Дисахариды — это… Что такое Дисахариды?

Дисахариды (от др. греч. δύο — два и ζάχαροη — сахар) — органические соединения, одна из основных групп углеводов; являются частным случаем олигосахаридов.

Строение молекул

Молекулы дисахаридов состоят из двух остатков моносахаридов, соединённых друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). Общая формула дисахаридов, как правило, C₁₂H₂₄O₁₂.

Примеры дисахаридов

• Мальтоза — состоит из двух остатков глюкозы.

Химические свойства

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Углеводы
Общие:	Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы
Геометрия	Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса
Моносахариды	Диозы Альдодиоза (Гликольальдегид) Триозы Кетотриоза (Дигидроксиацетон) · Альдотриоза (Глицеральдегид) Тетрозы Кетотетроза (Эритрулоза) · Альтотетрозы (Эритроза, Треоза) Пентозы Кетопентозы (Рибулоза, Ксилулоза) Альдопентозы (Рибоза, Арабиноза, Ксилоза, Ликсоза) Дезоксисахариды (Дезоксирибоза) Гексоза Кетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза) Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза) Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза) Гептозы Кетогептозы (Седогептулоза, Манногептулоза) >7 Октозы · Нанозы (Нейраминовая кислота)
Мультисахариды
Производные углеводов

dic.academic.ru

1.2.1 Дисахариды

Строение дисахаридов.

В зависимости от моносахаридных компонентов олигосахариды (подобно полисахаридам) делятся на:

• гомоолигосахариды, построенные из молекул одного моносахарида;

• гетероолигосахариды, в состав которых входят остатки различных моносахаридов.

По химическому строению дисахариды являются гликозидами моносахаридов (полные ацетали), агликонами которых служат также остатки моносахаридов. С ацетальной природой связана способность дисахаридов гидролизоваться в кислой (но не в щелочной) среде с образованием моносахаридов.

При образовании дисахарида одна молекула моносахарида всегда образует связь со второй молекулой с помощью своего полуацетального гидроксила. Другая молекула моносахарида может соединяться либо также полуацетальным гидроксилом, либо одним из спиртовых гидроксилов. В последнем случае в молекуле дисахарида будет оставаться свободным один полуацетальный гидроксил.

Отсутствие или наличие в молекуле свободного полуацетального гидроксила влияет на свойства данного дисахарида:

1. Если при образовании дисахарида обе молекулы участвовали в образовании простой эфирной связи своими полуацетальными гидроксилами, то у обоих остатков моносахаридов циклические формулы являются закрепленными и без гидролиза дисахарида и последующей окси-оксо-таутомерии карбонильная группа образоваться не может. Такой дисахарид не обладает восстанавливающими свойствами и не дает других альдегидных реакций: не образует гидразонов с фенилгидразином, не присоединяет синильной кислоты и т. д. и называется невосстанавливающим дисахаридом или типа гликозидо-гликозидом:

2. Если же при образовании дисахарида одна молекула моносахарида участвовала своим полуацетальным гидроксилом, а вторая молекула моносахарида – спиртовым, то в молекуле дисахарида сохраняется один полуацетальный гидроксил. В этом случае циклическая формула одного из остатков моносахарида не является закрепленной и может в результате окси-оксо-таутомерии переходить в карбонильную форму. Такой дисахарид обладает восстанавливающими свойствами, способен к мутаротации, может кристаллизоваться в —и—формах, дает все типичные альдегидные реакции и называетсявосстанавливающим дисахаридомили типагликозидо-гликозы:

К невосстанавливающим дисахаридам относятся, например, трегалоза («грибной сахар») и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар), к восстанавливающим дисахаридам – мальтоза, целлобиоза, генциобиоза, лактоза (молочный сахар) и мелибиоза. Из перечисленных дисахаридов лишь трегалоза, сахароза и лактоза встречаются в природе в свободном состоянии как таковые; остальные, если и встречаются, то лишь как продукты неполного гидролиза высших полисахаридов и гликозидов. Большинство дисахаридов состоят из гексоз, но как исключения известны и биозы, состоящие из одной молекулы гексозы и одной молекулы пентозы. Например, в семенах журавлиного гороха находится гликозид, дающий при неполном гидролизе вицианозу

С₁₁Н₂₀О₁₀ – дисахарид, гидролизующийся на гексозу – D-глюкозу и пентозу – L-арабинозу.

Получение дисахаридов

Практически дисахариды извлекают из природных источников в виде гликозидов. Некоторые из них могут быть получены путем неполного гидролиза полисахаридов. Природные источники являются в настоящее время важнейшими для получения дисахаридов. Выделение индивидуальных дисахаридов представляет довольно сложную задачу. Для извлечения дисахаридов из природного материала обычно прибегают к водной экстракции. Для разделения смеси моно- и дисахаридов используют методы, основанные на хроматографии. Синтезы дисахаридов представляют главным образом теоретический интерес, с их помощью подтверждается строение биоз. Энзиматические синтезы дисахаридов осуществляются путем реакций трансгликозилирования.

Номенклатура олигосахаридов

Большинство встречающих в природе олигосахаридов имеют тривиальные, общеупотребимые названия (целлобиоза, лактоза, мальтоза, трегалоза, стахиоза, сахароза, рафиноза и целлотриоза), которые им были даны прежде чем стало известно их строение.

