Органикалық молекулалардың функционалды туындыларының химиясы

1.

Курс: Органикалық молекулалардың
функционалды туындыларының химиясы
Дәріс 14
Олигосахаридтер.
Полисахаридтер

2.

Олигосахаридтер
Олигосахаридтер (Greek oligo – бірнеше) –
көмірсулар, гидролизденіп, бірнеше моносахарид
молекулаларын түзеді (2-10).

3.

Классификация
1.
Моносахаридтер
бірліктерінің
саны:
дисахаридтер, трисахаридтер, тетрасахаридтер,
пентасахаридтер және т.б.
2. Тотықсыздану қабілеті арқылы
Тотықсыздандыратын
тотықсызданбайтындар

4.

Дисахаридтердің құрылымы
CH2OH
H
O
H
OH
H
H
OH
HO
O R
R = остаток моносахарида
Моносахаридтердің екі қалдығы бір-бірімен гликозидтік
байланыс арқылы байланысқан.

5.

1. Тотықсыздандыратын дисахаридтердің
тотықсызданбайтындардан айырмашылығы
Сахароза – глюкоза мен фруктозаның қалдықтарынан түзілген
дисахарид. Гликозидтік байланыс гемиацетальды гидроксил
топтары мен глюкоза мен фруктозаның әсерінен түзіледі.
CH2OH
H
CH2OH
O H
H
H
OH H
OH
HO
H HO
-H2O
+
H
O
OH
O
HO CH2
H HO
OH H
H
OH H
HO
H HO
HO CH2
O H
CH2OH
H
O
H HO
OH H
CH2OH

6.

Мальтоза – бір глюкоза молекуласының гемиацетальды
гидроксил тобына және басқа глюкоза молекуласының спирт
OH
тобына
байланысты
қосылатын
екі
глюкоза
қалдықтарынан құрылған дисахарид.
CH2OH
H
HO
O H
H
OH H
H
+
OH
H
CH2OH
CH2OH
OH
HO
O H
H
OH H
- HOH
OH
H
H
OH
O
H
OH H
CH2OH
H
HO
H
O H
H
OH H
O
H
OH
OH
H
OH

7.

2. Гликозидтік байланыстың түрі
6
6
CH2OH
5
O
CH2OH
H
H
1
4
3
2
6
5
O
a-1,4
CH2OH
O
5
1 ~OH
4
3
2
6
CH2OH
O
H
1
4
3
2
O
H
b-1,4
5
O
1 ~OH
4
3
2

8.

Дисахаридтердің номенклатурасы
CH2OH
H
O H
H
OH H
HO
H HO
CH2OH
O
HO CH2
H
H
O
H
OH
HO
H
CH2OH
b-D-фруктофуранозилa-D-глюкопиранозид
O
H
OH H
CH2OH
H
HO
H
O H
H
OH H
O
H
OH
OH
H
OH
a-D-глюкопиранозил-(1→4)a-D-глюкопираноза

9.

Дисахаридтердің физикалық қасиеттері
Дисахаридтердің физикалық қасиеттері іс жүзінде
моносахаридтерден ерекшеленбейді.
Редукциялық дисахаридтер мутаротацияға қабілетті.

10.

Химиялық қасиеттері
1. Сақина тізбекті таутомерия. Мутаротация
CH2OH
H
O
H
OH H
CH2OH
H
HO
H
O
H
OH
CH2OH
H
O
H
OH H
H
H
O
OH
O
H
C
OH H
H
H
OH
CH2OH
H
O
H
OH H
открытаяформамальтозы
OH
CH2OH
H
HO
H
O
H
a-мальтоза
CH2OH
HO
H
OH
H
OH H
OH
H OH
OH
O OH
H
OH H
H
H OH
b-мальтоза

11.

2. Дисахаридтердің тотығуы
CH2OH
H
O
H
OH H
H
HO
H
OH
H
OH H C
O
H
CH2OH
CH2OH
OH
H
мальтоза
OH
O
Cu(OH)2
H
H
-Cu2O
HO
O
H
OH H
CH2OH
H
H
O
H
OH
OH
O
H
OH H C
OH
H
OH
мальтобион қышқылы
Тотықтырғыштар: Фелинг реагенті, Толленс реагенті, бром
және басқа тотықтырғыштар, тотықтырғыш альдегидтер
Сахароза мен трегалоза Фелинг реагентімен тотықпайды,
өйткені олар тотықсызданбайтындар дисахаридтер.

