1. Trang chủ >
  2. Khoa Học Tự Nhiên >
  3. Sinh học >

Tính chất vật lý của monosaccharide:

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 57 trang )


Ví dụ: cấu tạo vòng của glucose xảy ra như sau:
Do sự tạo thành hemiacetal vòng mà C
1
trở nên C, nhóm –OH mới được tạo ra ở C
1
là –OH glucoside . Tương tự với ketose thì C
2
trở nen6n C, nhóm –OH mới được tạo ra ở C
2
là –OH glucoside khi tạo thành hemiketal. Cách biểu diễn cơng thức vòng như trên dựa vào nguyên tắc của Haworth: C
và cầu nối với oxy nằm trên một mặt phẳng, các nhóm thế ở cơng thức thẳng nằm ở bên phải thì ở cơng thức vòng nằm ở dưới mặt phẳng và ngược lại. Riêng các nhóm
thế của C có nhóm OH dùng để tạo cầu nối oxy thì theo nguyên tắc ngược lại. Hiện tượng hổ biến của monosaccharide:
Như ta thấy, không thể giải thích được tất cả các tính chất của monosaccharide nếu ta chỉ thừa nhận một dạng cấu tạo nào đó của monosaccharide. Nên người ta cho
rằng các dạng cấu tạo đó có thể đã chuyển hóa lẫn nhau.