Дисахариды. Невосстанавливающий дисахарид может быть назван как гликозил-гликозид, а восстанавливающий как гликозил-гликоза, по образующим его компонентам. В названии любого дисахарида указывают атомы углерода, между которыми образована гликозидная связь, причем «первая» молекула моносахарида приобретает суффикс -озил (иногда -озидо), а у «второй» молекулы сохраняется суффикс -оза, если имеется свободный полуацетальный гидроксил, или суффикс -озид, если дисахарид невосстанавливающий. Кроме этого, в полном названии указываются: названия остатков моносахаридов; отношение к

D- или L-ряду и конфигурации (— или —) обоих аномерных атомов углерода. Например, восстанавливающий дисахарид гликозил-гликоза, мальтоза имеет название 1,4-(-D)-глюкопиранозилглюкопираноза; а невосстанавливающий дисахарид (гликозил-гликозид) сахароза – 1,2-(-D-глюкопиранозил)--D-фруктофуранозид. Нарисовать

Трисахариды. Невосстановливающий трисахарид рафиноза имеет название: 1,6-(-D)-галактопиранозил)-1,2-(-D-глюкопиранозил)--D- фруктофуранозид, а восстанавливающий трисахарид целлотриоза – 1,4-(-D- глюкопиранозил)-1,4-(-D-глюкопиранозил)--D-глюкопираноза. Нарисовать

Свойства дисахаридов

Дисахариды представляют собой твердые вещества или некристаллизующиеся сиропы, которые растворимы в воде. Как аморфные, так и кристаллические дисахариды плавятся в некотором интервале температур и, как правило, с разложением. Сладкий вкус – важнейшее свойство многих как моно-, так и олигосахаридов. Из моносахаридов наибольшую сладость имеет фруктоза, из дисахаридов наименее сладкий вкус – у лактозы.

В соответствии со своим химическим строением все дисахариды являются гликозидами и поэтому легко гидролизуются минеральными кислотами и сравнительно устойчивы к щелочному гидролизу. Кислотный гидролиз приводит к расщеплению гликозидной связи и образованию отдельных моносахаридов.

Мальтоза +Н₂O  

-D-глюкоза + -D-глюкоза

Целлобиоза + Н₂O  -D-глюкоза + -D-глюкоза

С₁₂Н₂₂О₁₁Лактоза + Н₂O  -D-галактоза + -D-глюкоза

Сахароза + Н₂O  -D-глюкоза + -D-фруктоза

Трегалоза + Н₂O  -D— глюкоза + -D-глюкоза

Все дисахариды также являются многоатомными спиртами и поэтому, подобно моносахаридам, растворяют осадок гидроксида меди с образованием синего окрашивания, по спиртовым гидроксилам образуют простые и сложные эфиры, алкоголяты и т. д. (см. глава 1.1).

Восстанавливающие дисахариды типа мальтозы (гликозидо-гликозы) проявляют, подобно моносахаридам, характерные реакции карбонильной (альдегидной или кетонной) функциональной группы: восстанавливают фелингову жидкость и дают реакцию «серебряного зеркала», при этом окисляются до альдобионовых кислот, восстанавливаются до многоатомных спиртов, образуют гидразоны, озазоны, присоединяют синильную кислоту и образуют другие производные по карбонильной группе, мутаротируют в растворах, и способны к таутомерным превращениям и т. д. (см. глава 1.1). или схема реакций?

Невосстанавливающие дисахариды типа трегалозы, сахарозы (гликозидо-гликозиды) не дают никаких реакций, свойственных альдегидной и кетонной группе, т. е. не окисляются, не восстанавливаются, не мутаротируют, не вступают в реакцию конденсации и т. д.

Отдельные представители дисахаридов

Мальтоза, солодовый сахар. Дисахарид получается из крахмала при действии солода, содержащего фермент —амилазу. Солод (от лат. maltum) – это проросшие, а затем высушенные и измельченные зерна хлебных злаков. В мальтозе остатки двух молекул -D-глюкопиранозы связаны между собой —1,4-гликозидной связью. Следует отметить, что аномерный атом со свободной полуацетальной гидроксильной группой может иметь как -, так и -конфигурацию.

Мальтоза кристаллизуется из водных растворов в виде моногидрата, не имеющего резко выраженной точки плавления. Водные растворы мальтозы мутаротируют.

Под действием фермента —глюкозидазы (мальтазы) солодовый сахар гидролизуется с образованием двух молекул глюкозы. Мальтоза образуется в растительных и животных организмах как промежуточный продукт при гидролизе крахмала. Например, она образуется под влиянием ферментов пищеварительного тракта, а также во многих технологических операциях бродильной промышленности – в спиртовом производстве, пивоварении и т.д.

Схемы мутаротации мальтозы:

Сладость солодового сахара составляет приблизительно 0,6 сладости тростникового сахара. Однако в некоторых странах мальтозу производят для замены тростникового сахара. При осторожном окислении мальтозы ее альдегидная форма образует мальтобионовую кислоту:

Целлобиоза получается в качестве промежуточного продукта при неполном гидролизе полисахарида целлюлозы. Целлобиоза, как и мальтоза, построена из двух остатков глюкозы, но соединенных между собой уже —1,4-гликозидной связью. Целлобиоза расщепляется ферментом —глюкозидазой, который в человеческом организме отсутствует. Поэтому целлобиоза и соответствующий полисахарид целлюлоза не могут перерабатываться и служить источником питания для человека.

