Embed Size (px)
Citation preview
Cukry możemy podzielić na trzy grupy. Ze względu na:
- wielkość cząsteczek
monosacharydy
disacharydy
polisacharydy
- grupy funkcyjne
polihydroksyaldehydy (aldozy)
polihydroksyketony (ketozy)
- liczbę atomów węgla (cukry proste)
triozy, tetrozy, pentozy, heksozy
Środki słodzące
Aspartam
Aspartam: C14H18N2O5, (E 951),
NH2
CH
CH2
CO NH CH
CH2
COOH
COOCH3
Sacharyna
Sacharyna: C7H5NO3S. Jest ponad 300 razy słodsza od cukru. Jej
mała tabletka jest równie słodka, co czubata łyżka cukru,
pozbawiona jednak 20 kilokalorii.
O O
NH
O
S
Ksylit
Ksylit: C5H12O5,
CH2OH
OHH
HOH
OHH
CH2OH
Węglowodany do zapamiętania
C
C
C
C
OHH
HOH
HOH
H
O
C
CH2OH
OHH
*
*
*
*
D-(+)-galaktoza
C
C
C
C
OHH
HOH
OHH
H
O
C
CH2OH
OHH
*
*
*
*
C
C
C
C
HOH
HOH
OHH
H
O
C
CH2OH
OHH
*
*
*
*
D-(+)-glukoza D-(+)-mannoza
C OHH
C
CH2OH
H
O
aldehyd D-(+)-glicerynowy
*
C
C
C
C
CH2OH
OHH
OHH
OHH
H
O
*
*
*
C
C
C
C
CH2OH
HOH
OHH
OHH
H
O
*
*
*
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HOH
OHH
H
O
*
*
*
D-(-)-ryboza D-(-)-arabinoza D-(+)-ksyloza
CH2
C
CH2OH
O
OH
dihydroksyaceton
CH2
C
C
OH
O
HOH
C
C
OHH
CH2OH
OHH
*
*
*
CH2
C
C
OH
O
OHH
C
C
HOH
CH2OH
OHH
*
*
*
D-(-)-fruktoza D-(+)-sorboza
IROMERIA WĘGLOWODANÓW
Izomery D i L
C
C
CH2OH
O
H
OHH
C
C
CH2OH
O
H
HOH
D LOH
O
H OH
OH H
H OH
H OH
OH
O
OH H
H OH
OH H
OH H
L-glukozaD-glukoza
Konfiguracja absolutna R i S
C
C
CH2OH
O
H
OHH
C
C
CH2OH
O
H
HOH
D L
1 1
22
33
(S)(R)
Aldehydy reagują w obecności bezwodnego HCl z alkoholami. W wyniku tej
reakcji otrzymujemy nietrwałe hemiacetale (półacetale), które reagują szybko
z następną cząsteczką alkoholu dając trwałe acetale.
C O
HCH
3OH, H
+
C
H
OH
OCH3
CH3OH, H+
C
H
OCH3
OCH3 + H O2
hemiacetal
(alkohol, eter)
acetal
(eter)
C O
R
RCH
3OH, H
+
R C
R
OH
OCH3
CH3OH, H+
R C
R
OCH3
OCH3 + H O2
hemiketal ketal
α –D-glukopiranoza β –D-glukopiranoza
Przemiana oksocykliczna D-glukozy
β-D-glukofuranoza α-D-glukofuranoza
O
H
H
OH
OH
HH
OH
CH
CH2OH
OH
1
23
4
5
6
O
H
H
OH
OH
HOH
H
CH
CH2OH
OH
1
23
4
5
6
C
C
C
C
OHH
HOH
OHH
H
O
C
CH2OH
OHH
1
2
3
4
5
6
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HOH
H1
23
4
5
6D - glukoza
C
CH2OH
OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
O
H
1
23
4
5
6
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HH
OH1
23
4
5
C
OH
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
O
H
1
23
4
5
6
ANOMERY
6
* *
C
CH2OH
CC
C
HH
OHOH
H
OH
HOCH2
1
2
3
4
5
6
