Химические соединения растительного и животного мира - углеводы презентация

Содержание

Слайд 1Кафедра химии
Тема лекции:
УГЛЕВОДЫ


Слайд 2УГЛЕВОДЫ
Важнейшие химические соединения

растительного и
животного мира (≈12% сухого веса организма)

МОНОСАХАРИДЫ – не гидролизуются
Общая формула: Сn(H2O)n , где n ≥ 4
Пример: глюкоза С6Н12О6 = С6(Н2О)6

2. ОЛИГОСАХАРИДЫ – при гидролизе
образуется от 2 до 10 моносахаридов
Общая формула: Сn(H2O)m , где n ≥ m
Пример: сахароза С12Н22О11 = С12(Н2О)11

КАРЛ ШМИДТ
(1822-1894)
автор слова «углеводы»

По способности к гидролизу бывают:

конденсационные
полимеры
моносахаридов

3. ПОЛИСАХАРИДЫ – при гидролизе
образуется более 10 моносахаридов
Общая формула: Сn(H2O)m , где n ≥ m
Пример: крахмал [С6(H2O)5]x



Слайд 3гетерофункциональные соединения, которые содержат
одну карбонильную группу и несколько гидроксильных групп
общее

название: ГЛИКОЗА

МОНОСАХАРИДЫ

Классификация моносахаридов

По типу карбонильной группы:
альдегид - альдоза,
кетон - кетоза

2. По числу атомов С в скелете:
5 - пентоза,
6 - гексоза и т.п.

Можно объединить два критерия:

альдопентоза

кетогексоза


Слайд 4МОНОСАХАРИДЫ: ПРЕДСТАВИТЕЛИ

количество оптических

изомеров N = 2n,
где n – число асимметрических (хиральных) атомов углерода

Слайд 5

МОНОСАХАРИДЫ: ИЗОМЕРИЯ
1. СТРУКТУРНАЯ


альдогексоза – кетогексоза

2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ

А. Энантиомеры
(зеркальные антиподы)




Слайд 6
МОНОСАХАРИДЫ: ИЗОМЕРИЯ
2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ


Б. Диастереомеры
(отличаются некоторыми
хиральными центрами)


2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ

В. Эпимеры
(отличаются одним
хиральным центром)








Слайд 7

свежеприготовленный раствор глюкозы
[α]D = + 112º
1. МУТАРОТАЦИЯ – изменение угла

вращения плоскости поляризованного света свежеприготовленным раствором сахара во времени до достижения постоянного значения

МОНОСАХАРИДЫ: СВОЙСТВА

раствор глюкозы
после длительной выдержки
[α]D = + 52,5º


2. КОЛЬЧАТО-ЦЕПНАЯ (оксикарбонил-полуацетальная) таутомерия – динамическое равновесие в растворе

полуацетальный
(гликозидный)
гидроксил

аномерный центр


Слайд 8

МОНОСАХАРИДЫ:
СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Проекционные
формулы
Фишера
Перспективные


формулы
Хеуорса

ЭМИЛЬ ГЕРМАН
ФИШЕР 
(1852-1919)

УОЛТЕР НОРМЕН
ХЕУОРС (Haworth)
(1883-1950)

пираноза

фураноза


Слайд 9

МОНОСАХАРИДЫ:
СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ
переход от

формул Фишера к формулам Хеуорса

Цикл – плоский многоугольник, перпендикулярный плоскости рисунка.
Атом кислорода – вверху.
Нумерация атомов справа по часовой стрелке.
Для D-ряда CH2OH смотрит вверх.
Все, что справа, - вниз.
Полуацетальный гидроксил вверх – α-форма, вниз – β-форма.



α-D-глюкопираноза

D-рибоза

D-глюкоза

β-D-рибофураноза


Слайд 10МОНОСАХАРИДЫ:
ТАУТОМЕРНОЕ РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРЕ



Слайд 11МОНОСАХАРИДЫ:
ТАУТОМЕРНОЕ РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРЕ



Слайд 12
полуацетальный гидроксил (в любой из циклических форм)
спиртовые гидроксильные группы (в любой

форме)
карбонильная группа (в открытой форме)

МОНОСАХАРИДЫ:
РЕАКЦИОННЫЕ ЦЕНТРЫ


Слайд 13


МОНОСАХАРИДЫ:
РЕАКЦИИ ПО ПОЛУАЦЕТАЛЬНОМУ ГИДРОКСИЛУ
Растительные

гликозиды
(в миндале, горчице, ванили и др.),
ди- и полисахариды

Нуклеозиды
(входят с состав
нуклеиновых кислот)

Антибиотики

Гликозиды
не способны
к мутаротации!


Слайд 14

МОНОСАХАРИДЫ:
РЕАКЦИИ ПО ПОЛУАЦЕТАЛЬНОМУ ГИДРОКСИЛУ
1.

