Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции восстановления гидроксида диамминсеребра глюкозой.
2. Какая функциональная группа глюкозы обуславливает ее восстановительные свойства?
Сравнительное изучение реакции глюкозы с фуксинсернистой кислотой
В две пробирки внося по 2 капли раствора фуксинсернистой кислотоы. В одну добавляют 2 капли раствора формальдегида, в другую – 2 капли раствора глюкозы. Содержимое первой пробирки постепенно окрашивается в фиолетовый цвет (выделяется свободный фуксин). Содержимое второй пробирки остается бесцветным.
Вопросы и задания
1. Объясните, почему глюкоза, имеющая в своем составе альдегидную группу, не дает качественной реакции на альдегиды.
4. Задания для самостоятельной работы студентов
1. Напишите схему синтеза первого сахаристого вещества, проведенного А.М. Бутлеровым.
2. Что обозначают символы D- и L-, а также знаки “+” и “-” перед названием моносахаридов?
3. Какой гидроксил называется полуацетальным? Какое название он еще имеет?
4. Какие формы моносахаридов называются a-и какие b-?
5. Напишите структурные формулы двух таутомерных форм D-фруктозы (открытую и пиранозную) и назовите их.
6. Напишите структурную формулу a-D-маннофуранозы.
7. Напишите проекционную формулу Фишера и формулы двух аномеров рибофуранозы.
8. Напишите формулу гидратной формы глюкозы.
9. Какие свойства моносахаридов не могут быть объяснены с помощью одной открытой формы?
10. Напишите формулу озазона глюкозы.
11. Что такое мутаротация и чкм она объясняется?
12. Как гликозиды относятся к гидролизу? напишите схему реакции.
Б. Ди- и полисахариды
1. Теоретические вопросы
Ди- и полисахариды. Их типы и классификация. Доказательство строения восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов. Инверсия. Химические свойства.
Полисахариды. Их классификация. Нахождение в природе и значение. Крахмал, его выделение, свойства и доказательство строения. Гликоген, его строение и свойства. Целлюлоза, ее строение и свойства. Производные целлюлозы, их получение, свойства и применение в технике.
2. Упражнения
1. Изобразите перспективные формулы по Хеуорсу следующих дисахсридов: а) трегалозы, б) мальтоза, в) целлобиозы, г) лактозы, д) сахарозы. Какие из перечисленных дисахаридов относятся к восстанавливающим. а какие – к не восстанавливающим?
2. Напишите уравнения реакций, доказывающих способность мальтозы к типичным альдегидным реакциям, то есть ее принадлежность к группе восстанавливающих дисахаридов.
3. Обнаруживает ли мальтоза мутаротацию? Может ли она существовать в виде двух аномеров (a- и b-)? Составьте перспективные формулы таутомерных форм мальтозы.
4. Какова перспективная формула восстанавливающего трисахарида, построенного из трех остатков глюкозы?
5. Какова перспективная формула не восстанавливающего трисахарида, построенного из трех остатков глюкозы?
6. Напишите уравнения реакций для мальтозы: а) образования озазона, б) окисления бромной водой, в) взаимодействие с гидроксидом меди (II) при нагревании.
7. Напишите уравнения реакций согласно следующей схеме:
бромная вода диметилсульфат (избыт.) серная кислота (р-р)
Целлобиоза ¾¾¾¾¾®А¾¾¾¾¾¾¾¾¾®В¾¾¾¾¾¾¾¾® С+D
8. Составьте уравнения реакций следующей схеме:
H2SO4 (р – р)
Лактоза ® лактобионовая кислота ¾¾¾¾¾¾® А + В
9. Сахарозу подвергли нагреванию с разбавленной серной кислотой. Полученные продукты обработали избытком фенилгидразина. Какие соединения при этом образуются? Напишите уравнения соответствующих реакций.
10. Объясните, почему гидролиз сахарозы называется «инверсией» (обращением)? Напишите уравнения соответствующих реакций.
11. Напишите уравнение реакции сахарозы с избытком уксусного ангидрида. Назовите полученное соединение.
12. На сахарозу подействовали избытком диметилсульфата в присутствие щелочи, затем разбавленной серной кислотой при нагревании и, наконец - фенилгидразином. Напишите уравнения перечисленных реакций.
13. Приведите уравнения реакций с помощью которых, лактозу можно отличить от сахарозы.
14. Приведите перспективные формулы по Хеуорсу фрагментов молекул амилозы и амилопектина. Укажите типы связей между остатками D-глюкозы. Отметьте различие в строении амилозы и амилопектина.
15. Какие промежуточные и какой конечный продукт полуится при гидролизе крахмала? Приведите схему его гидролиза.
16. Как можно из крахмала получить глюконат кальция? Составьте уравнения реакций.
17. Чем объясняется появление синей окраски при действие на крахмал иода? Почему происходит обесцвечивание раствора при нагревании и восстановление его окрашивания при охлаждении.
18. С помощью каких качественных реакций можно отличить сахарозу от крахмала?
