organska hemija...ugljeni hidrati ugljeni hidrati (uh) su polihidroksi -aldehidi ipolihidroksi...
TRANSCRIPT
ORGANSKA HEMIJATERMIN XII– UGLJENI HIDRATI
UGLJENI HIDRATIUgljeni hidrati (UH) su polihidroksi-aldehidi i polihidroksi-ketoni, ilise u njih mogu pretvoriti hidrolizom.
Jednostavniji ugljeni hidrati nazivaju se šederi ili saharidi.
Ugljeni hidrati se dele na:1. Monosaharide-UH koji se hidrolizom ne mogu pretvoriti u prostije
molekule,
2. Oligosaharide-UH koji hidrolizom mogu dati nekoliko molekula monosaharida (disaharide i trisaharide),
3. Polisaharide-UH koji hidrolizom daju veliki broj monosaharida.
2
UGLJENI HIDRATI
3
Monosaharidi Monosaharidi ili prosti ugljeni hidrati.
Nomenklatura-prema broju ugljenikovih atoma dobijaju nastavak –OZA.
C6H12O6 – imaju naziv heksoze.
C5H10O5 – imaju naziv pentoze.
Monosaharidi koji sadrže adlehidnu grupu-aldoze, a oni koji sadrže keto-grupu – ketoze.
4
Monosaharidi Primeri
5
Monosaharidi Najvažnije aldoheksoze
6
CHO
OHH
HHO
OHH
OHH
CH2OH
D-Glucose
D-Mannose
CHO
HHO
HHO
OHH
OHH
CH2OH
D-Galactose
CHO
OHH
HHO
HHO
OHH
CH2OH
Monosaharidi Konfiguracija D i L- D – konfiguracija odgovara onom obliku monosaharida kod koga konfiguracija grupa na poslednjem hiralnom ugljenikovom atomu (onome koji je najviše udaljen od karbonilne grupe) odgovara onoj kod D-glicerin-aldehida. (obrnuto važi za L-konfiguraciju).
7
OHH
CH2OH
MonosaharidiD-konfiguracije
HHO
CH2OH
MonosaharidiL-konfiguracije
Monosaharidi Kao što se vidi aldoze i ketoze jednakog sastava razlikuju se po položaju karbonilne grupe, a takođe i po broju hiralnih C-atoma (obeleženih zvezdicom).
8
Monosaharidi Fizičke osobine
Monosaharidi su bezbojne čvrste supstance koje se dobro rastvaraju u vodi, a mnogo teže u alkoholu.
Rastvori monosaharida pokazuju optičku aktivnost.
D-(+)-Glukoza (dekstroza) se od svih šedera najčešde srede u prirodi.
Osnovni je deo mnogih polisaharida iz
kojih se može dobiti hidrolizom
9
Monosaharidi Ciklične strukture glukoze
Pošto monosaharidi sadrže karbonilnu i hidroksilnu grupu one mogu intramolekulski međusobno da reaguju na takav način da daju poluacetalne (hemiacetalne) ciklične oblike u kojima je karbonilna grupa pretvorena u alkoholnu hidroksilnu grupu.
Na taj način se obrazuju petočlani (furanozni) odnosno šestočlani (piranozni) prstenovi.
10
Monosaharidi Ciklične strukture glukoze
11
Monosaharidi Ciklične
strukture glukoze
Veza 1-4 petočlani
Veza 1-5 šestočlani
12
Monosaharidi Ciklični piranozni oblici prikazani Hejvortovim formulama u ravnoteži sa acikličnim oblikom D-glukoze.
13
Monosaharidi Hemijske osobine glukoze:
1. Oksidacija
2. Redukcija
3. Supstitucija
4. Reakcija sa mineralnim kiselinama
5. Esterifikacija
14
Monosaharidi Hemijske osobine glukoze:
Oksidacija
15
Monosaharidi Hemijske osobine glukoze:
Oksidacija-slično aldehidima,
glukoza je jako redukciono
sredstvo i pri zagrevanju
brzo redukuje Felingov
ili Tolensov rastvor.
16
Monosaharidi Hemijske osobine glukoze:
Oksidacija-slično aldehidima,
glukoza je jako redukciono
sredstvo i pri zagrevanju
brzo redukuje Felingov
ili Tolensov rastvor.
17
Monosaharidi Hemijske osobine glukoze:
Redukcija-
18
Monosaharidi Hemijske osobine glukoze:
Obrazovanje glikozida- kada
ciklični oblici monosaharida
reaguju sa alkoholima,
grade se glikozidi, u kojima
je H atom poluacetalne OH
grupe zamenjen alkil-radikalom.
19
Monosaharidi
20
Disaharidi Disaharidi su složeni ugljeni hidrati čiji molekuli hidrolizom daju dva molekula monosaharida.