МЯГКОЕ АЛКИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие со спиртами

2. МЯГКОЕ АЦИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие с кислотами


Слайд 15

МОНОСАХАРИДЫ:
РЕАКЦИИ ПО СПИРТОВЫМ ГИДРОКСИЛАМ
1. ЖЕСТКОЕ АЛКИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие с галогеналканами
2. ЖЕСТКОЕ

АЦИЛИРОВАНИЕ – взаимодействие с ангидридами и галогенангидридами

Слайд 16
МОНОСАХАРИДЫ:
РЕАКЦИИ ПО КАРБОНИЛЬНОЙ ГРУППЕ
1. ПРИСОЕДИНЕНИЕ СИНИЛЬНОЙ КИСЛОТЫ
синтез Фишера-Килиани – удлинение цепи


Слайд 17МОНОСАХАРИДЫ:
РЕАКЦИИ ПО ОТКРЫТОЙ ФОРМЕ

2. ЭПИМЕРИЗАЦИЯ – изменение удельного вращения углеводов под

действием щелочи, происходит за счет равновесной изомеризации моносахаридов (2 альдозы + кетоза)

Подобное превращение D-глюкозо-6-фосфата в D-фруктозо-6-фосфат протекает в живых организмах на начальных этапах усвоения глюкозы


Слайд 18



МОНОСАХАРИДЫ:
РЕАКЦИИ ПО ОТКРЫТОЙ ФОРМЕ
3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ФЕНИЛГИДРАЗИНОМ – строгое доказательство одинаковой

конфигурации 3-х нижних асимметрических атомов углерода

Слайд 19
МОНОСАХАРИДЫ:
OX-RED ПРОЦЕССЫ
1. ВОССТАНОВЛЕНИЕ – получение сахарных спиртов
[H]: а) Н2, Pt, tº
б)

гидриды металлов

Слайд 20


2. МЯГКОЕ ОКИСЛЕНИЕ – получение гликОНОВЫХ кислот
Можно отличить альдозу от кетозы!
При

окислении в щелочной среде углеродный скелет углевода подвергается деструкции

Альдоза + Ag(NH3)2OH Ag↓ + продукты деструкции

МОНОСАХАРИДЫ:
OX-RED ПРОЦЕССЫ


Слайд 21
3. ЖЕСТКОЕ ОКИСЛЕНИЕ – получение гликАРОВЫХ (сахарных) кислот
МОНОСАХАРИДЫ:
OX-RED ПРОЦЕССЫ


Слайд 22
4. ЖЕСТКОЕ ОКИСЛЕНИЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАЩИТОЙ – получение гликУРОНОВЫХ кислот
МОНОСАХАРИДЫ:
OX-RED ПРОЦЕССЫ
Уроновые

кислоты образуются в живых организмах при окислении гликозидов и широко распространены в природе

Слайд 23


ДИСАХАРИДЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ

ВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕ: связь между мономерами осуществляется за счет одного из спиртовых

гидроксилов одного моносахарида и полуацетального гидроксила другого (гликозид-гликозная связь)

Мальтоза
(солодовый сахар)
4-(α-D-глюкопиранозил)-
-D-глюкопираноза

Целлобиоза
4-(β-D-глюкопиранозил)-
-D-глюкопираноза

Лактоза
(молочный сахар)
4-(β-D-галактопиранозил)-
-D-глюкопираноза


Слайд 24

ДИСАХАРИДЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ
Трегалоза
(грибной сахар)
α-D-глюкопиранозил-
-α-D-глюкопиранозид

2. НЕВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕ: связь между звеньями осуществляется за счет

двух полуацетальных гидроксилов (гликозид-гликозидная связь)

Сахароза
(тростниковый сахар)
α-D-глюкопиранозил-
-β-D-фруктофуранозид


Слайд 25ДИСАХАРИДЫ: СВОЙСТВА

алкилирование
ацилирование
гидролиз
Вне зависимости от типа для дисахаридов характерны:


Слайд 26ДИСАХАРИДЫ: СВОЙСТВА

окисление
кольчато-цепная таутомерия
(мутаротация)
Только для восстанавливающих
дисахаридов характерны:


Слайд 27ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ
ЦЕЛЛЮЛОЗА (клетчатка) – полимер D-глюкозы, остатки которой соединены β-(1-4)-гликозидными связями.


Имеет строго линейное нитевидное строение.
Структурный полисахарид.
Не переваривается большинством живых организмов.


Слайд 28

ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ
КРАХМАЛ – основное резервное вещество растений; смесь полисахаридов амилозы и

амилопектина (в соотношении 1 : 4)

Амилопектин – разветвленный полимер D-глюкозы, соединенный α-1,4- и α-1,6-гликозидными связями. Между точками разветвления 20-25 остатков, а ветви содержат от 15 до 45

Амилоза – линейный полимер D-глюкозы, соединенной α-(1-4)-гликозидными связями


Слайд 29
ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ
Важнейшая составная часть межклеточного вещества тканей животных. Особенно высоко ее

содержание в коже, стекловидном теле глаза, сухожилиях, где она связана с белками.

ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА состоит из остатков D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина, соединенных β-1,3-гликозидной связью, которые связаны β-1,4-гликозидными связями.


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика