy phân mt axit enzyme) - Xác định cấu tạo dạng vòng mono disacarit ( vòng furan hay pyran) - Xác định vị trí liên kết chất - Xác định cấu hình dạng anpha hay beta 3.2.2.Tính chất vật lý - Là chất kết tinh, vị dễ tan nước 3.2.3 Tính chất hóa học - Disaccarit dễ bị thủy phân axit vô loãng tạo thành phân tử hexoza C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 - Disaccarit có nhiều nhóm –OH nên có tính chất polyancol - Loại disaccarit nhóm –OH semiacetal tự tính khử, tham gia phản ứng Cu(OH)2 cộng hợp,…Những disaccarit không nhóm –OH semiacetal tự không tính khử 3.2.4 Một số disacarit điển hình * Mantoza ( Đường mạch nha) - Trạng thái tự nhiên: Mantoza có thủy phân tinh bột axit vô loãng enzyme -Công thức phân tử: C12H22O11 - Công thức cấu tạo: Do hai gốc glucoza lien kết với qua nguyên tử O , gốc thứ C1, gốc thứ hai C4 nhóm –OH hemiaxetal gốc glucoza thứ tự dung dịch nước, gốc mở vòng để tạo nhóm CHO O O O O OH O OH α, D-glu α, D-glu Mantoza (4-O-α−D-glucopiranozyl-α-Dglucopiranoza) - Tính chất bản: + Tính chất polyol + Là disacarit khử (p/u dd tollent, felinh, benedic) + Thủy phân môi trường axit enzyme + Tạo osazon, quay hỗ biến * Saccaroza: - Trạng thái tự nhiên: Có đường kính, đường mía, đường kết tinh, đường phèn, củ cải đường, cụm hoa nốt - Công thức cấu tạo: α,D-glucoza + β,D-fructoza → saccaroza (C1-C2) O O 1 OH α-glucoza O OH O O 2 β glucoza Saccaroza (α-D-glucopyranozyl-β−Dfructofuranozit) - Tính chất hóa học: Trong phân tử saccaroza không nhóm –OH hemi nên khả thể tính khử ( không cho phản ứng tráng gương +thuốc thử benedict, không tạo osazon, không quay hỗ biến, thủy phân môi trường axit (dù yếu) enzym Chú ý: Saccaroza tạo saccarat kim loại kiềm thổ, canxi C12H22O11.CaO.2H2O C12H22O11.2CaO.H2O (dễ tan nước) C12H22O11.3CaO.H2O (Khó tan nước bão hòa CaO) Các chất để tinh chế đường mía công nghiệp sản xuất đường Sực CO2 vào canxi saccarat CO2 + C12H22O11.CaO.H2O → C12H22O11 + CaCO3 + H2O Lọc bỏ kết tủa, cô đặc dung dịch, li tâm lấy đường Dung dịch sau tách đường gọi rỉ đường dung để sản xuất ancol etylic * Lactoza: Đường sữa - Trạng thái tự nhiên: Vị saccaroza, có vai trò quan trọng dung dịch trẻ em Sữa người có 6-7% lactoza, sữa bò 4-5% lactoza - Công thức cấu tạo: Latoza có dạng tồn β−β ; α−α β,D-galactoza + β,D-glucoza → Lactoza O OH O OH β-glac O O β-glu Lactoza O - Tính chất hóa học: + Là disacarit, tạo osazon + Bị thủy phân môi trường axit enzyme + Có tượng quay hỗ biến Tinh bột, xenlucoza, glycogen 4.1 Khái niệm: Là hợp chất cao phân tử, có chứa hang tram hang ngàn mắt xích monosaccarit phân tử Những mắt xích nối với liên kết glicozit liên kết lại bị phân cắt phản ứng thủy phân Polysaccarit polime tự nhiên, sản phẩm phản ứng trùng ngưng andoza xetoza 4.2 Cấu tạo: Một cấu trúc polisaccarit biết phải thong qua: Có mắt xích mono nào; có mắt xích; lien kết mắt xích Mạch phân tử khổng lồ mạch hở, có nhanh, mạch vòng hay uốn khúc 4.3 Phân loại Có loại: Tạo từ loại mono: homopolysaccarit (Tinh bột, xenluloza, glycogen) Tạo từ loại mono trở lên: heteropolysaccarit (pectin, aga, hemixenluloza, ) 4.3.1 