O O
HH
H
O
CH2OH
HHOCH2
OH
HO
O
H
OH
H
H
OH
HOCH2
CH2OH OH
CH2OH
forma lañcuchowauproszczony wzór formy cyklicznej
* *
1
2
34
5
6
forma cykliczna-furanoza
HO
O
furan
KONFORMACJA
β-D-(+)-glukopiranozy
OH
OHOH
OH
H HHH
H
O
H
H H
H
OHOH
H
O
OHOH
CH2OH
e e
a
a
a
a
a
e
e e
I II
bardziej trwaly;wszystkie objetosciowegrupy sa ekwatorialne
mniej trwaly;wszystkie objetosciowegrupy sa aksjalne
CH2OH
α-D-glukopiranoza β-D-mannopiranoza
α-D-galaktopiranoza
OH
H H
H
HOH
H
O
OHOH
CH2OH
e ee
e e
H
H OH
H
OHOH
H
O
OHH
CH2OH
e ee
e e
OH
OH H
H
HH
H
O
OHOH
CH2OH
e ee
e eIII
IV
V
trwala konformacjatrwala konformacja
trwala konformacja
ANOMERYZACJA I MUTAROTACJA
α – D – glukopiranoza
(~36%)
β – D – glukopiranoza
(~64%)
[α]D20 = 112,2O
[α]D20 = 18,7O
formy łańcuchowej
(0,02%)
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HOH
HO
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HH
OH
C
OH
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
O
H
TAUTOMERYZACJA
C
C
C
C
OHH
HOH
OHH
H
O
C
CH2OH
OHH
C
C
C
C
OH
HOH
OHH
H
OH
C
CH2OH
OHH
D - fruktoza
C
C
OHH
CH2OH
OHH
C
CH2
C
OH
O
HOH
C
C
C
C
HOH
HOH
OHH
H
O
C
CH2OH
OHH
D-glukoza
D-mannozaforma enolowa (endiolowa)
forma enolowa (endiolowa)
COH
C
C
C
HOH
H
H
OH
CH
CH2OH
OH
OH
REAKCJE CHEMICZNE
MONOSACHARYDÓW
1.Redukcja monosacharydów
D-glukoza D-glucitol D-fruktoza D-mannitol D-mannoza
CH2OH
OHH
HOH
OHH
OHH
CHO
CH2OH
OHH
HOH
OHH
OHH
CH2OH
(Na/Hg)
[H]HOH
OHH
OHH
CH2OH
O
CH2OH CH
2OH
HOH
OHH
OHH
CH2OH
HOH[H] [H]
(Na/Hg) (Na/Hg)
CH2OH
HOH
OHH
OHH
HOH
CHO
[H]
(Na/Hg)
2. Utlenianie monosacharydów.
a) utlenianie w środowisku zasadowym odczynnikami:
Fehlinga, Benedicta, Trommera, Tollensa, kwasem pikrynowym
otrzymujemy kwasy aldonowe
Trommer
R
OHH
CHO
+ 2 Cu(OH)2
R
OHH
C
O
OH
+ Cu2O + 2H O
CuSO4 + NaOH2 Cu(OH)
2 + Na2SO
4
2
T
Tollens
Kwas pikrynowy
R
OHH
CHO
+ Ag2O
NH3*H
2O
R
OHH
C
O
OH
+ +2Ag H O2
H OH
R
CHO
3+NaOH3
OH
NH2
NO2
O2N
H OH
R
COO Na
3+ + H O22
OH
NO2
O2N NO
2+-
c) utlenianie gorącym kwasem azotowym aldoz- otrzymujemy kwasy
aldarowe
b) utlenianie wodą bromową aldoz (ketozy nie reagują)
glukoza kwas glukonowy
OHH
CHO
CH2OH
+ 2( )4
Br2 + NaHCO
3 OHH
CH2OH
C
O
OH( )
4 + 2NaBr +2CO2 + 2H O
C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HOH
OHH
OHH
O
H C
C
C
C
C
OHH
HOH
OHH
OHH
O
OH
CO
OHD-glukoza kwas D- glukarowy (cukrowy)
HNO3/H O2
utlenianie selektywne
d) biologiczne utlenianie aldoheksoz- otrzymujemy kwasy uronowe.