В свободном состоянии целлобиоза содержится в соке (патоке) некоторых деревьев. Она обладает всеми свойствами восстанавливающих дисахаридов, растворы ее мутаротируют.

Конфигурационное различие между мальтозой и целлобиозой влечет за собой и конформационное отличие: —гликозидная связь в мальтозе распо-ложена аксиально, а —гликозидная связь в целлобиозе – экваториально.

Конформационное состояние дисахаридов служит первопричиной линейного строения целлюлозы, в состав которой входит целлобиоза и клубкообразного строения амилозы (крахмал), построенной из мальтозных единиц.

Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке (4–5 %) и получается в сыроваренной промышленности из молочной сыворотки после отделения творога. Сбраживается лишь особыми лактозными дрожжами, содержащимися в кефире и кумысе. Лактоза построена из остатков -D-галактопиранозы и -D-глюкопиранозы, соединенных между собой -1,4-гликозидной связью_. Лактоза является восстанавливающим дисахаридом, причем свободный полуацетальный гидроксил принадлежит остатку глюкозы, а кислородный мостик связывает первый углеродный атом остатка галактозы с четвертым атомом углерода остатка глюкозы. Лактоза гидролизуется под действием фермента -галактозидазы (лактазы):

Лактоза отличается от других сахаров отсутствием гигроскопичности- она не отсыревает. Молочный сахар применяется как фармацевтический препарат и как питательное средство для грудных детей. Водные растворы лактозы мутаротируют, лактоза имеет в 4–5 раз менее сладкий вкус, чем сахароза. Содержание лактозы в женском молоке достигает 8 %. Из женского молока выделено более 10 олигосахаридов, структурным фрагментом которых служит лактоза. Эти олигосахариды имеют большое значение для формирования кишечной флоры новорожденных, некоторые из них подавляют рост болезнетворных кишечных бактерий.

Мелибиоза входит в состав трисахарида рафинозы (мелитриозы), в свободном виде содержится в соке некоторых растений. Под действием фермента сахаразы от рафинозы отщепляется фруктоза и остается мелибиоза. Мелибиоза состоит из остатков -D-галактопиранозы и -D-глюкопиранозы, соединенных между собой -1,6-гликозидной связью. Мелибиоза гидролизуется под действием фермента -галактозидазы, содержащей в эмульсине (ферментный препарат, получаемый из миндаля):

Мелибиоза является восстанавливающим дисахаридом, содержит свободный полуацетальный гидроксил, водные растворы ее мутаротируют.

Генциобиоза – дисахарид, входящий в состав многих гликозидов (амигдалин, кроцин), а также образуется при гидролизе трисахарида генцианозы под действием фермента инвертазы (сахаразы) или разбавленной серной кислоты. Генциобиоза построена из молекулы -D-глюкопиранозы, и молекулы -D-глюкопиранозы, соединенных между собой -1,6-гликозидной связью; гидролизуется под действием фермента -глюкозидазы:

Генциобиоза является восстанавливающим дисахаридом, содержит свободный полуацетальный гидроксил, восстанавливает фелингову жидкость, водные растворы ее мутаротируют.

Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Название возникло в связи с получением либо из сахарной свеклы, либо из сахарного тростника Чрезвычайно широко распространена в растениях (в листьях, стеблях, семенах, фруктах, ягодах, корнях, клубнях). Ее много в кленовом соке, в пальмовом соке, в кукурузе. Этот наиболее известный и широко применяемый сахар играет огромную роль в питании человека. Очень хорошо растворяется в воде, кристаллизуется в виде больших моноклинических кристаллов, Т_пл. = 185 С. Сбраживается дрожжами. Сахароза не восстанавливает фелинговую жидкость, водные растворы сахарозы не обладают мутаротацией, не содержит свободного полуацетального гидроксила, поэтому она не способна к окси-оксо-таутомерии и является невосстанавливающим дисахаридом. Сахароза построена из остатков -D-глюкопиранозы и -D-фруктофуранозы, соединенных своими полуацетальными гидроксилами при помощи -, -1,2-гликозидной связи. При нагревании с кислотами или под действием ферментов сахаразы или инвертазы (-фруктофуронозиды при рН 3,5-5,5 и -глюкозидазы при рН 7,0) сахароза гидролизуется с образованием смеси равных количеств глюкозы и фруктозы:

Сахароза гидролизуется легче, чем другие дисахариды – скорость ее гидролиза в кислом растворе в тысячу раз больше, чем скорость гидролиза мальтозы или лактозы. Это связано с тем, что остаток фруктозы, входящий в состав сахарозы, находится в фуранозной форме:

