Основні представники.

Глюкоза (виноградний цукор) міститься в рослинах і меді, у крові людини від 0,08 до 0,11%. Отримують гідролізом крохмалю (в присутності H+):

(C6H10Os)n + пН2О -> HC6H12O6

Фруктоза (пладовий цукор) міститься разом з глюкозою в багатрох солодких плодах. В меді глюкози і фруктози порвну. Характерна реакція на фруктозу - реакція з HCI і дозорцином і утворення червоно-бурого осаду (реакція Саліванова):

CH2CH-(CHCH)-OO- CH2CH

H

-3Н O

HCH2C

Вітамін C (аскорбінова кислота) - продукт перетворення кетози-1_-сорбози:

ії

-I C |

^, —— ^J-I v

>o _!^ j |

**f

:-CH '

— CH

_™ -2H2O HC,

>—

CH2CH

CH2CH

Аскорбінова кислота - кристалічна речовина з температурою плавлення 19O0C, міститься в лимонах, смородині, шипшині, капусті. Відсутність чи недостача викликає цингу.

Тема ЗО. ДИСАХАРИДИ (БІОЗИ).

Це такі вуглеводи, молекули яких, приєднуючи молекулу води, розщеплюється на дві молекули моносахаридів (склад C12H22O11): утворюються з двох молекул моносахаридів за рахунок відщеплення води:

2C6Hi2O6 ~7 C12H22Oi1 + H2O

Сахароза C6H12O11 - буряковий або тростяний цукор (20-26%):

H H CH O^ X/

H CH

V

с-

H OH

S/

C

-GH

CH2CH D-глкжоза

1

-H2O

-01?

OH2CH D-фруктоза

CH2CH

CH2CH

Сахароза

56

(L=52,5°) (L =-93°)

Сахароза має праве обертання площини поляризованого світла. При гідролізі (наприклад з кислотою) сахароза розпадається на a-D-глюкозу і p-D-фруктозу. Так як остання має сильне ліве обертання, то і сахароза теж (+66,5).

Лактоза - молочний цукор (4-5% в молоці) - складається з глюкози і галактози.

Тема 31. ПОЛІСАХАРИДИ (ПОЛІОЗИ).

Це продукти поліконденсації великої кількості моносахаридів, залишки яких зв'язані кисневими мостиками у довгі прямі або розгалужені ланцюги.

Крохмаль ((C6H10Os)n)- Є в рисі (86%), пшениці (до 73%), картоплі (приблизно 24%). Це продукт фотосинтезу.

H

H

OH

H

CH

H

H

CH

H

Макромолекула крохмалю складається з багатьох молекул циклічної а-глюкози: Розчин йоду забарвлює крохмаль у синій колір. При нагріванні це забарвлення зникає, при охолодженні знову з'являється. Розчин йоду використовується для визначення крохмалю, а розчин крохмалю - для визначення йоду.

Целюлоза (клітковина) - (C6H10O5L речовина, з якої побудовані стінки рослинних клітин. Найчистіші форми - вата, фільтрувальний папір. Молекула скл з 6-12 тисяч залишків р-піранози: ~"

H

H CH H CH

Молекулу клітковини можна подати у вигляді [C6H7O2(OH)3Jn, тобто це багатоатомний спирт.який може вступати в реакцію:

[C6H7O2(OH)3Jn + З HNO3 -» [C6H7O2(ONO2)S]n - тринітрат целюлози.

Це вибухова речовина, що застосовується для виготовлення пороху.

Крохмаль і целюлоза при нагріванні з розведеними кислотами піддаються гідролізу, утворюючи глюкозу:

[C6H7O2(OH)3Jn+ nH2O -» PC6H12O6

Ця властивість дає змогу добувати з деревної тирси і стружок глюкозу, а при зброджуванні останньої - етиловий спирт, так званий гідролізний. З 1т деревини - до 200л етилового спирту, що заміняє 1,5т картоплі або 0,7т зерна.

Оцтові ефіри целюлози (триацетилцелюлоза C6H7O2(OCOCHs)3Jn - застосовують для виробництва кіноплівки, лаків, пластмас.

Тема 32.АМІНИ.

Це похідні аміаку, в молекулі якого один або кілька атомів H заміщено на вуглеводні. Існують аміни жирного і ароматичного ряду. Первинні R—NH2, вторинні R2—NH, третинні R3-N.

Номенклатура.

