Материал: Павлов, Борис Алексеевич. Курс органической химии учебник для химических техникумов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

158. Гексозы

299

Глюкоза кристаллизуется с одной молекулой воды, безводная плавится при 146°; хорошо растворима в воде. Глюкоза примерно в два раза менее сладка, чем сахар.

При окислении глюкоза дает сначала D-глюконовую, а затем D-сахарную кислоты, при восстановлении переходит в шестиатом­ ный спирт сорбит.

сн2он

 

сто

соон

соон

I

 

I

1

I

Н - С —ОН

 

Н—С—ОН

Н—С—ОН

Н—С -О Н

НО-С—н

2Н ОН—С—Н

но—с—н

НО— с— н

Н—с—он

I

н—d—он

I

 

Н - С —ОН

н—с—он

Н—с—он

 

I

I

I

 

Н—С—ОН

н—с—он

H—с—он

сн2он

 

I

I

I

 

СН2ОН

сн2он

соон

сорбит

 

D-глюкоза

D-глюконовая

сахарная

 

 

 

кислота

кислота

Сорбит находится в ягодах рябины, в соке вишен, слив, яб­ лок, груш и т. д.; плавится при 110—111°; обладает сладким вку­ сом.

Глюкоза применяется в кондитерском производстве. В хлоп­ чатобумажной промышленности она используется в качестве восстановителя при крашении и печатании, идет для изготовле­ ния протрав и т. д.

D-Манноза встречается в природе главным образом в виде полисахаридов — маннанов, содержащихся в скорлупе каменного ореха, плодах некоторых пальм, зернах ячменя и пшеницы, кор­ нях спаржи, цикория и т. д. Манноза—кристаллическое вещество сладкого вкуса (темп, плавл. 132°); хорошо растворима в воде; обнаруживает мутаротацию. При окислении дает D-манноновую и манносахарную кислоты, при восстановлении переходит в ше-

стиатомный

спирт маннит:

 

 

 

сн2он

СНО

1

СООН

СООН

1

1

1

НО—С—н

Н О -С —Н

Н О -С —Н

1

ТО—С - Н

1

1

1

20 Н О -С —н

Н О -С —Н

+2Н НО—С - Н

о Н О -С —Н

Н - С —ОН

Н - С —ОН

 

Н—С—ОН

Н—с—он

н—С -О Н

Н—С—ОН

 

Н - С —он

н—d—он

сн2он

сн----22он----

 

сн2JSон

соон

маннит

D-манноза

 

D-манноновая

манносахарная

 

 

 

кислота

кислота

Маннит находится в больших количествах в так называемой манне—высушенном соке некоторых южных и тропических растений. В манне ясеня, произрастающего в Закавказье и Сици-

3 0 0 Гл. XL Углеводы

лии, содержится до 55% маннита. Некоторые водоросли Белого моря также содержат значительное количество этого вещества. D-Маннит представляет собой кристаллы, обладающие сладким вкусом; темп, плавл. 165—166°.

D-Галактоза встречается в природе в виде полисахаридов, например, молочного сахара. D -Галактоза—кристаллическое ве­ щество сладкого вкуса (темп, плавл. 165°); сравнительно хорошо растворима в воде; обнаруживает мутаротацию. При окислении дает D-галактоновую и слизевую кислоты-, при восстановлении переходит в шестиатомный спирт дульцит:

СН2011

СНО

 

COOI1

COOH

j

I

 

1

1

н—с—он

Н—С—он

 

н—с—он

н—с—он

 

1

 

j

1

но—с—н

4 2Н НО—С—Н

о

но—с—Н

20 но—с—н

1

----- 1

-------- ►

1

-------->■

но—с—н

НО—с—н

 

но—с—он

но—с—н

1

1

 

1

1

н—с—он

Н—С—О; 1

 

Н—с—он

н—с—он

1

 

 

j

I

снаон

сн,он

 

СН2ОИ

соон

дульцит

D-raлактоза

 

D-raлактоновая

слизевая

 

 

 

кислота

кислота

Слизевая кислота—мелкокристаллический порошок, очень трудно растворимый в воде; оптически недеятельна.

Дульиит встречается в растениях. Он представляет собой кри­

сталлы сладкого вкуса (темп, плавл. 188°); оптически

недеяте­

лен.

 

 

находится вместе с D-глюко-

D-Фруктоза (плодовый сахар)

зой во многих сладких плодах; смесь равных количеств D-фрук-

тозы и D-глюкозы составляет главную

часть (80%)

меда;

она

входит в состав

тростникового сахара

и инулина

(стр.

311).

D-Фруктоза обычно образует кристаллы

состава

2СбН]20б • Н20 ;

она значительно

слаще

сахара;

обнаруживает

мутаротацию.