Гидролиз сахарозы легко проследить с помощью поляриметра, так как раствор сахарозы имеет правое вращение, аобразующаяся смесь D-глюкозы и D-фруктозы имеет левое вращение, благодаря превалирующему значению левого вращения D-фруктозы. Следовательно, по мере гидролиза сахарозы величина угла правого вращения постепенно уменьшается, проходит через нулевое значение, и в конце гидролиза раствор, содержащий равные количества глюкозы и фруктозы, приобретает устойчивое левое вращение. В связи с этим гидролизованную сахарозу (смесь глюкозы и фруктозы) называют инвертным сахаром, а сам процесс гидролиза – инверсией (от лат. inversia – переворачивание, перестановка). Природным инвертным сахаром является мед, состоящий из равных количеств глюкозы и фруктозы. Главные источники получения сахарозы в пищевой промышленности – сахарный тростник и сахарная свекла. В корнеплодах сахарной свеклы содержится до 27% сахарозы, а соке сахарного тростника несколько меньше – до 14 – 26% сахарозы. Получение сахарозы сводится к извлечению ее из сахарной свеклы или сахарного тростника водой с последующей очисткой и кристаллизацией. Тростниковый сахар был известен за много столетий до нашей эры, производство его зародилось в Индии, затем было перевезено в Персию, и значительно позже сахар попал в Европу. Половину мировой продукции сахара вырабатывают из сахарного тростника. Первое промышленное производство сахара из сахарной свеклы было организовано в Германии, а затем распространилось по всей Европе. В России первый завод по выработке сахара из сахарной свеклы был построен 1802 г. в селе Алябьево под Тулой.

Сахар является одним из важнейших пищевых продуктов, обладает консервирующими свойствами. Кроме непосредственного употребления в пищу, его применяют в кондитерской, консервной, плодоовощной, хлебопекарной и других отраслях пищевой промышленности. Известно, что каждый грамм сахара при усвоении («сгорании») в организме дает 17,2 кДж тепла. Более того, сахар, легко окисляясь, способствует лучшему усвоению жиров. Следует отметить, что инвертный сахар организмом усваивается еще легче и, кроме того, обладает одним очень важным технологическим свойством – он задерживает кристаллизацию сахарозы. Это свойство особенно ценно в кондитерском производстве, при варке варения, приготовлении помадки и т. д. Если сварить варение из сладких ягод, то оно быстро засахарится. Наличие кислоты в самих плодах или добавленной при варке вызовет гидролиз части сахарозы с образованием инвертного сахара, что предотвратит засахаривание варенья и будет способствовать его длительному хранению.

Трегалоза (микоза, грибной сахар). Впервые была найдена в спорынье, затем во многих грибах и в некоторых бактериях, в водорослях и в некоторых высших растениях. В пекарских дрожжах содержание трегалозы достигает 18 %, считая на сухое вещество, Сбраживается большинством дрожжей. Трегалоза относится к невосстанавливающим дисахаридам, она не содержит свободного полуацетального гидроксила и поэтому не восстанавливает фелингову жидкость, не мутаротирует. Трегалоза построена из двух молекул-D-глюкопиранозы, соединенных своими полуацетальными гидроксилами при помощи—1,1-гликозидной связи. Трегалоза гидролизуется под действием фермента трегалазы (или разбавленными минеральными кислотами) с образованием двух молекул глюкозы:

Отдельные представители трисахаридов

Принципы построения трисахаридов такие же, как и дисахаридов, т. е. трисахариды могут быть как восстанавливающие, так и невосстанавливающие. Многие из трисахаридов содержатся в растениях. Из трисахаридов наиболее изучены рафиноза, генцианоза и целлотриоза.

Рафиноза (мелитриоза) С₁₈Н₃₂О₁₆. Встречается во многих растениях, в частности в семенах хлопчатника и в сахарной свекле; не имеет сладкого вкуса. Интересно, что при хранении свеклы содержание рафинозы в ней возрастает.

При действии фермента -галактозидазы, содержащегося в эмульсине, рафиноза расщепляется на галактозу и сахарозу:

Генцианоза С₁₈Н₃₂О₁₆. Содержится в корнях горечавки, относится к невосстанавливающим трисахаридам. При полном гидролизе образует две молекулы D-глюкозы и одну молекулу D-фруктозы (кислотный гидролиз). Ферментативный гидролиз генцианозы идет по двум направлениям. Под действием фермента инвертазы (сахаразы) или разбавленной серной кислоты она расщепляется на -D-фруктофуранозу и дисахарид генциобиозу, а под действием фермента -глюкозидазы образуются -D-глюкопираноза и сахароза:

Таким образом, генцианоза представляет собой 1,6-(-D-глюко-пиранозил)-1,2-(-D-глюкопиранозил)--D-фруктофуранозид.

Целлотриоза С₁₈Н₃₂О₁₆ состоит из трех молекул -D-глюкопиранозы по типу целлобиозы и является, следовательно, 1,4-(-D-глюкопиранозил)-1,4-(-D-глюкопиранозил)--D-глюкопиранозой. Целлотриоза относится к восстанавливающим олигосахаридам, в ее молекуле имеется один полуацетальный гидроксил и поэтому она восстанавливает фелингову жидкость, водные растворы целлотриозы мутаротируют. Молекулы глюкозы в составе целлотриозы соединены между собой с помощью двух -1,4-гликозидных связей. Целлотриоза расщепляется ферментом —глюко-зидазой с образованием трех молекул глюкозы:

Природные гликозиды

Гликозиды – это простые или сложные эфиры моносахаридов и олигосахаридов, образованные с участием полуацетального гидроксила. Гликозиды чрезвычайно распространены в животном и особенно в растительном мире. При гидролизе природных гликозидов получаются моносахариды и олигосахариды, а также неуглеводный компонент (агликон). Агликоны представляют собой гидроксисоединения жирного и ароматического рядов. Природные гликозиды наиболее часто классифицируют по характеру их агликонов. Так, известны фенолгликозиды, содержащие в качестве агликонов фенолы и фенолоспирты; антрахинонгликозиды, в которых агликоном служат производные антрахинона; флавонгликозиды, дающие при гидролизе призводные флавона и т. д. Особую группу гликозидов образуют дубильные вещества. Многие гликозиды применяются в медицине. Огромное значение имеют нуклеозиды, являющиеся N-гликозидами и имеющие в качестве агликонов пуриновые и пиримидиновые основания Нуклеозиды являются структурными компонентами биологически важных веществ: нуклеотидов, нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов. Подавляющее большинство известных природных гликозидов являются—гликозидами и поэтому способны подвергаться гидролитическому расщеплению под влиянием—гликозидаз семян миндаля.