12.

3. Дисахаридтердің гидролизі
CH2OH
H
O
H
OH H
H
HO
H
O H
H
OH H
O
H
CH2OH
CH2OH
H
+
H2O
OH
H
OH
2
H
H
H
OH H
HO
O
OH
OH
глюкоза
CH2OH
O H
H
OH H
H
H
OH
H
OH
CH2OH
O
H
OH H
HO
мальтоза
CH2OH
O H
+
OH
H
целлобиоза
H
OH
H2O
2
O H
H
OH H
HO
OH
H
OH
глюкоза

13.

CH2OH
HO
CH2OH
O
H
H
OH H
H
O
O H
HO
H
OH H
H
H
CH2OH
+
H2O
H
OH
O H
лактоза
+
O H
H
OH H
HO
OH
H
OH
H
H
OH H
H
OH
CH2OH
OH
H
OH
галактоза
OH
глюкоза
CH2OH
H
O H
H
OH H
CH2OH
HO
H HO
H
O
HO CH2
H
+
H
OH H
H HO
+
OH
HO
O
OH H
H2O
HO CH2
O H
H
O
OH
H HO
CH2OH
H HO
OH H
глюкоза
фруктоза
CH2OH
сахароза

14.

4. Мыс (II) иондарымен гликозидтердің, эфирлердің
және күрделі эфирлердің және хелаттық комплексті
қосылыстардың түзілуі
Моносахаридтер сияқты дисахаридтер де осы
қасиеттерді көрсете алады. Тотықсыздандыратын
дисахаридтер ғана гликозидтер түзе алатынын
түсіндіру керек, өйткені оларда бос гемиацетальды
OH-тобы бар.

15.

Жеке дисахаридтер
Сахароза (құрақ қант, қант қызылшасы).
b-D-фруктофуранозил-a-D-глюкопиранозид
C H 2 O H
O
H
H
H
O H
H
H
H O
H O
O
H O
C H 2
H
H
O H
O
H O
H
C H 2 O H

16.

Мальтоза (уыт қант, Lat. malt – дән).
a-D-глюкопиранозил-(1→4)-D-глюкопираноза
C H2O H
H
O
H
OH
C H2O H
H
H
H
HO
H
OH
O
H
OH
O H
H
OH
H
OH

17.

Целлобиоза
β-D-глюкопиранозил-(1→4)-D-глюкопираноза
C H2O H
H
C H2O H
O
H
OH
HO
H
O
H
H
OH
H
H
OH
O H
H
OH
H
OH

18.

Лактоза (Lat. lactis - сүт) – сүт қант.
β-D-галактопиранозил-(1→4)-D-глюкопираноза
C H2O H
HO
C H2O H
O
H
OH
H
H
O
H
H
OH
H
H
OH
O H
H
OH
H
OH

19.

Полисахаридтер (полиоздар)
Классификация
1. Гомополисахаридтер
2. Гетерополисахаридтер
Гомополисахаридтерді гликандар деп те атайды. Гликандар
гексоза немесе пентозандар болуы мүмкін

20.

Құрылым
Полисахаридтердің
біріншілік құрылымы мономерлік
қалдықтардың реттілігі болып табылады.
Біріншілік құрылымнан басқа полисахаридтер қайталама
құрылымға ие болуы мүмкін - мысалы, амилоза - спиральға
оралған макромолекула.
CH2OH
O
OH
O
O
CH2OH
H2C
O
OH
O
O
H2C
O O
O
H2C
CH2OH
O
O
O
CH2OH
O
CH2OH
H
O
O
O
HO
CH2OH
CH2OH
O
O
O
O
H
CH2OH
CH2
H
O
O
H
O
CH2OH
H
O
O
O
O O
CH2OH
O
O
OH
O
O O
CH2OH
H
CH2OH
O
O
HO
CH2
O
HO
CH2
O

21.

Физикалық қасиеттері
Әдетте, таза формадағы полисахаридтер ақ аморфты заттар
болып табылады. Жоғары молекулалы полисахаридтер суда
нашар ериді, ал ерісе суспензиялар мен бұлтты коллоидты
ерітінділер (судағы крахмал ерітіндісі – ұн пастасы) түзеді.