To su kristalna jedinjenja slatkog ukusa, lako rastvorna u vodi čiji su rastvori optički aktivni.
Najvedi značaj od prirodnih disaharida imaju jedinjenja čiji se sastav može izraziti formulom C12H22O11.
Razlikuju se dva tipa disaharida:1. Redukujudi i (redukuju Felingov i Tolensov rastvor)
2. Neredukujudi (ne redukuju Felingov i Tolensov rastvor)
21
Disaharidi Redukujudi Disaharidi (maltoza, celobioza i laktoza)
22
laktozamaltoza
Disaharidi MALTOZA-2 molekula glukoze u
α –D-glukopiranoznom obliku
vezana glikozidnom vezom
ostvarenom između OH- grupe
na C1-atomu jednog molekula i
OH-grupe na C4-atomu drugog
molekula glukoze.
1 α 4-veza
23
Disaharidi CELOBIOZA-2 molekula glukoze u
β –D-glukopiranoznom obliku vezana glikozidnom vezom ostvarenom između OH- grupe na C1-atomu jednog molekula i OH-grupe na C4-atomu drugog molekula glukoze.
1 β 4-veza
24
Disaharidi LAKTOZA- (mlečni šeder)-galaktoza + glukoza
25
Disaharidi
Neredukujudi disaharidi- SAHAROZA
Dobija se iz šederne trske i šederne repe.
Pri hidrolizi se razlaže na D-glukozu i D-fruktozu.
Oba molekula su spojena glikozidnom
vezom između C1-glukoze i C2-fruktoze.
26
Polisaharidi Polisaharidi su jedinjenja velike relativne molekulske mase a sastoje se od više stotina, ili čak, hiljada molekula monosaharida, koji su međusobno povezani glikozidnim vezama.
To su prirodni polimeri i mogu se smatrati proizvodima polikondenzacije aldoza i ketoza.
Najvažniji prirodni polisaharidi su:
1. Skrob i
2. Celuloza
27
Polisaharidi
28
Polisaharidi
29
Polisaharidi
30
Polisaharidi Skrob (C6H10O5)n je polisaharid vrlo rasprosttranjen u prirodi i uglavnom se upotrebljava u obliku poljoprivrednih proizvoda.
Po hemijskom sastavu skrob je smesa dva polisaharida iste opšte formule koji se razlikuju po veličini n. Razlikuju se po molekulskoj masi i po strukturi.
Skrob obično sadrži oko 20% amiloze (deo rastvoran u vodi-nerazgranat) i oko 80% amilopektina (dela nerastvornog u vodi-razgranat).
31
Polisaharidi Struktura amiloze
Molekuli glukoze su povezani 1 α 4- glikozidnim vezama
32
Deo strukturnog fragmenta amiloze
Polisaharidi Struktura amilopektina
Molekuli glukoze su povezani pored
1 α 4- glikozidne veze i
1 α 6- glikozidnom vezom
33Deo strukturnog fragmenta amiloze
Polisaharidi Skrob-spoljašnji sloj skrobnog zrna sastoji se od amilopektina a unutrašnji od amiloze.
Nerastvoran je u hladnoj vodi a u toploj zrna bubre i nastaje koloidni rastvor.
Sa jodom skrob daje plavu boju.
Krajnji proizvod hidrolize skroba je D-glukoza.
Dugo je bio osnovna sirovina za proizvodnju alkohola.
Koristi se u kulinarstvu, proizvodnji hleba i tekstilnoj industriji.
34
Polisaharidi Skrob
35
Polisaharidi Celuloza – je glavni polisaharid delijskih zidova vlakana i drveda.
Glavni je sastojak drveta (do 70%), a ima je u ljuskama plodova, semena i dr.
Velike količine celuloze nalaze se u raznim biljnim vlaknima; vata je na primer čista celuloza, vlakna pamuka, kora krompira, takođe se sastoje od celuloze.
Celuloza je polimer sastavljen od velikog broja glukoznih jedinica koje su međusobno povezane 1 β 4- glukozidnim vezama.
36
Polisaharidi Celuloza –
37
Deo strukturnog fragmenta celuloze
Polimeri celuloze su linearni
Polisaharidi Celuloza –
Fizičke i hemijske osobine-celuloza i skrob se razlikuju po mnogim osobinama.
Celuloza je molekul vlaknaste strukture, potpuno nerastvoran u vodi i organskim rastvaračima.
Sa rastvorom joda ne daje plavu boju.
Celuloza gradi estre od kojih neki imaju veliku praktičnu primenu.
Derivati celuloze se koriste u prehrambenoj i farmaceutskoj industrijji kaozgušnjivači, emulgatori i stabilizatori.
38
Polisaharidi
39
Polisaharidi
40