Гликозид амигдалин содержится в семенах горького миндаля, в косточках персика, абрикосов и слив, вишен, яблок, груш, в листьях лавровишни и т. д. Под действием кислот амигдалин распадается на две молекулы глюкозы, одну молекулу бензойного альдегида и одну молекулу синильной кислоты:

Глюкоза находится в амигдалине в виде дисахарида генциобиозы. Высокоактивная -гликозидаза, которая содержится в эмульсине – ферментном препарате из миндаля, довольно быстро расщепляет обе -гликозидные связи амигдалина, но одна из них – соединяющая гликозидные остатки в генциобиозе, расщепляется быстрее:

Синигрин – гликозид семян горчицы и корней хрена. Калиевая соль синигрина под действием фермента, называемого мирозином, распадается на глюкозу, аллилгорчичное масло и гидросульфит калия:

В этом гликозиде полуацетальный кислород в молекуле глюкозы заменен атомом серы. Можно произвести расщепление синигрина таким образом, чтобы атом серы остался в молекуле глюкозы и получить 1-тио-глюкозу:

studfile.net

Дисахариды Википедия

Дисахариды (от др. греч. δύο — два и σάκχαρον — сахар) — органические соединения, одна из основных групп углеводов; являются частным случаем олигосахаридов.

Строение молекул[ | ]

Молекулы дисахаридов состоят из двух остатков моносахаридов, соединённых друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой) — гликозидной связи. Общая формула дисахаридов, как правило, C₁₂H₂₂O₁₁.

Примеры дисахаридов[ | ]

• Мальтоза — состоит из двух остатков глюкозы.

Физические свойства[ | ]

Дисахариды — твёрдые, кристаллические вещества, от слегка белого до коричневатого цвета, хорошо растворимые в воде и в 45 — 48°-градусном спирте, плохо растворимы в 96-градусном спирте, имеют оптическую активность; сладкие на вкус^[1].

Химические свойства[ | ]

По химическим свойствам дисахариды можно разделить на две группы:

1. восстанавливающие;
2. не восстанавливающие.

К первой группе относятся: лактоза, мальтоза, целлобиоза. Ко второй: сахароза, трегалоза^[2].

Восстанавливающие (редуцирующие) дисахариды

ru-wiki.ru

29. Строение и свойства дисахаридов.

Олигосахариды – углеводы, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. В соответствии с этим различают дисахариды, трисахариды и т.д. Дисахариды– сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на две молекулы моносахаридов. Дисахариды наряду с полисахаридами являются одними из основных источников углеводов в пище человека и животных. По строению дисахариды – это гликозиды, в которых 2 молекулы моносахаридов соединены гликозидной связью. Среди дисахаридов наиболее широко известны мальтоза, лактоза и сахароза. Мальтоза, являющаяся α-глюкопиранозил-(1–>4)-α-глюкопиранозой, образуется как промежуточный продукт при действии амилаз на крахмал (или гликоген), содержит 2 остатка α-D-глюкозы (название сахара,полуацетальный гидроксил которого участвует в образовании гликозидной связи, оканчивается на≪ил≫).

Мальтоза

В молекуле мальтозы у второго остатка глюкозы имеется свободный полуацетальный гидроксил. Такие дисахариды обладают восстанавливающими свойствами. Одним из наиболее распространенных дисахаридов является сахароза обычный пищевой сахар. Молекула сахарозы состоит из одного остатка D-глюкозы и одного остатка D-фруктозы. Следовательно, это α-глюко-пиранозил-(1–>2)-β-фруктофуранозид:

Сахароза

В отличие от большинства дисахаридов сахароза не имеет свободного полуацетального гидроксила и не обладает восстанавливающими свойствами. Гидролиз сахарозы приводит к образованию смеси, которую называют инвертированным сахаром. В этой смеси преобладает сильно левовращающая фруктоза, которая инвертирует (меняет на обратный) знак вращения правовращающего раствора исходной сахарозы. Дисахарид лактоза содержится только в молоке и состоит из D-галактозы и D-глюкозы. Это – β-галактопиранозил-(1–>4)-глюкопираноза:

Лактоза

Благодаря наличию в молекуле свободного полуацетального гидроксила (в остатке глюкозы) лактоза относится к числу редуцирующих дисахаридов. Среди природных трисахаридов наиболее известна рафиноза, содержащая остатки фруктозы, глюкозы и галактозы. Рафиноза в больших количествах содержится в сахарной свекле и во многих других растениях. В целом олигосахариды, присутствующие в растительных тканях, разнообразнее по своему составу, чем олигосахариды животных тканей.

