TỔNG HỢP ĐẦY ĐỦ VỀ GLUXIT

CHƯƠNG 14 GLUXIT 14.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI GLUXIT • • - Gluxit (cacbohydrat) nhóm hợp chất hữu phổ biến tự nhiên, đặc biệt thực vật (chiếm 80% khối lượng khô) PHÂN LOẠI Monosaccarit (monozơ): gluxit khơng có khả thủy phân thành gluxit đơn giản Oligosaccarit (oligozơ) gluxit thủy phân cho ta từ 2-10 monosaccarit Polisaccarit (poliozơ) gồm 10 đơn vị monosaccarit tạo nên Loại gồm loại: + Homopolisaccatrit: thủy phân cho 10 monosaccarit loại Ví dụ tinh bột, xenlulơ + Hetoropolisaccarit: thủy phân cho monosaccarit khác loại.Ví dụ hemixenlulozo, aga-aga 14.2 MONOSACCARIT ( Gluxit đơn giản, đường đơn) 14.2.1 CẤU TRÚC-CÁCH GỌI TÊN: có dạng cấu trúc mạch hở mạch vòng 14.2.1.1 Cấu trúc mạch hở: • • Như xét cấu tạo thuộc loại polihydroxicacbonyl Tùy thuộc vào chất nhóm cacbonyl mà chúng chia thành loại: + andozơ ( nhóm andehyt –CH=O) + xetozơ ( nhóm xeto –CO-) 14.2.1.2 Cấu hình monosaccarit Đồng phân quang học • • • Dãy D L: Nếu nhóm OH monosaccarit có cấu hình ngun tử C xa nhóm C=O nằm bên phải cơng thức Fischer phía phải thuộc dãy D, phía trái thuộc dãy L Đồng phân epimer: Hai monosaccarit có cấu hình khác ngun tử C đồng phân epimer Ví dụ D- glucozo D- mannozo hai đồng phân epime • • Đồng phân quang học thường Trong đồng phân quang học D- Glucozo có đồng phân L-gluccozơ đồng phân đối quang, đồng phân lại đồng phân quang học thường D- glucozo Đồng phân đối quang: Hai đồng phân đối quang có cấu hình hồn tồn trái ngược nhau, có suất quay cực trái dấu, đồng phân quang học thường có suất quay cực khác 14.2.1.3 -Cấu trúc dạng vòng monosaccarit Đồng phân anomer Sự có măt đồng thời nhóm C=O OH phân tử, có khả tác dụng nhóm HO với C=O tạo hợp chất dạng vòng có nhóm OH hemi-axetal Ví dụ DGlucozơ CH2OH H H O H H OH OH OH H OH α -D-glucopiranozo CH=O H OH HO H H OH H OH CH2OH H CH2OH H OH OH H O OH H OH H β -D-glucopiranozo • • Đồng phân anomer: Hai monosaccarit có cấu trúc vòng đồng phân anomer cấu hình chúng khác ngun tử C chứa nhóm OH hemiaxetal Ví dụ α β- D- glucopiranozo hai đồng phân anomer, chúng khác cấu hình cacbon số (có nhóm OH-hemiaxetal) • Đối với glucozo, cấu trúc chủ yếu dạng vòng ( chiếm 99,9%), đồng phân β- D- gluccopiranozo chủ yếu có cấu dạng bền vững ( nhóm OH vị trí biên nhiều đồng phân α ) CH2OH CH2OH O HO O OH HO HO HO OH dang α OH OH dang β 14.2.2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ • • • Các monosaccarit trạng thái rắn, không màu, dễ tan nước, tan ancol, khơng tan dung môi hữu thông thường (benzen, ete ) Các đồng phân anomer monosaccarit có nhiệt độ nóng chảy khác góc quay cực riêng khác Các monosaccarit có vị ngọt,độ khác nhau: fructozo glucozo khoảng 2,4 lần galactozo khoảng 5,5 lần Nhiệt độ nóng chảy (0C) độ quay cực [α] số monosaccarit Monosaccarit T0nc T0nc Đp α Đp β [α]D [α]D Đp α Đp β [α]D α ⇋β D- glucozo 146 150 +1120 +18,70 +52,70 D- mannozo 133 132 +29,30 -170 +140 D-galactozo 167 167 +150,70 +54,40 +810 14.4.1.1 Cấu trúc • • • • • Tinh bột hỗn hợp loại polisaccarit: amilozo amilopectin Cả hai loại gốc α -D-Glucopiranozo kết hợp với tạo nên Phân tử amilozo có cấu tạo khơng phân nhánh gồm gốc α -D-Glucopiranozo kết hợp với nhờ liên kết α -1,4-glycozit Phân tử amilopectin có cấu trúc phân nhánh, gồm số mạch amilozo liên kết với nhờ liên kết α -1,6-glycozit Phân tử khối amilopectin đạt tới triệu đv.C, amilozo khoảng 200.000 đv.C Tinh bột chứa khoảng 10-20% amilozo 80-90% amilopectin, tồn dạng hạt, amilopectin phân bố bên ngồi, phía hạt amilozo 6CH 2OH CH2OH 6CH O 5 OH O OH CH2OH 6CH O 5 OH O O OH 2OH OH O OH OH O CH2OH OH O O 2OH O OH O- O OH OH OH Cấu trúc amilo CH2OH 6CH 5 2OH O OH O OH O OH HO O 6CH CH2 Cấu trúc amilopectin OH O O OH 2OH CH2OH O OH