C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HOH
OHH
OHH
O
H
enzymy
C
C
C
C
C
OHH
HOH
OHH
OHH
O
H
CO
OHglukoza kwas glukouronowy
lub kwas glukuronowy
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HOH
H
*
O
H
H
OH
H
OH
OH
HOH
H
C
O
OH
*
enzymy
5. Dehydratacja monosacharydów w środowisku silnie
kwaśnym
pentozy
D-glukoza 5-hydroksymetylofurfural
furfural D-ryboza
heksozy
CH2OH
OHH
HOH
OHH
OHH
CHO
OHOH2C CHO
HCl, T
-3H O2
CH2OH
OHH
OHH
OHHO CHO
HCl, T
-3H O2
CHO
6. Reakcja z fenylohydrazyną
C
C OHH
R
O
H
CH2OH
C
CH OH
R
O
C
C OHH
R
H N-NH-
CH2OH
C
CH OH
R
N-NH-
NHN
H
fenylohydrazon aldozy
fenylohydrazon ketozy
+ H O2
H
7. reakcja z nadmiarem fenylohydrazyny
8. reakcja z hydroksyloaminą
C
C OHH
R
O
H CH2OH
C O
R
NHNH2
3
- NH3
NH2
-
CH N-NH-
C=N-NH-
Raldoza ketozaosazon
NHNH2
3
- NH3
NH2
-
H O22- 22- H O
C
C OHH
R
O
H
CH2OH
C
CH OH
R
O
C
C OHH
R
H N-OH
CH2OH
C
CH OH
R
N-OH
N-OH
H O2-
aldoza
ketoza oksym ketozy
oksym aldozyH
H
9. reakcja estryfikacji
1,2,3,4,6-pentaoctan
O
H
H
H
H
H
OH
OH
OH
CH2OH
OH + 5
CH3
CH3
C
O
O
C
O
OR
O
H
H
H
H
H
OR
CH2OR
OR
C
O
CH3
OR
R=
+ 5 CH3COOH
10. Powstawanie glikozydów
O - glikozydy
α –metyloglukopiranozyd (66%)
β - metyloglukopiranozyd (32,5%)
β - metyloglukofuranozyd (0,9%)
α - metyloglukofuranozyd (0,6%)
D-glukozaMeOH, 2% HCl
t. wrz.12h
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HOH
H
+ R OH
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HO
H
R
+ OH2
Hemiacetal Acetal=Glikozyd
Nukleotydy
cytydyna
Nukleozydy
deoksycytydyna
CH2
N
N
N
N
NH2
OH
O
C3
C2
C1
C4
H
OH
H
Adenozyno-5-trójfosforan(ATP)
OPO
OH
O
P
OH
O
OP
OH
O
OH
O
C3
C2
C1
C4
H
OH OH
H
CH2OH
N
N
NH2
OCH
2OH
N
N
NH2
OO
C3
C2
C1
C4
H
OH
H
Aminocukry
Streptomycyna
Glukozamina
C
C
C
C
NH2
H
HOH
OHH
H
O
C
CH2OH
OHH
1
2
3
4
5
6
O NH-C-NH2
NH
OH
OH
OH
O
O
OH
CH3
C
HOH2C
NHCH3
OH
OOH
O
H
NH
C
NH2
NH
Deoksycukry
OHOH
2C
OH
OH
2-deoksy-D-ryboza
Disacharydy
C12H22O11
REDUKUJĄCE
Maltoza (α-1,4)
Celobioza (β-1,4)
Laktoza (β-1,4)
NIEREDUKUJĄCE
Sacharoza (1,2)
Trehaloza (1,1)
DISACHARYDY REDUKUJĄCE
Maltoza
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
HOH
HO
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
O
(OH)
(H)
*1 4
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
OH
O
CH2OH
H
H
OHH
OH
OH
H
H
OH
+1 4 + H O2
C12
H22
O11+ H O2
H+
maltaza
C6H
12O
6
maltoza alfa-glukoza
2
OH
CH2OH
H
H
H
OH
OH
H
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
OCOOH
2
OH
CH2OH
H
H
H
OH
OH
H
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
O
CHO1 4 + Cu(OH)2 + Cu
2O
+
2
H O2
DISACHARYDY REDUKUJĄCE
Celobioza
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
HH
OH
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HH
O
*
1
4
OH
CH2OH
H
H
H
OH
OH
HCHO
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HH
O
DISACHARYDY REDUKUJĄCE
Laktoza
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
HOH
H
O
CH2OH
H
OH
H
H
OH
OH
HH
O
1
4*
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
HOH
HO
CH2OH
H
OH
H
H
OH
OH
HH
OH
1 4*+
+ H O2
β-D-galaktoza α-D-glukoza Laktoza
DISACHARYDY NIEREDUKUJĄCE
Sacharoza
OCH
2OH
H
OH
H
H
OH
CH2OH
O
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
*
*
1
2
Inwersja sacharozy
OCH
2OH
H
OH
H
H
OH
CH2OH
O
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
*
*
1
2
+ H O2
inwertaza
H+
OCH
2OH
H
OH
H
H
OH
CH2OH
OH
* *1 2
O
CH2OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
H
OH
+
+66,5˚ +52,7˚ –92,4˚
DISACHARYDY NIEREDUKUJĄCE
Trehaloza
O
OH
CH2OH
OH
OH
O
1
23
4
5
6
O
OH
CH2OH
OH
OH
1
2 3
4
5
6
POLISACHARYDY
(C6H10O5)n
CELULOZA
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
HH
O
O
CH2OH
H
H
OH
OH
HH
OH
O
CH2OH
H
OH
H
OH
OH
HH
1
4 1
4 1
4
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
H
H
O
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
H
HO
CH2OH
H
H
H
OH
OH
H
H
O
1 14 4
1
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
HO
H
O
CH2OH
H
H
H
OH
OH
H
HO
CH2
H
H
H
OH
OH
H
H
O
4
6
11
4
4
SKROBIA (C6H10O5)n
HYDROLIZA SKROBI
(C6H
10O
5)n (C
6H
10O
5)m C
6H
12O
6
n>m
H O2
enzym, H+C
12H
22O
11
skrobia dekstryny maltoza α–D-glukoza