30 Вопрос. Гетерополисахариды

1. Хондроитинсульфаты– составные части сердечных клапанов, носовой перегородки, хрящевых тканей. М.б. нескольких типов. Хандроитин – 4-сульфат и 6-сульфат. Гетерополисахарид состоит изповторяющихся звеньев дисахаридов β(Д)-глюкуранозил-1,3-β(Д,N)-ацетилгалактозамин. Сульфат в положении 4 и 6.

2. Глалуроновая ксилота – содержится в соединительных, покровных тканях, входит в состав стекловидного тела глаза. Вязкое в-во, хорошо предохраняет глазные кости от внешних воздействий. При гидролизе образует глюкуроновую к-ту иN-ацетилглюкозамин. Связь 1,3-β-гликозидная.

3. Гепарин –содержится в печени, в селезенке, сильный антикоагулянт, предохраняет кровь от свертывания (1 мг гепарина предохраняет от свертывания 500мл) присутствует на поверхности многих клеток и внутри клеток.

В мед.практике используется для лечения тромбозов, ожогов, при переливании крови в качестве стабилизатора.

В состав входят повторяющиеся единицы из остатков 6-ти сахаров N-ацетилглюкозамин, его сульфопроизводное, неацетилированное производное.

Гомополисахариды (крахмал, целлюлоза, пектин и другие)

При гидролизе дают глюкозу

Крахмалпереваривается под действием амилазы (1,4-гликозидазы), который расщепляет α-1,4-гликозидные связи.

Крахмал состоит из амилозы (лин.строение и амилопектина) разветвленное строение, но каждые 25 фрагментов.

Все крахмалы отличаются по кол-ву амилозы амилопектина.

При кислотном гидролизе крахмал расщепляется на декстрины (красное окрашивание). Окраска с иодом говорит о расщеплении. Если окраска бледная, то то расщепление больше.

Гликоген напоминает амилопектин (расщепление на каждые 10-12 связей) в печени, в мышцах запасное питат.в-во.

Целлюлоза имеет 1,4-β-гликозидную связь.

Пектиновые к-ты – полисахариды фруктов, плодов, овощей, представляют собой метиловые эфиры галактуроновой к-ты, связь 1,4-α-гликозидная.

Гликозиды – производные углеводороды по гликозидному гидролизу.

Амигдалин– входит в состав миндаля. Глюкозы, связанные между собой связями 1,6- β-гликозидными.

Гликованилин(глюкоза, β гликозидная связь).

Синигрин(входит в состав горчицы).

Нейраминовая к-та– продукт конденсации пировиноградной к-ты иN-ацетилмонозамина. Входит в состав гангмозидов (в липидах).

Мурановая кислота(входит в состав стенок бактерий).

Дубильные в-ва – растительного происхождения. Растворимы в воде, дают с хлорным железом окрашенные растворы. Делят на 2 типа: гидролизуемые и негидролизуемые (конденсируются приTс килотой).

Iтип –тонины –производные глюкозы и ди-, триммеров галловых кислот.

(галловая кислота , способна образовывать диоксиды)

Тонины могут быть различными:

Тонин Фишера имеет структуру:

ДГ – дигаловая кислота

Г – галловая кислота

Точная структура природных танинов не установлена.

Используется: в медицине, фармации, для выделения алкалоидных реагентов.

Mrм.б. до 3000, содержатся в коре деревьев, в плодах некоторых растений.

Существуют эллаговые дуб.в-ва, отличающиеся тем, что при гидролизе образуют нерастворимую эллаговую к-ту.

Они содержатся в гранатовых плодах (кожура), в незрелых грецких орехах.

IIтип –капихинн (конденсируемые дубильные в-ва).

Фравоноиды: соединения: лейкоантоциан, катехин,флавонон, флавонол, флавон, антициан.

Катехин содержат в А и В ОН-, СН2- и различаются по ним. В природе не образуют гликозиды. Легко окисляются и способны к полимеризации, кристаллические бесцветные в-ва. Содержатся в плодах яблони, вишни, груши, в листьях побегов чайного дерева.

Ферментативный процесс приводит к димеризации. Изучает виноделие, чайная промышленность, производство какао.

Соединения – флавоноиды обладают витаминной способностью (Р). Увеличивают эластичность кров.капилляров, больше всего присуще катехину.

Витамин Р – гликозид кварцетила

Кварцетил – агликон 6β(α)-рамнозидо-(Д)-глюкоза-рамноза. Связь за счет 6 угл.атома в глюкозе. При отсутствии рутина в пище капилляры становятся проницаемыми -> пурпурная болезнь.

Антоцианы– красящие в-ва растений (дильфинидин, пипоргонидин, цианидин(роза и василек)). Отличаются радикалами. Существуют в виде глюкозидов.

studfile.net

Дисахариды — Википедия. Что такое Дисахариды

Дисахариды (от др. греч. δύο — два и σάκχαρον — сахар) — органические соединения, одна из основных групп углеводов; являются частным случаем олигосахаридов.

Строение молекул

Молекулы дисахаридов состоят из двух остатков моносахаридов, соединённых друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой) — гликозидной связи. Общая формула дисахаридов, как правило, C₁₂H₂₂O₁₁.

Примеры дисахаридов

• Мальтоза — состоит из двух остатков глюкозы.