OH O O O OH OH 14.4.1.2.TÍNH CHẤT VẬT LÝ • • Tinh bột tồn trạng thái rắn, không tan nước lạnh, tan nước nóng Khi đun nóng cấu trúc amilopectin có nhiều thay đổi gây tượng hồ hóa tinh bột Tinh bột có góc quay cực riêng [α ]D từ + 180 đến + 210 14.4.1.3.TÍNH CHẤT HĨA HỌC • Tinh bột không tham gia phản ứng tráng bạc với thuốc thử Fehling phân tử chứa khối lượng lớn gốc α -glucozo gốc cuối mạch có -OH hemiaxetal Tinh bột có tính chất hóa học chủ yếu sau: a) Phản ứng thủy phân -Xúc tác axit: cho sp cuối glucozo -Trong thể động thực vật xúc tác enzim b) Phản ứng với Iot • Ở nhiệt độ phòng, tinh bột tác dụng với dung dịch iot cho màu xanh tím Màu dung dịch chủ yếu màu “ hợp chất bọc” tạo thành phân tử amilozơ dạng vòng xoắn với phân tử iot nằm phía ống xoắn 14.4.2 XENLULOZO 14.4.2.1 CẤU TRÚC • Phân tử xenlulozo có cấu trúc khơng phân nhánh, gồm gốc β-D-glucopiranozo liên kết với liên kết β-1,4- glycozit: OH CH2OH O O OH CH2OH O OH O OH CH2OH O OH CH2OH OH O O OH O OH CH2OH O OH O OH • β-D-1,4-glucopiranozo phân tử xenlulozo nằm cấu dạng ghế: H CH OH H HO H H H O O H H CH OH HO H CH2OH O H O H H O O HO H O O OH H H H H O O OH H H H CH2OH O 14.4.2.2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ • • • Xenlulozo trạng thái rắn, màu trắng , tồn dạng sợi với độ dài khác Xenlulozo không tan nước dung môi hữu thông thường Tan phức đồng(II)-amoniac, đồng (II)-etylendiamin, dung dịch tetrametylamoni hydroxit… 14.4.2.3.TÍNH CHẤT HĨA HỌC • • Tương tự tinh bột, xenlulozo khơng có khả tham gia phản ứng tráng bạc khử Fehling Những phản ứng xảy xenlulozo chủ yếu liên kết β-1,4- glycozit nhóm –OH a) Phản ứng thủy phân: có xúc tác axit enzim xenlulaza cho sản phẩm cuối D- Glucozo CH2OH O O + n H2O OH OH n H+, t0 hay enzim n C6H12O6 b) Phản ứng nhóm hydroxyl - Phản ứng với axit nitric: • Xenlulozo tác dụng với HNO3 đặc nóng nhờ xúc tác H2SO4 tạo hỗn hợp xenlulozo trinitrat xenlulozo đinitrat Tỉ lệ sản phẩm phụ thuộc vào tỉ lệ HNO3: H2SO4 thời gian phản ứng CH2ONO2 CH2OH O O +3n HNO3 OH OH n H2SO4 ,t O O ONO2 ONO2 n xenlulozo trinitrat -Phản ứng với anhydrite axetic: cho ta xenlulozo triaxetat (còn gọi triaxetyl xenlulozo) polime nhân tạo để điều chế tơ axetat, phim ảnh, màng cách điện… - Phản ứng với dung dịch NaOH CS2 • Xenlulozo tác dụng với dung dịch NaOH đặc cho ‘xenlulozo- kiềm” Chế hóa ‘xenlulozo -kiềm”với cacbon đisunfua thu xenlulozo xantogenat CH2ONa CH2OH O O O + n NaOH OH OH n O + n H2 O OH OH n xenlulozo kiem S CH2O-C-S-Na CH2ONa O O O + OH OH n n CS2 O OH OH n xenlulozo xangtogenat • Khác với xenlulozo, xenlulozo xangtogenat tan dung dịch NaOH loãng tạo thành dung dịch nhớt có tên gọi “visco” Thủy phân xenlulozo xangtogenat dung dịch H2SO4 thu xenlulozo hydrat S CH2O-C-S-Na O CH2OH O O + (n/2)H2SO4 OH OH n xenlulozo xangtogenat O + (n/2) Na2SO4 + nCS2 OH OH n + Phản ứng với dung dịch hợp chất phức đồng (II)-amoniac • Xenlulozo phản ứng với [Cu(NH3)4](OH)2 (còn gọi dung dịch Svayde) cho dung dịch nhớt có tạo thành hợp chất phức xenlulozo với ion đồng Khi thủy phân , hợp chất phức chuyển thành xenlulozo hydrat dùng để sản xuất tơ hóa học (tơ đồng-amoniac) ... Đp α Đp β [α]D α ⇋β D- glucozo 146 150 +1120 +18,70 +52,70 D- mannozo 133 132 +29,30 -170 +140 D-galactozo 167 167 +150,70 +54,40 +810 14. 2.3 TÍNH CHẤT HĨA HỌC 14. 2.3.1 Phản ứng nhóm OH • • Phản... osazon δ ) - Phản ứng nối dài rút ngắn mạch cacbon ( xem tài liệu) 14. 2.4 CHẤT TIÊU BIỂU 14. 2.4.1 Glucozo 14. 2.3.2 Fructozo 14. 3 OLIGOSACCARIT (OLIGOZO) • • • • Oligosaccarit thường gặp đisaccarit... khác loại.Ví dụ hemixenlulozo, aga-aga 14. 2 MONOSACCARIT ( Gluxit đơn giản, đường đơn) 14. 2.1 CẤU TRÚC-CÁCH GỌI TÊN: có dạng cấu trúc mạch hở mạch vòng 14. 2.1.1 Cấu trúc mạch hở: • • Như xét