УГЛЕВОДЫ
Оглавление
Введение
1. Образование сложных эфиров
2. Превращение в циклические ацетали и кетали
3. Удлинение цепи по Килиани-Фишеру
4. Укорочение цепи по Руфу
5. Аскорбиновая кислота
6. Целлофан и вискозный шелк
7. Нитрат целлюлозы
8. Азотсодержащие сахара
Введение
В живой природе широко распространены вещества, многим из которых соответствует формула Сх(Н2О)у. Они представляют собой, таким образом, как бы гидраты углерода, что и обусловило их название – углеводы. К углеводам относится обычный сахар – сахароза, виноградный сахар – глюкоза, фруктовый сахар – фруктоза и молочный сахар – мальтоза. Этим объясняется еще одно их общепринятое название сахара. Растения синтезируют углеводы из двуокиси углерода и воды в процессе фотосинтеза. При этом солнечная энергия переходит в химическую:
хСО2 + уH2О + солнечная энергия ¾® Сх(Н2О)у + хО2
При окислении углеводов в организме энергия высвобождается и используется для жизнедеятельности:
Сх(Н2О)у + хО2 ¾® хСО2 + уH2О + энергия
1. Образование сложных эфиров
Углеводы реагируют с уксусным ангидридом в присутствии таких оснований, как пиридин или ацетат натрия с превращением всех гидроксильных групп, включая аномерный гидроксил в сложноэфирные. Если реакция проводится при охлаждении, то она проходит стереоспецифически; a-аномер дает a-ацетат, а b-аномер - b-ацетат:
D-глюкопираноза D-пентацетилглюкоза
D-тетраацетилбромгюкоза
При обработке пентаацетилглюкозы бромистым водородом в уксусной кислоте замещению подвергается ацетоксигруппа только при атоме С-1.
Действием на целлюлозу уксусным ангидридом в уксусной кислоте получают растворимый в ацетоне ацетат целлюлозы:
целлюлоза ацетат целлюлозы
Из ацетилцеллюлозы получают ацетатный шелк и безопасную в обращении кинофотопленку.
Упр. 24. Как получают ацетилцеллюлозу, и какое применение она находит?
Упр. 25. Как получают пентаацетат глюкозы? Подвергается ли он мутаротации?
14.
2. Превращение в циклические ацетали и кетали
При изучении альдегидов и кетонов мы видели, что, реагируя с диолами, они превращаются в циклические ацетали и кетали.
1,2-диол циклический кеталь
Углеводы образуют циклические ацетали и кетали лишь в том случае, когда вицинальные гидроксильные группы находятся в цис-положении по отношению друг к другу. Например, α-D-галактопираноза реагирует с ацетоном следующим образом:
a-D-галактопираноза ацетонид a-D-галактопиранозы
Ацетали ацетона называют ацетонидами.
3. Удлинение цепи по Килиани – Фишеру
Метод удлинения цепи углевода на один атом углерода основан на реакции альдегидов с синильной кислотой. Рассмотрим его на примере D-глицеринового альдегида:
альдоновые кислоты
g-альдонолактоны
D-эритроза D-треоза
Упр. 26. Какие пентозы могут быть получены по Килиани-Фишеру из D-эритрозы.
Упр. 27. Напишите формулы пентоз, котрые могут быть получены по Килиани-Фишеру из D-треозы. ............