22.

Химиялық қасиеттері
1. Тотығу
2. Эфирлер мен күрделі эфирлердің түзілуі
3. Гидролиз
Полисахаридтердің
гидролизденеді:
in
vivo
крахмал
гидролизі
ферменттермен
амилазалармен,
целлюлоза
целлюлозалармен, гемицеллюлоза гемицеллюлазалармен
гидролизденеді.

23.

Жеке полисахаридтер
Крахмал
Крахмал, әдетте, екі полисахаридтердің қоспасы
- амилоза және амилопектин.
CH2OH
H
O
H
OH H
CH2OH
H
H
O H
H
OH H
O
H
OH
n = 200-1000
O
H
OH
М = 40000-160000
n
Амилоза молекуласының фрагменті

24.

Амилопектиннің тармақталған құрылымы бар
...
...
...
...
...
...

25.

C H 2 O H
O
H
H
O H
C H 2 O H
C H 2 O H
O
H
H
H
O H
H
H
O
H
H
H
O H
H
H
H
H
O
H
O H
O H
H
H
O
H
O H
H
H O
O H
a -1 ,6 - Г л и к о з и д н а я
O
C H 2 O H
C H 2
H
H
H
O
H
H
C H 2 O H
H
O
H
O H
C H 2 O H
O
H
H
O H
O
O H
C H 2 O H
O
H
H
O
H
O H
H
O
H
O
H
O H
O H
a -1 ,4 - Г л и к о з и д н а я
с в я зь
H
H
O
H
O H
H
H
O
H
Амилопектиннің молекулалық салмағы 1-6 млн
O H
с в я зь

26.

Целлюлоза
(Lat. cellula – клетка (ұяшық))
CH2OH
H
CH2OH
O
H
H
OH H
O
O
H
OH H
H
H
OH
n = 2500-12000
O
H
H
OH
M = 400000-2000000
n

27.

a) Нитроцеллюлоза
CH2OH
H
O
H
OH
H
O
H
O
H
OH
H
H
CH2 O NO2
CH2OH
OH
HNO3, H2SO4
O
H
-H2O
H
H
OH
H
O
H
H NO
2
O
H
O
H
H
n
CH2 O NO2
O
NO2
O
H NO
2
O
H
O
H
H
O
NO2
Құрамында азоттың ең көп мөлшері бар нитроцеллюлоза
пироксилин (12,5-13,5% N) деп аталады, ол түтінсіз ұнтақ алу
үшін қолданылады.
n

28.

б) Целлюлоза ацетаты
CH2OH
H
O
H
OH
H
O
H
O
H
OH
H
H
CH2 O Ac
CH2OH
OH
Ac2O
O
H
-AcOH
H
H
OH
H
O
H
H Ac
O
H
O
H
H
n
CH2 O Ac
O
Ac
O
H Ac
O
H
O
H
H
O
Ac
Целлюлоза ацетаты - термопластикалық полимер, ол ацетатты
талшықтарды, лактарды, пластмассаларды және пленканы
жасау үшін қолданылады.
n

29.

Хитин
CH2OH
H
CH2OH
O
H
H
OH H
O
O
H
OH H
H
H
NH
C O
CH3
O
H
H
NH
C O
CH3
n

30.

Балдырлардан
(водоросли)
бөлініп
алынған
полисахаридтер
Агар-агар – қызыл балдырлардың құрамындағы жоғары
молекулалы полисахарид (мысалы, Ақ, Баренц және Балтық
теңіздерінде өсетін Анфельсияда).
Тамақ өнеркәсібінде (Е406) - агар-агар кондитерлік өнімдерді
(мармелад, зефир, шайнайтын тәттілер, пастила, салма, суфле),
балмұздақ және т.б. өндіру үшін қолданылады.
Альгин қышқылы көптеген балдырлардың (мысалы,
Laminaria, Fucus) жасуша қабырғаларының құрамдас бөлігі
болып табылады.
Альгин қышқылы – тағамдық қоспа E400 (қоюландырғыш,
загуститель)
Алгинаттар - альгин қышқылының тұздары: натрий
альгинаты (Е401), калий альгинаты (Е402), кальций
альгинаты (Е404).