Физические свойства

Дисахариды — твёрдые, кристаллические вещества, от слегка белого до коричневатого цвета, хорошо растворимые в воде и в 45 — 48°-градусном спирте, плохо растворимы в 96-градусном спирте, имеют оптическую активность; сладкие на вкус^[1].

Химические свойства

По химическим свойствам дисахариды можно разделить на две группы:

1. восстанавливающие;
2. невосстанавливающие.

К первой группе относятся: лактоза, мальтоза, целлобиоза. Ко второй: сахароза, трегалоза^[2].

Восстанавливающие (редуцирующие) дисахариды

В данных дисахаридах один из моносахаридных остатков участвует в образовании гликозидной связи за счет гидроксильной группы чаще всего при С-4 или С-6, реже при С-3. В дисахариде имеется свободная полуацетальная гидроксильная группа, вследствие чего сохраняется способность к раскрытию цикла. Возможностью осуществления цикло-оксо-таутометрии (кольчато-цепной) обусловлены восстановительные свойства таких дисахаридов и мутаротация их свежеприготовленных растворов^[3].

Лактоза

Лактоза (от лат. lac — молоко) C₁₂H₂₂O₁₁ — углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах. Молекула лактозы состоит из остатков молекул β- глюкозы и β-галактозы, которые соединены между собой β(1→4)-гликозидной связью. Водные растворы лактозы мутаротируют. Вступает в реакцию с фелинговой жидкостью только после кипячения в течение 15 минут^[4] и реактивом Толленса, реагирует с фенилгидразином, образуя озазон. Лактоза отличается от других дисахаридов отсутствием гигроскопичности — она не отсыревает. Это её свойство имеет большое практическое значение в фармации: если нужно приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующееся лекарство, то берут молочный сахар; если же взять другой сахар, то он быстро отсыреет и легко гидролизующееся лекарственное вещество быстро разложится. Значение лактозы очень велико, так как она является важным питательным веществом, особенно для растущих организмов человека и млекопитающих^[5].

Мальтоза

Мальтоза (от лат. maltum — солод) C₁₂H₂₂O₁₁ — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы; содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде) ячменя, ржи и других зерновых; обнаружен также в томатах, в пыльце и нектаре ряда растений. Мальтоза относится к восстанавливающим сахарам, восстанавливает фелингову жидкость, даёт гидразон и озазон и может быть окислена в одноосновную мальтобионовую кислоту, которая при гидролизе даёт α-D-глюкозу и D-глюконовую кислоту. Мальтоза была синтезирована действием мальтазы (энзима дрожжей) на концентрированные растворы глюкозы. Для неё характерно явление мутаротации, сильно вращает плоскость поляризации влево^[5]. Мальтоза менее сладка, чем например сахароза, однако, она более чем в 2 раза слаще лактозы.

Целлобиоза

Целлобиоза 4-(β-глюкозидо)-глюкоза — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, соединённых β-гликозидной связью; основная структурная единица целлюлозы. Высшие животные не в состоянии усваивать целлюлозу, так как не обладают разлагающим её ферментом. Однако улитки, гусеницы и черви, содержащие ферменты целлобиазу и целлюлазу, способны расщеплять (и тем самым утилизовать) содержащие целлобиозу растительные остатки. Целлобиоза, как и лактоза, имеет 1→4 β-гликозидную связь и является восстанавливающим дисахаридом, но в отличие от лактозы при полном гидролизе даёт только β-D-глюкозу^[6].

Невосстанавливающие (нередуцирующие) дисахариды

Невосстанавливающие дисахариды не имеют ОН-группы ни при одном аномерном центре, в результате чего, они не вступают в реакции с фелинговой жидкостью и реактивом Толленса.

Сахароза

Трегалоза

Нахождение в природе

Дисахариды широко распространены в животных и растительных организмах. Они встречаются в свободном состоянии (как продукты биосинтеза или частичного гидролиза полисахаридов), а также как структурные компоненты гликозидов и других соединений. Многие дисахариды получают из природных источников, так, например, для сахарозы основными источниками служат либо сахарная свёкла, либо сахарный тростник.

Биологическая роль

• Энергетическая — дисахариды (сахароза, мальтоза) служат источниками глюкозы для организма человека, сахароза к тому же важнейший источник углеводов (она составляет 99,4%, от всех получаемых организмом углеводов), лактоза используются для диетического детского питания.
• Структурная — целлобиоза имеет важное значение для жизни растений, так как она входит в состав целлюлозы.

Примечания

1. ↑ XuMuK.ru — Дисахариды — Большая Советская Энциклопедия. Проверено 20 апреля 2013. Архивировано 28 апреля 2013 года.
2. ↑ А. А. Петров, Х. В. Бальян, А. Т. Трощенко — Органическая химия. Под ред. А. А. Петрова. Изд. 3-е, испр. и доп. Учебник для вузов. М.: «Высш. школа», 1973. 623 с. с ил.
3. ↑ Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. Биоорганическая химия. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1991. — 528 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). -ISBN 5-225-00863-1
4. ↑ Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. -Органический анализ — Перевод с нем. — Л.: Химия, 1981. — 624 с.
5. ↑ ^{1 2} Курс органической химии. Степаненко Б.Н. Учебник для мед. ин-тов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Высшая школа», 1974. 440 с с ил.
6. ↑ Сорочинская Е.И. — Биоорганическая химия. Поли- и гетерофункциональные соединения. Биополимеры и их структурные компоненты. СПб.: Изд-во СПб-госуниверситета, 1998. — 148 с

Литература

Общие:
Геометрия
Моносахариды	Диозы Триозы Тетрозы Пентозы Гексоза Кетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза) Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза) Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза) Гептозы >7
Мультисахариды
Производные углеводов

wiki.sc

Дисахариды и полисахариды

Так же, как и моносахариды, широкое распространение в природе имеют и дисахариды – всем известная сахароза (тростниковый или свекловичный сахар), лактоза (молочный сахар), мальтоза (солодовый сахар).