2.2. Tính chất của monosaccharide:


2.2.1. Tính chất vật lý của monosaccharide:


Monosaccharide là những chất khơng màu, phần lớn có vị ngọt, hòa tan tốt trong nước, khơng tan trong dung mơi hữu cơ.
Trang 4
Có hiện tượng solvat hóa làm dung dịch khó kết tinh do đó muốn sản phẩm tạo thành khơng bị kết tinh thì người ta dùng đường monosaccharide hiện tượng
Solvat hóa là hiện tượng hút nước liên tục → làm bóng sản phẩm → khơng kết tinh bề mặt dạng hạt. Hạn chế của đường monosaccharide là sử dụng nhiều thì bị
chảy nước. Độ phân cực:
Các monosaccharide có khả năng làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực, dựa vào tính năng này, người ta đã xác định chính xác các loại đường bằng thiết bị phân
cực kế. Ví dụ: glucose trong tự nhiên có độ quay cực [α]
D
là +52,5 quay phải, còn
fructose là -92,4 quay trái.
Ngồi ra sự sắp xếp của các nhóm –OH về bên trái hay bên phải của trục C cũng làm thay đổi tính hoạt quang, khi hòa tan các đường trong mơi trường nước thì
độ hoạt quang cũng bị thay đổi cho đến trạng thái cân bằng, ví dụ trong mơi trường nước, D-glucose ở trạng thái cân bằng sẽ có độ hoạt quang không đổi là +52,7
. Hiện tượng này gọi là hiện tượng hỗ biến. Ở 25
C trong dung dịch có 13 α-D-glucose, 23 là β-D-glucose.
Tính hòa tan của đường monosaccharide:
Mỗi loại đường có 1 độ hòa tan khác nhau. Ví dụ ở 20 C khả năng hòa tan
trong nước của glucose là 107g100g nước, của fructose là 375g100g nước, của saccharose là 204g100g nước. Từ đó ta nhận thấy rằng glucose khó kết tinh hơn so
với đường saccharose và đường fructose. Dựa vào đặc điểm này người ta đã chế biến các sản phẩm có độ kết tinh theo ý muốn bằng cách phối trộn các loại đường lại với
nhau. Tính hút ẩm của đường:
Mỗi loại đường có độ hút ẩm khác nhau. Ví dụ: glucose có độ hút ẩm kém hơn fructose. Tùy sản phẩm chế biến mà ta sẽ kết hợp với các loại đường có độ hút ẩm
tương thích. Có những sản phẩm cần độ bóng mướt thì ta thêm các chất có tính hút ẩm vào như đường nghịch đảo hoặc mật ong. Còn đối với những sản phẩm cần ở
trạng thái vô định hình thì những chất có tính hút ẩm cao sẽ gây kết tinh cho sản phẩm, lúc này ta cần sử dụng loại đường nhu glucose để làm giảm khả năng kết tinh
tại sản phẩm. 2.2.2.
Tính chất hóa học của monosaccharide: Phản ứng với ion kim loại: khử ion kim loại từ hóa trị cao xuống hóa trị thấp
Phản ứng oxi hóa:
Khi oxi hóa nhẹ các monosaccharide bằng các dung dịch như Cl
2
, Br
2
hay I
2
trong môi trường kiềm hoặc dùng dung dịch kiềm của các ion kim loại, thì nhóm aldehyde ở C số 1 của monosaccharide sẽ bị oxi hóa thành cacboxyl.
Trang 5
Trong trường hợp nhóm aldehyde được bảo vệ thì nhóm
hydroxyl của cacbon số 6 trong phân tử đường sẽ bị oxi hóa thành nhóm
cacboxyl.
Khi oxi hóa ở mức độ mạnh hơn ví dụ cho tác dụng với dung dịch HNO
3
thì cả nhóm aldehyde của C số 1 và nhóm hydroxyl của C số 6 đều bị oxi hóa thành
nhóm cacboxyl.
Tính chất này được sử dụng để xác định hàm lượng glucose bằng cách sử dụng thuốc thử Fehling qua việc xác định hàm lượng cặn Cu
+
tạo thành.
Tham gia phản ứng khử:
Dưới tác dụng của các chất khử nhóm aldehyde của các aldose hoặc nhóm – C=O của các ketose sẽ bị khử để tạo thành các rượu polyol tương ứng.
Các D-glucose bị khử thành D-sorbitol, D-mannose bị khử thành D-manitol, còn D-fructose bị khử thanh D-sorbitol và D-manitol.
Sorbitol là một sản phẩm màu trắng, khơng mùi, có vi ngọt dễ chịu,hòa tan tốt trong mơi
trường nước và rượu nhưng không hòa tan trong dung mơi hữu cơ. Điều lí thú là rượu này
khơng có tính khử, không thể lên men được và rất bền với tấn công của vi khuẩn. Sorbitol thể
hiện một ưu điểm lớn là không làm tăng lượng
glucozơ trong máu lên cao sau khi ăn. Chính vì vậy sorbitol được dùng trong sản xuất thức ăn kiêng cho người đái tháo đường. Sorbitol không phá hủy răng nên dùng sản
xuất kẹo cao su và thuốc đánh răng. Ngồi ra sorbitol còn được đưa vào trong công thức của nhiều loại thức ăn, nước uống. Người ta còn dùng sorbitol để sản xuất vitamin C.
Tham gia phản ứng tạo este:
Nhóm –OH tại C số 1 và nhóm –OH của C số 6 thường tham gia phản ứng tạo este. Trong đó quan trọng nhất là phức este với các phosphat như: D-
Trang 6
glyceraldehyde-3-phosphat, D-glucose-1-phosphat, D-glusose-1,6-biphosphat. Một số loại phức este của phosphat với các monosaccharide.
Phản ứng với methanol :
- Tham gia phản ứng tạo liên kết glycosid Các nhóm -OH của monosaccharid dễ dàng tham gia phản ứng với rượu tạo thành ester tương ứng và được gọi là nhóm -OH
glycosid và liên kết tạo thành được gọi là glycosid. Ví dụ: phản ứng tạo metyl glucosid:
Tham gia phản ứng tạo liên kết glucoside:
-OH glucoside được hình thành khi các mạch thẳng của monosaccharide hoặc oligosaccharide đóng vòng thì ở đó nhóm aldehyde và cetose phản ứng với OH trong
mạch đóng vòng tạo thành dạng bán acetal. Người ta quan tâm đến –OH glucoside do –OH glucoside rất dễ tham gia phản
ứng trong oligosaccharide và polysaccharide. Trong oligosaccharide và polysaccharide có rất nhiều nhóm OH do có sự co kéo giữa O và H nên H
+
rất dễ tách ra → dễ mở vòng → xuất hiện lại nhóm CHO hoặc C=O → thể hiện tính khử.
Các monosaccharide chỉ thể hiện tính khử khi ở dạng mạch thẳng. Khi 2 aldose liên kết với nhau bằng liên kết 1-2, 1-4, 1-6 thì còn nhóm –OH
glucoside nên còn tính khử. Khi 2 cetose liên kết với nhau bằng liên kết 1-2, 1-4, 1-6 thì còn nhóm –OH
glucoside nên còn tính khử. Khi 1 aldose liên kết với 1 cetose bằng liên kết 1-2 thì khơng còn nhóm –OH
glucoside nên khơng còn tính khử, khi liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 và 1-6 thì còn nhóm –OH glucoside.
Trang 7
Trong thực tế phụ thuộc vào các chất liên kết, có thể có các kiểu glucoside như: O – glucoside, S - glucoside, N - glucoside, C – glucoside. Các chất này có hoạt
tính sinh học khác nhau.
R: phần glucide của phân tủ glucozit A: Aglucon
Với alglucon là phần phi glucide được thế vào vị trí hydro của nhóm – OH glucoside. Ví dụ các gốc rượu, các gốc của các hợp chất thơm, các gốc strerid, các
gốc alkaloid, ... Các glucisode điển hình là glucoside của các phân tử glucose tạo thành các
polysaccharide như glycogen, tinh bột và cellulose. Các glucoside dễ bị thủy phân, khi đó các liên kết glucoside bị đứt ra và các
monosaccharide tương ứng hình thành. Các phản ứng thủy phân này được xúc tác chủ yếu bởi acid, chỉ trong một số trường hợp mới do kiềm xúc tác do đa số glucoside bền
với kiềm. Tham gia phản ứng với acid:
Khi đun sôi các pentose, hexose với các acid có nồng độ cao như HCl 12 hoặc H
2
SO
4
đậm đặc thì các phân tử nước sẽ bị mất đi và tạo thành các furfurol từ pentose hoặc oxymethylfurfurol từ hexose.
Khi trùng ngưng các sản phẩm này với một số chất khác thì các phức màu hình thành. Các phức màu này được sử dụng để định tính và định lượng monosaccharide.
Ví dụ khi cho furfurol tác dụng với alanin và HCl thì hợp chất màu đỏ sẽ hình thành.
Ngồi ra, các sản phẩm này cũng hình thành trong q trình chế biến thực phẩm, ví dụ khi nướng bánh các furfurol bay hơi tạo thành mùi đặc trưng cho bánh.
Tham gia phản ứng với kiềm:
Trang 8
R - CHO OH
-
2CuOH
2
R - COOH +
2 H
2
O Cu
2
O ↓ +
Tác động của các base lên monosaccharide phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ của các base.
Dưới tác dụng của các dung dịch kiềm yếu như BaOH
2
, CaOH
2
, thì sự dồng phân hóa có thể xảy ra giữa glucoside, mannose, fructose. Hiện tượng này có thể xảy
ra trong cơ thể.
Dung dịch kiềm lỗng các monosaccharide mạch thẳng sẽ nhanh chóng biến thành vòng. Trong mơi trường kiềm lỗng ở 37
C các nhóm – endol sẽ di chuyển vào giữa mạch. Trong môi trường co nồng độ kiềm cao hoặc nhiệt độ cao, các
monosaccharide có thể bị phân giải, hiện tượng caramen hình thành, các mạch cacbon dễ bị đứt.
Trong môi trường kiềm các monosaccharide là chất khử mạnh. Nó có khả năng khử dung dịch Fehling tạo thành Cu
2
O tạo kết tủa đỏ.
Người ta ứng dụng tính chất này để định lượng đường khử theo phương pháp Bectrand.

2.2.3. Một số các monosaccharide quan trọng:


Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (57 trang)

×