Kemijske lastnosti disaharidov in polisaharidov

Če se beljakovine štejejo za organske spojine, ki so najbolj raznolike v strukturi in funkciji, so ogljikovi hidrati najpogostejši v naravi. Z njimi se srečujemo povsod: sladkor, škrob, papir, bombažno krpo, in še veliko drugih snovi in ​​materiali so izdelani iz disaharidov in polisaharidov. Kemične lastnosti teh spojin in njihov pomen za človeško življenje, ki jih bomo upoštevali v našem članku.

Presnova ogljikovih hidratov v celici

Saharoza je eden od najpomembnejših disaharidov, ki jih sintetizirajo rastline, npr. Sladkorna trsa ali sladkorna pesa. Sestavina izvaja energijsko funkcijo, zato njeno razcepitev vodi do sproščanja velike količine energije. Hidroliza saharoze se pojavi v celicah človeškega telesa in vodi do tvorbe molekul glukoze in fruktoze:

C_{12. mesto}H₂₂O podjetju₁₁ + H₂O = C₆H_{12. mesto}O podjetju₆ + C₆H_{12. mesto}O podjetju₆

Glavni dejavniki hidrolize v laboratorijskih ali industrijskih pogojih so ogrevanje in presežek ionov vodika, ki izvajajo katalitsko funkcijo v reakcijski mešanici. Fruktozni in glukozni ostanki v disaharidu so predstavljeni z njihovo ciklično obliko in so povezani z atomom kisika. Saharoza je brezplačnih aldehidnih skupin, zato srebrno zrcalo ne reagira in ogljikovi hidrati ne kažejo nobenih zmanjševalnih lastnosti.

To potrjujejo zgornje enačbe disaharidnih reakcij. Kemične lastnosti snovi, in sicer hidrolizna reakcija, so osnova za razvrstitev ogljikovih hidratov.

Vrste ogljikovih hidratov

Snovi, ki ne cepimo z delovanjem vode, kot je fruktoza, ki je v večini sadja in medu in glukoze - je monosaharid ali monosaharidi. Če se v procesu hidrolize ogljikovi hidrati razgrajujejo v dve molekuli najpreprostejših sladkorjev, se nanaša na disaharid. Ta razred vključuje saharozo in laktozo. V primeru, ko se veliko monosaharidnih ostankov oblikuje iz ene makromolekule organske snovi - govorijo o polisaharidih. Ti vključujejo dobro znani rastlinski polimer - škrob, ki se kopiči v listih, sadje in semena rastlin v procesu fotosinteze.

Chitin se nahaja v oklepu členonožcev in gobavih celic. Ta ogljikov hidrat, ki za razliko od prej obravnavanih spojin ne vsebuje samo ogljikovih, kisikovih in vodikovih atomov, temveč tudi dušika. Zanimiva struktura in posebnosti reakcij, ki ga ločujejo od kemičnih lastnosti disaharidov, je hialuronska kislina, ki je osnova za medcelično snov pri živalih in ljudeh. To je polisaharid linearna struktura, ki je v resnici en velik makromolekul, ki vsebuje do 50.000 monomernih povezav. Največje število je v dermisu, hrustancu, steklastem telesu vidnega organa. Živali škrob - glikogena sintetiziranega v živalskih in človeških celic iz ostankov glukoze, ki je deponiran v obliki zaloge energije materiala v jetrnih celicah - hepatocitih.

Kemične lastnosti disaharidov z laktozo

Mleko je prva in najpomembnejša hrana za mlade sesalce: živali in ljudi. Poleg mlečnih beljakovin - kazeina, maščobe, vode, mineralnih soli in vitaminov, vsebuje ogljikove hidrate - laktozo ali mlečni sladkor. Njene molekule sestavljajo ostanki monosaharidov - glukoze in galaktoze, ki vsebujejo šest atomov ogljika. V procesu prebave mleka v gastrointestinalnem traktu se laktoza razcepi na monosaharide.

Sprejemajo jih kapilari vile tankega črevesa. Vse kemične lastnosti disaharidov potekajo skozi sodelovanje encimov, na primer laktaze, kar pospešuje hidrolizo mlečnega sladkorja. Zmanjšanje ravni te snovi, povezane z genetsko nagnjenostjo in posameznimi značilnostmi (starost, specifična prehrana), povzroča bolezen - hipolaktazijo.

Zmanjšanje lastnosti ogljikovih hidratov

Molekule laktoze so sestavljene iz ostankov galaktoze in glukoze, ki imajo odprte ogljikove verige in proste aldehidne komplekse. Prisotnost funkcionalne skupine omogoča izvajanje redukcijskih reakcij, na primer z vodikom. Zaradi tega je kompleks -CHO atomov, ki je del glukoze, zmanjšan na hidroksilno skupino in nastane šest atomov alkohol sorbitol. Tekoči proces izterjave se lahko izrazi z enačbami, zato bodo kemijske lastnosti disaharidov naslednje oblike:

CH₂OH - (CHOH)₄ - COH + H₂ = (temperatura, Ni katalizator) => CH₂OH - (CHOH)₄ -CH₂OH

Odvisno od tega, katere oblike glukoze so vključene v ogljikove hidrate: ciklično ali z odprtim ogljikovim ogrodjem.

Najpomembnejši polisaharidi in značilnosti njihove strukture

Bel prašek, ki se ne raztopi v hladni vodi, vendar v vročem, ki tvori pasto, je škrob. Njena največja vsebnost je značilna za seme riža in koruze, krompirjeve gomolje. Makromolekula snovi je sestavljena iz ostankov ciklične alfa-glukoze. V kislem okolju, on se hidrolizira, enačba reakcija je naslednja:

(C₆H₁₀O₅)_n+ nH₂O-H₂Tako₄→ nC₆H_{12. mesto}O₆

Kemične lastnosti disaharidov in polisaharidov so podobne: vse so sposobne hidrolizirati.

Celuloza, ki je del lesa, vsebuje monomere - ostanke beta-glukoze. Ogrevanje snovi s koncentrirano nitratno kislino vodi v nastanek estrskega tri celuloznega nitrata, ki se uporablja v pirotehničnih izdelkih.

V tem članku smo proučevali kemijske lastnosti disaharidov in polisaharidov ter preučevali njihovo porazdelitev v naravi.