TINH BỘT * 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)…Gạo chưa khoảng 75-80%, mì 60-70%, khoai tây 16-19% * CẤU TRÚC PHÂN TỬ 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 ( nhóm –OH hemi C1 cuối mạch với – OH ancol C6 mạch * TÍNH CHẤT a) Phân tử khối tinh bột không xác định n biến thiên khoảng rộng Là chất rắn vô dịnh hình, màu trắng, không tan nước lạnh, tan nước nóng Trong nước nóng, hạt hấp thụ nước phồng lên, vỡ tạo thành dung dịch Để nguội cho hồ tinh bột Sự hồ hóa bất thuận nghịch Dung dịch có tính quang hoạt 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 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 * SỰ TẠO THÀNH TINH BỘT TRONG CÂY XANH 4.3.2 XENLULOZƠ * 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 %) * CẤU TRÚC PHÂN TỬ Cấu trúc - Công thức phân tử: (C6H10O5)n n = 1000 – 1500 mắt xích - Xenlulozơ polime hợp thành từ mắt xích β,D – 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 * TÍNH CHẤT HÓA HỌC Phản ứng polisaccarit (thủy phân) - Xảy đun nóng xenlulozơ với dung dịch axit vô (C6H10O5)n + nH2O 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) [C6H7O2(OH)2ONO2]n + nH2O Xenlulozơ mononitrat [C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 (đặc) [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n + 2nH2O Xenlulozơ đinitrat [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 (đặc) [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 axetat c) Với CS2 NaOH [C6H7O2(OH)3]n + nNaOH [C6H7O2(OH)2ONa]n + nCS2 [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O [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 4.3.3 GLICOGEN - Là polisaccarit dự trữ thể động vật, tập trung gan, bắp (tinh bột động vật) - Đặc điểm: Là chất rắn, dạng bột màu trắng, vô dịnh hình, dễ tan nước Phân tử khối glicogen khoảng triệu đvc - Cấu tạo: Giống phân tử amilopectin mạch ngắn hơn, phân nhánh nhiều Ứng dụng Polysaccarit thủy phân tạo thành monosaccarit nên có ứng dụng monosaccarit Nhu cầu gluxit người trưởng thành từ 300-500g/24h , tối thiểu 100g/24h Các thức ăn thực vật nuồn gluxxit chủ yếu phần, thực phẩm động vật cung cấp gluxit không đáng kể * Tồn thể: Gluxit có thành phần tế bào tổ chức thể sinh vật, thực vật, axit nucleic , thành phần quan trọng nhân tế bào, có giá trị sinh học lớn - Gluxit cung cấp lượng chủ yếu cho trình hoạt động thể người động vật Gluxit hấp thụ trực tiếp qua màng ruột vào máu - Ở người vai trò gluxit cung cấp lượng, ½ phần gluxit cung cấp, tất mô thể sử dụng glucose làm lượng Dưới dạng glucoprotein mucopolysacarit, gluxit tham gia tạo thành chất tổ chức liên kết, màng tế bào, Hàng loạt chất sinh học ( hocmon, men, vitamin, kháng thể, ).