Сам термин «дисахарид» сообщает нам о двух остатках моносахаридов, связанных между собой в молекулах этих органических соединений, получение которых возможно путем гидролиза (разложением водой) молекулы дисахарида.

Дисахариды – углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, которые соединены друг с другом за счет взаимодействия  двух гидроксильных групп.

В процессе образования молекулы дисахарида происходит отщепление одной молекулы воды:

               

или для сахарозы:

 

Поэтому молекулярная формула дисахаридов С₁₂H₂₂O₁₁.

Образование сахарозы происходит в клетках растений под воздействием ферментов. Но химики нашли способ осуществления многих реакций, являющихся частью процессов, которые происходят в живой природе. В 1953 году французский химик Р. Лемье впервые осуществил синтез сахарозы, названный современниками «покорением Эвереста органической химии».

В промышленности сахароза получается из сока сахарного тростника (содержание 14-16%),  сахарной свеклы (16-21%), а также некоторых других растений, таких как канадский клен или земляная груша.

Всем известно, что сахароза представляет из себя кристаллическое вещество, которое имеет сладкий вкус и хорошо растворимо в воде.

Сок сахарного тростника содержит углевод сахароза, привычно называемый нами сахаром.

Имя немецкого химика и металлурга А. Маргграфа тесно связано с производством сахара из свеклы. Он был одним из первых исследователей, применивших в своих химических исследованиях микроскоп, при помощи которого им были обнаружены кристаллы сахара в свекольном соке в 1747 году.

Лактоза – кристаллический молочный сахар, была получена из молока млекопитающих еще в XVII в.  Лактоза является менее сладким дисахаридом, нежели сахароза.

Теперь ознакомимся с углеводами, имеющими более сложное строение – полисахаридами.

Полисахариды  – высокомолекулярные углеводы,  молекулы которых состоят из множества моносахаридов.

В упрощенном виде общая схема может быть представлена так:

 

Теперь сравним строение и свойства  крахмала и целлюлозы – важнейших представителей полисахаридов.

Структурное звено полимерных цепей этих полисахаридов, формула которых (С₆H₁₀O₅)_n, – это остатки глюкозы. Для того, чтобы записать состав структурного звена (С₆H₁₀O₅), нужно отнять молекулу воды из формулы глюкозы.

Целлюлоза и крахмал имеют растительное происхождение. Они образуются из молекул глюкозы в результате поликонденсации.

Уравнение реакции поликонденсации, а также обратного ей процесса гидролиза для полисахаридов условно можно записать следующим образом:

 

Молекулы крахмала могут иметь как линейный, так и разветвленный тип строения, молекулы целлюлозы – только линейный.

При взаимодействии с йодом крахмал, в отличие от целлюлозы, дает синее окрашивание.
Различные функции эти полисахариды имеют и в растительной клетке. Крахмал служит запасным питательным веществом, целлюлоза выполняет структурную, строительную функцию. Стенки растительных клеток построены из целлюлозы.

Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

blog.tutoronline.ru

Дисахариды. Сахароза | Подготовка к ЦТ и ЕГЭ по химии

Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов (олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый сахар).

Олигосахариды – это продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов.

Дисахариды – это углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

Физические свойства и нахождение в природе

1. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворима в воде.

2. Температура плавления сахарозы 160 °C.

3. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

4. Содержится во многих растениях: в соке березы, клена, в моркови, дыне, а также в сахарной свекле и сахарном тростнике. 

Строение и химические свойства

1. Молекулярная формула сахарозы – С₁₂Н₂₂О₁₁

2. Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы состоит из остатков глюкозы и фруктозы, соединенных друг с другом за счет взаимодействия полуацетальных гидроксилов (1→2)-гликозидной связью:

3. Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов.

Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди (качественная реакция многоатомных спиртов).

4. Альдегидной группы в сахарозе нет: при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра (I) она не дает «серебряного зеркала», при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I).

5. Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом. Сахароза, находясь в растворе, не вступает в реакцию «серебряного зеркала», так как не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу. Подобные дисахариды не способны окисляться (т.е. быть восстановителями) и называются невосстанавливающими сахарами.

6. Сахароза является важнейшим из дисахаридов.

7. Она получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника.

Реакция сахарозы с водой.

Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О ^{t, H2SO4}→ С₆Н₁₂O₆ + С₆Н₁₂O₆

Из числа изомеров сахарозы, имеющих молекулярную формулу С₁₂Н₂₂О₁₁, можно выделить мальтозу и лактозу.

При гидролизе различные дисахариды расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва связей между ними (гликозидных связей):

Таким образом, реакция гидролиза дисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.

Применение сахарозы

·        Продукт питания;

·        В кондитерской промышленности;

·        Получение искусственного мёда

www.yoursystemeducation.com