Chemické vlastnosti disacharidů a polysacharidů

Pokud jsou bílkoviny považovány za organické sloučeniny, nejrůznější struktury a funkce, nejběžnější jsou karbohydráty. S nimi narazíme všude: cukr, škrob, papír, bavlněné tkaniny a mnoho dalších látek a materiálů jsou vyrobeny z disacharidů a polysacharidů. Chemické vlastnosti těchto sloučenin a jejich význam pro lidský život budeme v našem článku zvažovat.

Metabolismus sacharidů v buňce

Sacharóza je jedním z nejdůležitějších disacharidů syntetizovaných rostlinami, například cukrová třtina nebo cukrová řepa. Sloučenina provádí energetickou funkci, takže její rozdělení vede k uvolnění velkého množství energie. Hydrolýza sacharózy se vyskytuje v buňkách lidského těla a vede k tvorbě molekul glukózy a fruktózy:

C_12.H₂₂O₁₁ + H₂O = C_6.H_12.O_6. + C_6.H_12.O_6.

Hlavními faktory provádění hydrolýzy v laboratorních nebo průmyslových podmínkách jsou zahřívání a přebytek iontů vodíku, které provádějí katalytickou funkci v reakční směsi. Zbytky fruktózy a glukózy v disacharidu jsou reprezentovány jejich cyklickou formou a jsou spolu spojeny atomem kyslíku. Sacharóza neobsahuje volné aldehydové skupiny, proto stříbrné zrcadlo nereaguje a sacharidy nevykazují žádné redukční vlastnosti.

To je potvrzeno výše uvedenými rovnicemi disacharidových reakcí. Chemické vlastnosti látek, jmenovitě hydrolýza reakce, tvořily základ klasifikace sacharidů.

Druhy uhlohydrátů

Látky, které nejsou štěpeny vodou, například fruktóza, nalezené v medu a většině plodů, stejně jako glukóza jsou monosacharidy nebo monozomy. Pokud se v procesu hydrolýzy uhlovodík rozkládá na dvě molekuly nejsilnějších cukrů, vztahuje se na disacharid. Do této třídy patří sacharóza a laktóza. V případě, kdy se z jediné makromolekuly organické hmoty tvoří mnoho zbytků monosacharidů, mluví o polysacharidech. Jedná se o dobře známý rostlinný polymer - škrob, který se hromadí v listech, plodech a semenách rostlin v procesu fotosyntézy.

Chitin se vyskytuje v brnění článkonožců a houbových buněk. Tento sacharid, který na rozdíl od dříve uváděných sloučenin obsahuje nejen atomy uhlíku, kyslíku a vodíku, ale také dusík. Zajímavou strukturou a zvláštnostmi průběhu reakcí, které ji odlišují od chemických vlastností disacharidů, je kyselina hyaluronová, která je základem mezibuněčné látky u zvířat a lidí. Jedná se o polysacharid lineární struktura, což je ve skutečnosti jedna obří makromolekula obsahující až 50 000 monomerních vazeb. Největší počet je v dermis, chrupavce, sklovitém těle zraku. Živočišný škrob - glykogen je syntetizován v živočišných a lidských buňkách z glukózových zbytků a uložen jako rezervní energetický materiál v jaterních buňkách - hepatocytech.

Chemické vlastnosti disacharidů příkladem laktózy

Mléko je první a nejdůležitější potravina pro mladé savce: zvířata a lidi. Kromě mléčných bílkovin - kaseinu, tuku, vody, minerálních solí a vitaminů, obsahuje sacharid - laktózu nebo mléčný cukr. Jeho molekuly se skládají z reziduí monosacharidů - glukózy a galaktózy, obsahujících šest atomů uhlíku. Při procesu trávení mléka v gastrointestinálním traktu je laktóza rozdělena na monosacharidy.

Jsou absorbovány kapiláry vilů tenkého střeva. Všechny chemické vlastnosti disacharidů procházejí účinkem enzymů, například laktázy, která urychluje hydrolýzu mléčného cukru. Snížení hladiny této látky, související jak s genetickou predispozicí, tak s individuálními charakteristikami (věk, specifická výživa) způsobuje onemocnění - hypolaktázii.

Snižující vlastnosti sacharidů

Molekuly laktózy se skládají z galaktózových a glukózových zbytků, které mají otevřené uhlíkové řetězce a volné aldehydové komplexy. Přítomnost funkční skupiny umožňuje provádět redukční reakce například pomocí vodíku. Výsledkem je, že komplex atomů -CHO, který je součástí glukózy, je redukován na hydroxylovou skupinu a vzniká šesti-atomový alkohol-sorbitol. Pokračující proces obnovy lze vyjádřit rovnicemi a chemické vlastnosti disacharidů budou mít následující podobu:

CH₂OH - (CHOH)₄ - COH + H₂ = (teplota, Ni katalyzátor) => CH₂OH - (CHOH)₄ -CH₂OH

Závisí na tom, jaké formy glukózy jsou zahrnuty do sacharidů: cyklické nebo s otevřeným uhlíkovým skeletem.

Nejdůležitější polysacharidy a vlastnosti jejich struktury

Bílý prášek, který se nerozpouští ve studené vodě, ale v horké formě tvoří pastu, je škrob. Jeho největší obsah je charakteristický pro semena rýže a kukuřice, bramborové hlízy. Makromolekula látky sestává ze zbytků cyklické alfa-glukózy. V kyselém prostředí, on je hydrolyzována, rovnice reakce je následující:

(C_6.H₁₀O₅)._n+ nH₂O-H₂SO₄→ nC_6.H_12.O_6.

Chemické vlastnosti disacharidů a polysacharidů mají podobnosti: všechny jsou schopné hydrolýzy.

Celulóza, která je součástí dřeva, obsahuje monomery - zbytky beta-glukózy. Zahřívání látky koncentrovanou kyselinou dusičnou vede k tvorbě dusičnanu celulózy esteru-3, používaného v pyrotechnice.

V tomto článku jsme studovali chemické vlastnosti disacharidů a polysacharidů a zkoumali jejich distribuci v přírodě.