19. Чем гликоген отличается от амилопектина? Какую роль он играет в организме?
20. Изобразите фрагмент молекулы целлюлозы.
21. Как из целлюлозы получить этиловый спирт?
22. Напишите уравнения реакции получения моно-, ди- и три-нитратов целлюлозы, используя формулы Хеуорса. Что такое коллоксилин и пироксилин? Какое применение находят нитраты целлюлозы.
23. Как получают и где используют ацетаты целлюлозы? Напишите уравнения реакций. Чем отличаются моно-, ди- и триацетаты целлюлозы?
24. В бурых водорослях встречается полисахарид ламинарин. Основная цепь этого биополимера построена из остатков b-D-глюкопиранозы, соединенных b-1,3¢-гликозидными связями. Приведите перспективную формулу фрагмента молекулы ламинарина.
25. Синтетический арабинан построен из остатков a-L-арабинофурано-зы, соединенных a-1,5¢-связями. Какова формула фрагмента молекулы этого полисахарида?
26. Макромолекулы инулина состоят из остатков b-D-фруктофуранозы, соединенных между собой b-2,1¢- гликозидными связями. Приведите перспективную формулу фрагмента молекулы инулина.
27. Биополимер хитин является основой кутикулы беспозвоночных. Он представляет собой линейный полимер N-ацетил-b-D-глюкозамина, в котором остатки моноз связаны b-1,4¢-гликозидными связями. Составьте формулу фрагмента молекулы хитина.
28. В печени содержится полисахарид гепарин, в линейной цепи которого регулярно чередуются остатки a-(1,5)- D-глюкуроновой кислоты и a-(1,5)- D-глюкозамина, соединенных связями типа a-1,4¢. Приведите перспективную формулу фрагмента молекулы гепарина.
29. Какой объем углекислого газа (при температуре 15°С и давлении 96 кПа) образуется при сжигании 85.5г сахарозы?
30. Массовая доля крахмала в картофеле составляет 20%. Какую массу глюкозы можно получить из 1620 кг картофеля, если выход продукта реакции составляет 75% от теоретического.
31. Установите формулу сложного эфира, образованного целлюлозой и азотной кислотой, если известно, что он содержит 14.14% азота по массе.
2. Лабораторная работа «Ди- и полисахариды»
Отсутствие восстановительной способности у сахарозы
В пробирку поместите 1 каплю 1% -ного раствора сахарозы и 6 капель 10% -ного раствора гидроксида натрия. Смесь разбавьте 5 – 6 каплями воды и добавьте 1 каплю2% -ного раствора сульфата меди (II). Образуется прозрачный раствор комплексной соли меди (II) с сахарозой, имеющий интенсивную синюю окраску. Пробирку нагреть до кипения. Изменение окраски раствора не происходит.
Вопросы и задания
1. Почему в аналогичном опыте с глюкозой происходит изменение окраски раствора, а с сахарозой – нет?
2. Объясните, будет ли мутаротировать свежеприготовленный раствор сахарозы.
Восстановительная способность лактозы
Аналогично предыдущему проделайте опыт 1 каплей 1 –ного раствора лактозы. Полученный синий раствор комплексной соли меди (II) с лактозой нагрейте до кипения. Окраска раствора меняется на желто-красную.
Вопросы и задания
1. Объясните причину наличия восстановительных свойств у лактозы в отличие от сахарозы.
2. Будет ли обладать восстановительными свойствами мальтоза и метил-b-лактозид?
Качественная реакция на крахмал
В пробирку поместите 5 капель 0.5% -ного раствора крахмального клейстера и 1 каплю раствора иода в иодиде калия, разбавленного водой до светло-желтой окраски. Раствор приобретает желтую окраску. Нагрейте раствор – окраска исчезает; при охлаждении раствора окраска появляется вновь.
Вопросы и задания
1. Какой из компонентов крахмала обуславливает образование окрашенного комплекса с иодом?
2. Объясните исчезновение при нагревании синей окраски комплекса иода с крахмалом.
Кислотный гидролиз крахмала
В пробирку поместите 1 каплю 0.5% -ного раствора крахмального клейстера. Добавьте 2 капли 10% -ного раствора серной кислоты и поместите пробирку в кипящую водяную баню. Смесь становится прозрачной примерно через 10 мин. Пипеткой нанесите 1 каплю гидролизата на предметное стекло и добавьте 1 каплю раствора иода в иодиде калия, разбавленного водой до светло-желтой окраски. Если проба не дает положительной иодкрахмальной реакции, добавьте в пробирку 8 капель 10% -ного раствора гидроксида натрия до создания щелочной среды. Затем добавьте 1 каплю 2% -ного раствора сульфата меди и осторожно нагрейте пробирку до кипения. Окраска раствора меняется на желто-красную.
Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции гидролиза мальтозы – структурной единицы крахмала.
2. О каких изменениях в структуре крахмала свидетельствует отрицательная иодкрахмальная проба?