ВУГЛЕВОДИ
1. Поняття про вуглеводи, їх класифікація
Вуглеводи — оксигеновмісні органічні сполуки.
Більшість вуглеводів мають загальну формулу Сn(Н2O)m
Вуглеводи поділяють на три групи: моносахариди, дисахариди і полісахариди.
До моносахаридів відносяться:
глюкоза — С6Н12О6
фруктоза — С6Н12О6
галактоза — С6Н12О6
рибоза — С5Н10О5
дезоксирибоза — С5Н10О4
Глюкоза, фруктоза і галактоза є ізомерами, мають однакову молекулярну формулу — С6Н12О6, але різну будову молекул і різні властивості. Вони відносяться до гексоз, оскільки містять по шість атомів Карбону. Рибоза і дезоксирибоза — пентози, оскільки в їх молекулах по п'ять атомів Карбону.
Дисахариди — результат сполучення двох моносахаридів між собою.
Найважливіші дисахариди:
сахароза — глюкоза + фруктоза
лактоза — глюкоза + галактоза
мальтоза — глюкоза + глюкоза
Їх загальна формула — С12Н22О11
Молекули полісахаридів містять велику кількість залишків моносахаридів, найчастіше — глюкози, сполучених між собою.
Найпоширеніші полісахариди:
крохмаль
глікоген
целюлоза
Загальна формула перелічених полісахаридів — (С6Н10О5)n
2. Біологічне значення вуглеводів
Вуглеводи — найпоширеніші органічні речовини на нашій планеті.
Вуглеводи синтезуються зеленими рослинами у ході фотосинтезу:
6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2
Щороку завдяки фотосинтезу на Землі синтезується близько 150 млрд тонн вуглеводів.
Вуглеводи — вихідний матеріал для синтезу всіх інших органічних речовин, а також основне джерело енергії в організмі людини і тварин.
3. Склад і будова молекули
Порівняємо будову молекул глюкози та фруктози:
Молекули глюкози і фруктози містять по п'ять гідроксогруп, що характерно для багатоатомних спиртів. Крім того, молекула глюкози містить карбонільну групу -СОН, яка є функціональною групою альдегідів. Таким чином, глюкоза має функціональні групи альдегідів і спиртів, і є альдегідоспиртом.
Фруктоза альдегідної групи не має, проте біля другого атома Карбону у неї є функціональна група кетонів -С=О. Фруктоза є кетоноспиртом.
Молекула глюкози може мати лінійну або циклічну форму.
4. Фізичні властивості вуглеводів
Моно- і дисахариди солодкі кристалічні речовини, добре розчинні у воді.
Полісахариди солодкого смаку не мають, аморфні (крохмаль) або волокнисті (целюлоза), у воді нерозчинні.
5. Хімічні властивості глюкози
І. Подібно до альдегідів
1. Окиснюється аміачним розчином Ag2O до глюконової кислоти:
2. Відновлюється воднем до шестиатомного спирту сорбіту
ІІ. Подібно до багатоатомних спиртів утворює яскраво-синій розчин з купрум (ІІ) гідроксидом
ІІІ. Реакції бродіння під впливом ферментів
1. Спиртове бродіння
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.
2. Молочнокисле бродіння
C6H12O6 → 2CH3–CHOH–COOH