План

1. Поняття про вуглеводи, їх класифікація

2. Біологічне значення вуглеводів

3. Склад і будова молекули

4. Фізичні властивості вуглеводів

5. Хімічні властивості вуглеводів

1. Поняття про вуглеводи, їх класифікація

Вуглеводи — оксигеновмісні органічні сполуки.

Більшість вуглеводів мають загальну формулу С_n(Н₂O)_m

Вуглеводи поділяють на три групи: моносахариди, дисахариди і полісахариди.

До моносахаридів відносяться:

• глюкоза — С₆Н₁₂О₆

• фруктоза — С₆Н₁₂О₆

• галактоза — С₆Н₁₂О₆

• рибоза — С₅Н₁₀О₅

• дезоксирибоза — С₅Н₁₀О₄

Глюкоза, фруктоза і галактоза є ізомерами, мають однакову молекулярнуі формулу — С₆Н₁₂О₆ , але різну будову молекул і різні властивості. Вони відносяться до гексоз, оскільки містять по шість атомів Карбону. Рибоза і дезоксирибоза — пентози, оскільки в їх молекулах по п'ять атомів Карбону.

Дисахариди — результат сполучення двох моносахаридів між собою.

Найважливіші дисахариди:

• сахароза — глюкоза + фруктоза

• лактоза — глюкоза + галактоза

• мальтоза — глюкоза + глюкоза

Їх загальна формула — С₁₂Н₂₂О₁₁

Молекули полісахаридів містять велику кількість залишків моносахаридів, найчастіше — глюкози, сполучених між собою.

Найпоширеніші полісахариди:

• крохмаль

• глікоген

• целюлоза

Загальна формула перелічених полісахаридів — С₆(Н₁₀О₅)_n

2. Біологічне значення вуглеводів

Вуглеводи — найпоширеніші органічні речовини на нашій планеті.

Вуглеводи синтезуються зеленими рослинами у ході фотосинтезу:

6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Щороку завдяки фотосинтезу на Землі синтезується близько 150 млрд тонн вуглеводів.

Вуглеводи — вихідний матеріал для синтезу всіх інших органічних речовин, а також основне джерело енергії в організмі людини і тварин.

3. Склад і будова молекули

Порівняємо будову молекул глюкози та фруктози:

Молекули глюкози і фруктози містять по п'ять гідроксогруп, що характерно для багатоатомних спиртів. Крім того, молекула глюкози містить карбонільну групу -СОН, яка є функціональною групою альдегідів. Таким чином, глюкоза має функціональні групи альдегідів і спиртів, і є альдегідоспиртом.

Фруктоза альдегідної групи не має, проте біля другого атома Карбону у неї є функціональна група кетонів -С=О. Фруктоза є кетоноспиртом.

Молекула глюкози може мати лінійну або циклічну форму. Механізм утворення циклічної форми з лінійної розглядається в наступному відео:

4. Фізичні властивості вуглеводів

Моно- і дисахариди солодкі кристалічні речовини, добре розчинні у воді.

Полісахариди солодкого смаку не мають, аморфні (крохмаль) або волокнисті (целюлоза), у воді нерозчинні.

4. Хімічні властивості глюкози

І. Подібно до альдегідів

1. Окиснюється аміачним розчином оксиду срібла та свіжоосадженим купрум(ІІ) гідроксидом до глюконової кислоти

2. Відновлюється воднем до шестиатомного спирту сорбіту

ІІ. Подібно до багатоатомних спиртів утворює яскраво-синій розчин з купрум (ІІ) гідроксидом

ІІІ. Реакції бродіння під впливом ферментів

1. Спиртове бродіння

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂.

2. Молочнокисле бродіння

C₆H₁₂O₆ → 2CH₃–CHOH–COOH

Якісна реакція на крохмаль

Молекула крохмалю має складну будову і складається з двох структур: амілози (15-25%) та амілопектину (75-85%).

Реакція крохмалю з йодом є якісною саме на амілозну структуру молекули крохмалю, хімічна реакція якої має вигляд:

(С₆H₁₀O₅)_n + nI₂ → (С₆H₁₀O₅)_n · nI₂

Під час даної реакції утворюється комплексна сполука, яка має інтенсивне синє забарвлення.