За раціональною номенклатурою називають за назвою радикалів з додаванням "-амін": CH3NH2 - метиламін, (CH3)3N, C6H5NH2 - феніламін (амінобензол). Деякі мають емпіричні назви -анілін, C6H4(CH3)NH2- толуїдини.

За міжнародною - назви амінів від відповідних вуглеводів:

CH-

•сн-

-CH,

сн,

-NH-

NH2

2-пропанамін

1,3-диметил- 4-амінобензол

1-пропанамін Аміни жирного ряду.

Способи добування. В природних умовах аміни утворюються в результаті бактеріальних процесів (гниття) азотистих сполук - розкладанні амінокислот білка.

1. Дія аміаку на галогеналкіли (реакція Гармана): H3C-I + NH3 -> [!-CH3-NH3] -> [CH3-N+H3]I", або CH3-NH2-HI

2. Відновлення нітросполук (Zn, Fe в HCI): R-NO2 + 6H^ R-NH2 + H2O

3. Відновлення амідів (дією лужних гіпохлоридів (бромідів)): CH3-CONH2 + NaCIO -> CH3-NH2 + Na2CO3 + NaCI + H2O

4. Відновлення нітрилів: CH3-CN + 4Н -» CH3-CH2-NH2 етиламін

5. Взаємодія спиртів з аміаком (каталізатор - AI2O3, T=SOO0C): R-OH + NH3 -> R-NH2 + H2O 2R-OH + NH3 -> R2NH + 2H2O 3R-OH + NH3 -> R3NH + 3H2O

Фізичні і хімічні властивості.

Найпростіші (до CH(NH3)3) - гази, інші нижчі - рідини з запахом аміаку, вищі - тверді без запаху.

Аміни проявляють основні властивості, що пов'язано з утворенням гідроксильних іонів при розчиненні:

H r H

R : N : + H+-OH" -» R-N : H

H

+ ОН~

Тут протон приєднується до неподільної пари електронів азоту (координаційний зв'язок). Будова солей амонію аналогічна:

H ^- H

R : N : + H+-CI ~ -> R-N : H

H L. H

+ СГ

Первинні, вторинні і третинні аміни по різному взаємодіють з азотистою кислотою:

R-NH2 + HONO -> R-OH + N2 + H2O

R2NH + HONO -> [R2NH2J+ONO" -> R2 N-N=O + H2O

Аміни ацилюють ангідридами і хлорангідридами: C2H5NH2 + (CH3CO)2O -> C2H5-NH-COCH3 + CH3COOH

Метиламін утворюється при декарбоксилюванні амінокислот в товстому кишечнику тварин і людини:

H2N-CH2COOH -> CH3-NH2 + СО2(фермент - карбоксилаза).

Діаміни.

Це вуглеводні, в молекулах яких два атоми H заміщені на аміногрупи: H2N-CH2-CH2-NH2 H2N—(CH2)3—NH2 Етилендіамін триметилендіамін (1 ,2-етандіамін) (1 ,3-пропандіамін)

Найбільше практичне значення має гексаметилендиамін (1,6-гександіамін), який добувають з адипінової кислоти:

HOOC- (СН2)4— COOH + 2NH3 -* NH4COO- (СН2)4— COONH4(350° C) ->

-* NH2OC-(CH2)4-CONH2 (-H2O) -* N=C-(CH3)-C=N (-2H2O); далі відновлення (каталітичне):

NsC-(CH3)-C=N -» NH2-CH2-(CH2J4-CH2-NH2 - гексаметилендіамін. Поліконденсацією з двохатомною кислотою (адипіновою) отримують нейлон (штучний шовк):

HOOC-(СН2)4—COOH + NH2-(CH2J6-NH2 -> HOOC-(СН2)4—CO—NH-(СН2)6—NH-...

Пропускають через фільтри. Аміди кислот отримують: CH3-CH2-COCI + HNH2 -> CH3-CH2-CONH2 + HCI

Хлорангідрид Повний амід:

H2CO3 -> NH2-CO-NH2 (сечовина - карбамід). Отримують:

CO2 + 2NH3 -> NH2-CO-NH2 + H2O.

Аміни ароматичного ряду. Найважливіший спосіб отримання - відновлення:

C6H5-NO2 + 6Н == C6H5NH2 + 2H2O

Ароматичні аміни дуже слабкі основи. Послаблення основних властивостей аміногрупи зумовлене спряженням вільної пари електронів азоту