Химични свойства на дизахариди и полизахариди

Ако протеините се считат за органични съединения, най-разнообразни по структура и функция, въглехидратите са най-често срещаните природа. С тях се срещат навсякъде: захар, нишесте, хартия, памучна кърпа и много други вещества и материали са изградени от дизахариди и полизахариди. Химичните свойства на тези съединения и тяхното значение за човешкия живот ще разгледаме в нашата статия.

Въглеводороден метаболизъм в клетка

Захарозата е един от най-важните дизахариди, синтезирани от растения, като например захарна тръстика или захарно цвекло. Сместа изпълнява енергийната функция, така че нейното разделяне води до освобождаването на голямо количество енергия. Хидролизата на захарозата се среща в клетките на човешкото тяло и води до образуването на молекули на глюкозата и фруктозата:

C₁₂Н₂₂ох₁₁ + Н₂О = С₆Н₁₂ох₆ + C₆Н₁₂ох₆

Основните фактори за извършване на хидролиза при лабораторни или промишлени условия са нагряването и излишъкът от водородни йони, изпълняващи каталитична функция в реагиращата смес. Фруктозните и глюкозните остатъци в дизахарида са представени чрез тяхната циклична форма и са свързани заедно с кислороден атом. Захарозата е свободна от свободни алдехидни групи, поради което сребърното огледало не реагира и въглехидратите не показват никакви редуциращи свойства.

Това се потвърждава от горните уравнения на дизахаридните реакции. Химични свойства на веществата, а именно реакция на хидролиза, формират основата на класификацията на въглехидратите.

Видове въглехидрати

Веществата, които не се разкъсват с вода, например фруктоза, открити в меда и повечето плодове, както и глюкозата са монозахариди или монозоми. Ако в процеса на хидролизата въглехидратите се разлагат на две молекули от най-простите захари, това се отнася до дизахарида. Този клас включва захароза и лактоза. В случая, когато много монозахаридни остатъци се образуват от единична макромолекула от органична материя - те говорят за полизахариди. Те включват добре известен растителен полимер - нишесте, натрупващо се в листата, плодовете и семената на растенията в процеса на фотосинтеза.

Хитинът се намира в бронята на артроподите и гъбите. Този въглехидрат, който, за разлика от по-рано разглежданите съединения, съдържа не само въглеродни, кислородни и водородни атоми, но и азот. Интересна структура и особености на протичането на реакциите, които я отличават от химичните свойства на дизахарите, са хиалуроновата киселина, която е основата на междуклетъчното вещество при животни и хора. Това е полизахарид линейна структура, която всъщност е една гигантска макромолекула, съдържаща до 50 000 мономерни връзки. Най-големият брой е в дермиса, хрущяла, стъкловидното тяло на зрителния орган. Животинско нишесте - гликоген се синтезира в животински и човешки клетки от глюкозни остатъци и се депозира като резервен енергиен материал в чернодробните клетки - хепатоцити.

Химични свойства на дизахариди чрез примера на лактозата

Млякото е първата и най-важна храна за младите бозайници: животни и хора. В допълнение към млечните протеини - казеин, мазнини, вода, минерални соли и витамини, съдържа въглехидрати - лактоза или млечна захар. Неговите молекули се състоят от остатъци от монозахариди - глюкоза и галактоза, съдържащи шест въглеродни атома. В процеса на смилане на мляко в стомашно-чревния тракт, лактозата се разделя на монозахариди.

Те се абсорбират от капилярите на вилите на тънките черва. Всички химични свойства на дизахариди преминават през участието на ензими, например лактаза, която ускорява хидролизата на млечната захар. Намаляването на нивото на това вещество, свързано с генетичното предразположение и индивидуалните характеристики (възраст, специфично хранене), причинява болестта - хиполактазия.

Намаляване на свойствата на въглехидратите

Молекулите лактоза се състоят от остатъци от галактоза и глюкоза, които имат отворени въглеродни вериги и свободни алдехидни комплекси. Наличието на функционална група прави възможно извършването на редукционните реакции, например с водород. В резултат на това комплексът от -СНО атоми, който е част от глюкозата, се редуцира до хидроксилна група и се образува 6-атомен алкохол-сорбитол. Продължаващият процес на възстановяване може да бъде изразен чрез уравнения и следователно химическите свойства на дизахаридите ще имат следната форма:

СН₂ОН - (СНОН)₄ - COH + H₂ = (температура, Ni катализатор) => СН₂ОН - (СНОН)₄ -СН₂OH

Те зависят от това какви форми на глюкоза са включени в въглехидратите: циклични или с отворен въглероден скелет.

Най-важните полизахариди и свойствата на тяхната структура

Белият прах, който не се разтваря в студена вода, но в гореща, образуваща паста е нишесте. Най-голямото му съдържание е характерно за семена от ориз и царевица, картофени клубени. Макромолекулата на веществото се състои от остатъци от циклична алфа-глюкоза. В кисела среда, той се хидролизира, уравнение реакцията е, както следва:

(C₆Н₁₀О₅)_п+ пН₂О - Н₂SO₄→ nC₆Н₁₂О₆

Химичните свойства на дизахаридите и полизахаридите имат сходства: всички те са способни да хидролизират.

Целулозата, която е част от дървото, съдържа мономери - остатъците от бета-глюкоза. Загряването на веществото с концентрирана нитратна киселина води до образуването на естер-три целулозен нитрат, използван в пиротехниката.

В тази статия изследвахме химичните свойства на дизахаридите и полизахаридите и изследвахме тяхното разпределение в природата.