đều chứa gluxit - Gluxit tham gia cấu tạo thể sống, thực vật, gluxit chiếm tới 80% khối lượng khô tổ chức Trong thể động vật người, gluxit chiếm it (gan 5-10%, vân 1-3%, tim 0,5% , não 0,3% ) Trong toàn chất sống, gluxit chiếm nhiều tất chất khác cộng lại * Chuyển hóa gluxit chuyển hóa quan trọng thể sống, chủ yếu nhằm cung cấp lượng cho tế bào sống - Chuyển hóa gluxit cung cấp nhiều sản phẩm trung gian quan trọng liên quan chặt chẽ đến chuyển hóa khác Gluxit liên quan chặt chẽ tới chuyển hóa lipit Khi nhu cầu lượng thể cao mà dự trữ gluxit thể thức ăn không cung cấp đủ thể tạo gluxit từ lipit Khả tích chứa có hạn gluxit thể dẫn đến chuyển tương đối để lượng dư thừa gluxit thành lipit tích chứa tổ chức mỡ dự trữ thể - Các este monosaccarit với axit photphoric sản phẩm trung gian trình lên men, quang hợp trình sinh học khác Photphat số loại đường thành phần cấu tạo coenzyme, axit nucleic lipit ( glucoza 1,6 photphat ; glucoza P,…) * Các sản phẩm chuyển hóa gluxit: 1, Glucoza: Thường gặp hoa ngọt, máu người, nước tiểu người bị đái tháo đường Là loại đường quan trọng mặt sinh lý, tế bào glucoza biến đổi theo nhiều chiều hướng khác như: + Chuyển thành glucogen dự trữ + Thoái biến để cung cấp lượng cho thể + Tổng hợp lipit protein + Tổng hợp số loại đường cần thiết cho thể - Trong thể glucoza chuyển hóa thành CO nước đồng thời giải phóng lượng Glucoza thuốc trợ lực, dùng để pha thuốc tiêm, làm thuốc viên tổng hợp vitamin C,… 2, Fructoza: Có nhiều hoa Fructoza hấp thu qua niêm mạc ruột Đây loại đường tốt chuyển hóa nhanh glucoza 3, Axit lactic, glyxerin, etanol, axit piruvic… KẾ HOẠCH BÀI GIẢNG GLUXIT I HÀNH CHÍNH: Tên môn học: Hóa học hữu Địa điểm: Giảng đường Tên giảng: GLUXIT Đối tượng: SV Y Hệ Thời gian: 120 phút Người soạn: II MỤC TIÊU BÀI GIẢNG ( + ổn định):5’ Trình bày khái niệm phân loại gluxit Trình bày cấu tạo, đồng phân danh pháp monosacarit Nêu tính chất hóa học điển hình monosacarit Lấy ví dụ Trình bày số disaccarit khử không khử Nêu cấu tạo số polisaccarit điển hình: Tinh bột, xeluloza, glycogen Ứng dụng gluxit III KẾ HOẠCH CHI TIẾT Nội dung Khái niệm – Phân loại Monosaccarit 2.1 Cấu tạo - đồng phân – Danh pháp 2.2 Phương pháp điều chế 2.3 Tính chất vật lý- Hóa học Disaccarit 3.1 Disaccarit khử không khử 3.2 Một số disaccarit điển hình Polisaccarit Ứng dụng IV Thời Phương Phương tiện, Hoạt động gian pháp dụng cụ giảng Thuyết trình, Bảng, phấn, tài sinh viên Nghe, ghi phát vấn liệu, máy chiếu 10’ chép, trả lời câu hỏi 10’ 35’ 5’ 20’ 10’ 10’ 10’ 5’ Câu hỏi phát vấn KIểm tra lại kiến thức liên quan V Câu hỏi lượng giá Toàn câu hỏi giáo trình VI - Tài liệu tham khảo Hóa học hữu – Tập : Chương XV GS.Đặng Như Tại- Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – ĐHQGHN - Hóa học hữu : Trường Đại học Y Hà Nội - CHEMISTRY OF CARBOHYDRATES Prepared by: (Biochemistry) Dr Sumreena Mansoor Assistant professor ... CH2OH 2C O HOCH CHOH CH2OH CH2OH 2C CH2OH O HOCH CHOH H CH2OH OH OH H OH Vòng cạnh CH2OH C OH HOCH O H H CH2 C2 – C CHOH CH2OH OH CHOH H O CHOH OH C HOCH CHOH CHOH CH CH2OH C2 – C HOCH2 O H CH2OH... mucopolysacarit, gluxit tham gia tạo thành chất tổ chức liên kết, màng tế bào, Hàng loạt chất sinh học ( hocmon, men, vitamin, kháng thể, ).đều chứa gluxit - Gluxit tham gia cấu tạo thể sống, thực vật, gluxit. .. sinh học lớn - Gluxit cung cấp lượng chủ yếu cho trình hoạt động thể người động vật Gluxit hấp thụ trực tiếp qua màng ruột vào máu - Ở người vai trò gluxit cung cấp lượng, ½ phần gluxit cung cấp,