Из других альдогексоз

имеют

значение, ввиду их

близости

к витамину С, эпимерные между собой D-гулоза и D-идоза;

 

СНО

 

 

СНО

 

 

 

 

 

I

 

 

I

 

 

 

 

 

н _ с —он

 

но—С—н

 

 

 

 

 

II—С—он

 

 

I

 

 

 

 

 

 

Н—С—он

 

 

 

 

ш - i - H

 

но—С—н

 

 

 

 

 

н—d—он

 

 

I

 

 

 

 

 

 

11-С —011

 

 

 

 

 

СН2ОН

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

сн2он

 

 

 

 

■гулоза

О-идоза

159. Глюкозиды

30 Г

Витамин С, или L-аскорбиновая кислота, является енольной формой лактона 2-кето-/.-идоновой (2-кето-/.-гулоновой) кис­ лоты:

СООН

СО

СО

С(ОН)

НО—С—н

о

(!(ОН)

I

I

Н—с —он

НС—

I

I

но—с—н

НО—С—н

сн 2он

СН2ОН

2-кето-^-идоновая

L-аскорбиновая

(2-кето-£.-гулоновая)

кислота (витамин С)

кислота

 

Витамин С—кристаллическое вщество (темп, плавл. 190°); оптически деятелен; является сильным восстановителем; весьма распространен в природе. Он содержится в свежих фруктах, яго­ дах и овощах, в меньшем количестве находится в малине и сли­ вочном масле. Особенно богаты витамином С черная смородина, лимоны, апельсины, томаты. Недостаток витамина С в пище вызывает заболевание цингой. В настоящее время аскорбиновую кислоту (витамин С) получают в промышленных масштабах из £>-глюкозы.

159. Глюкозиды. Глюкозиды являются производными углево­ дов, полученными замещением атома водорода в глюкозидном гидроксиле остатком соединения неуглеводного характера— аглюкона. Действием кислот или особых энзимов глюкозиды расщепляются на углевод и аглюкон. Так, метилглюкозид рас­ щепляется при гидролизе на глюкозу и метиловый спирт:

ОСН3

ОН

СН-

сн-

[СНОН]3 + Н20

[СНОНЬ + СНдОН

о

о

сн —

сн —

(!н,ОН

I

сн2он

Действие энзимов является специфическим. Существуют эн­ зимы, которые расщепляют только а-глюкозиды, т. е. такие глю­ козиды, которые производятся от a -форм углеводов. Подобные энзимы называются а-глюкозидазами] к числу их относится мальтаза дрожжей. С другой стороны, эмульсин — энзим, нахо-. дящийся в горьком миндале, расщепляет только глюкозиды

(5-ряда.

302

Гл. XI. Углеводы

Гидролиз глюкозидов энзимами—обратимая реакция. Тот энзим, который производит расщепление данного глюкозида, вы­ зывает и синтез последнего, т. е. приводит к установлению рав­ новесия:

 

глкжозид +

вода

углевод +

аглюкон

Глкжозиды широко

распространены

в растительном мире.

К ним относятся красящие вещества цветов и ягод, препараты

дигиталиса,

салицин,

амигдалин и т. д.

 

160.

Механизм

спиртового

брожения. Многочисленными ра­

ботами ряда исследователей было установлено, что расщепление сахаристых веществ на спирт и углекислый газ есть результат нескольких последовательных химических реакций.

Для объяснения механизма спиртового брожения было пред­ ложено несколько схем. Наиболее вероятная из них заключается

вследующем:

1.Брожению предшествует переход глюкозы в эфиры фос­ форной кислоты за счет тех фосфатов, которые находятся в кле­ точном соке дрожжей или в веществах, прибавляемых во время брожения.

Затем происходит расщепление фосфорнокислых эфиров на диоксиацетон и глицериновый альдегид, находящиеся в динами­ ческом (таутомерном) равновесии*:

уО

С„Н1аОв -*■ 2СН2(ОН)—СО—СН„(ОН) 2СН,(ОН)—СН(ОН)—C<f

х н

В дальнейшем из глицеринового альдегида образуются по ре­ акции Канниццаро глицерин и глицериновая кислота:

2СН2ОН—СНОН—СНО + Н20 -*■

СН2ОН—СНОН—СН2ОН + СНоОН—СНОН—соон

Если к бродильной жидкости прибавить фтористый натрий, то можно прервать брожение на этой стадии и выделить из жид­

кости глицерин и глицериновую кислоту в виде фосфорнокислых эфиров.

Эта фаза является как бы «затравкой» брожения.

2. Глицериновая кислота переходит в пировиноградную кис­ лоту по схеме:

СН,ОН—СНОН—СООН СН3—СО—СООН - f Н20

Под влиянием энзима карбоксилазы пировиноградная кис­ лота расщепляется на С 02 и уксусный альдегид:

____________

СНЯ—СО—СООН

С02 + СИХ'НО

* Для простоты изложения приведены реакции превращения не фосфор­

нокислых эфиров, а соответствующих простых сахаристых веществ, кислот- и т. п.

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124701