Образование сложных эфиров (реакция ацилирования)

Гидроксильные группы дисахаридов легко ацилируются ангидридами кислот, образуя сложные эфиры.

Сложные эфиры дисахаридов гидролизуются как в кислой, так и в щелочной средах.

Кислотный гидролиз обратим:

            

 

Щелочной гидролиз необратим, в результате образуются целлобиоза и ацетат натрия.

Дисахариды при действии восстанавливающих реагентов восстанавливаются в многоатомные спирты.

Являясь многоатомными спиртами, дисахариды образуют комплексные соединения ярко-синего цвета с Cu (OH)₂.

 ПОЛИСАХАРИДЫ

Полисахариды – это природные полимеры, которые можно рассматривать как продукты поликонденсации моносахаридов.

В состав одной молекулы полисахарида могут входить сотни и даже тысячи моносахаридных звеньев и их производных, которые связаны между собой гликозидными связями. Полисахариды гидролизуются в кислой среде, к щелочному гидролизу они устойчивы. Полный гидролиз приводит к образованию соответствующих моносахаридов или их производных, неполный- к промежуточным олигосахаридам.

Полисахариды можно разделить на два основных класса: гомополисахариды, построены из остатков одного моносахарида, и гетеропилосахариды, в состав которых входят различные моносахариды. Они вырабатываются растениями (крахмал, целлюлоза), бактериями (декстраны) и в организмах животных (гликоген, хитин). Полисахариды являются природным строительным материалом и источником энергии. Полисахариды имеют большую молекулярную массу, им присущ более высокий уровень структурной организации макромолекул. Наряду с первичной структурой, т.е. определенной последовательностью моносахаридных звеньев, важную роль играет вторичная структура, определяемая пространственным расположением полимерной цепи.

Растения и животные запасают полисахариды в основном в виде гомополисахаридов. Полисахариды, придающие прочность тканям растений, включают как гомополисахариды, так и гетерополисахариды. У животных такие полисахариды, как правило, представлены гетерополисахаридами.

ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ

Крахмал

Крахмал является основным источником резервной энергии в растительных клетках, образуется в растениях в процессе фотосинтеза. Содержится в зернах (50-70 %) и в картофеле (15 %). Под действием фермента амилазы он подвергается частичному гидролизу до мальтозы, а при действии минеральных кислот – полному гидролизу до глюкозы. Это белый порошок, нерастворимый в холодной воде, в горячей – образует коллоидные растворы. При нагревании крахмала происходит гидролитическое расщепление (за счет содержащейся в нем влаги) полимерной цепи на более мелкие осколки и образуется смесь полисахаридов, называемых декстринами. Декстрины растворяются в воде лучше, чем крахмал.

Крахмал – полимер, состоящий из двух фракций (частей), содержащих огромное количество глюкопиранозных звеньев.

Крахмал содержит около 20% растворимой в воде фракции, называемой амилозой, и 80 % нерастворимой в воде фракции, называемой амилопектином.

Амилоза представляет собой линейный полимер, состоящий из большого количества глюкопиранозных звеньев, каждое из которых соединено
a-1,4-гликозидной связью.

По данным рентгеноструктурного анализа цепи амилозы закручены в виде спирали. На каждый виток спирали приходится 6 моносахаридных звеньев. Молекулярная масса амилозы колеблется от 40 тыс. до 160 тыс. В состав этого полимера входит свыше 200 моносахаридных звеньев. Раствор амилозы дает с йодом интенсивное синее окрашивание.

Амилопектин состоит из цепей глюкозных остатков, но имеет разветвленную структуру. В основной цепи эти остатки соединены a-1,4-гликозидными связями, а боковые цепи присоединяются к основной цепи a-1,6-гликозидными связями. Между точками ответвления в основной цепи располагаются 20-25 глюкозных мономеров. Молекулярная масса амилопектина достигает нескольких миллионов.

Амилопектин под действием йода дает различный спектр цветов – от фиолетового до красно-фиолетового.

 

Гликоген

Гликоген - резервный углевод животных организмов, содержится в печени и мышцах. Это структурный и функциональный аналог растительного крахмала у животных. Гликоген снабжает организм животных глюкозой при повышенных физических нагрузках, а также в промежутках между приемами пищи, из-за большого размера гликоген не проходит через мембрану и остается внутри клетки, пока не возникнет потребность в энергии.

Гликоген имеет структуру, очень близкую структуре амилопектина с той разницей, что в молекуле гликогена разветвления чаще, примерно через 10-12 глюкозных остатков.

Молекулярная масса гликогена велика и достигает 100 млн.

Гликоген с йодом дает окраску от коричневого до фиолетового цвета.