Углеводы

[ 1, с. 341…388; 5, с. 22…56]

Классификация. Нахождение в природе, образование (фотосинтез). Значение. Виды выполняемых в природе функций.

Моносахариды (м/с) – пентозы, гексозы, альдозы, кетозы. Оптическая изомерия как причина многообразия м/с. Формулы Фишера и Хеуорса для показа пространственной структуры углеводов (см. приложение 6). Цикло-цепная таутомерия и мутаротация м/с. Пиранозы и фуранозы, a- и b-аномеры. Химические свойства м/с: в открытой форме (восстановление и окисление, виды сахарных кислот) и в циклической форме (гликозиды). Брожение м/с.

Дисахариды (д/с) – восстанавливающие и невосстанавливающие. Мальтоза, трегалоза, целлобиоза, лактоза, сахароза. Гидролиз д/с, инверсия сахарозы.

Полисахариды (п/с). Строение, виды связей между монозвеньями и виды гидролизат-ферментов для п/с. Крахмал (амилоза и амилопектин). Целлюлоза (клетчатка). Эфиры клетчатки (ацетаты и нитраты). Гликоген, инулин, пентозаны. Пектины – камеди и слизи.

Индивидуальные задания по теме 18

18-1. В чем сходство и в чем различие структур крахмала и целлюлозы? В чем их биологическое различие?

18-2. В чем принципиальное различие процессов гидролиза и брожения углеводов (на примере сахарозы)?

18-3. Оптическая изомерия как причина многообразия моносахаридов. Как на проекционных формулах Фишера показываются различия в пространственной структуре м/с? Приведите примеры.

18-4. Для D-рибозы напишите реакции:

1) восстановления;

2) мягкого и жесткого окисления;

3) образования двух дисахаридов (с b-D-рибофуранозой).

18-5. В чем сходство и в чем различие в структуре гликогена (животного крахмала) и амилопектина (фракции растительного крахмала)? Приведите их структурную формулу.

18-6. Цикло-цепная таутомерия м/с. Причина образования a- и b-ано­меров на примере D-глюкозы.

18-7. Классификация углеводов. Нахождение в природе; роль процесса фотосинтеза.

18-8. Мутаротация м/с и инверсия сахарозы - различие и сходство. Приведите реакцию образования инвертного сахара (гидролиза сахарозы).

18-9. Приведите реакции образования из a-D-глюкопиранозы:

1) мальтозы;

2) трегалозы.

Чем отличаются эти д/с?

18-10.Приведите схему реакции гидролиза:

Целлюлоза ® целлобиоза ® b-D-глюкопираноза.

Какой гидролизат-фермент помогает этому процессу в живых организмах?

18-11. Приведите реакцию образования лактозы (молочного сахара) при взаимодействии b-D-галактопиранозы и a-D-глюко­пиранозы и ее окисления.

18-12. Перспективные формулы Хеуорса для показа циклических структур углеводов. Порядок перехода от формул Фишера к формулам Хеуорса (см. приложение 6). Постройте структурные формулы м/с:

1) [b-D-таллопираноза];

2) [ a-D-фруктофураноза].

18-13. Брожение углеводов: аэробное и анаэробное (в качестве примеров – реакции лимоннокислого и молочнокислого брожения).

18-14. Переработка целлюлозы. Простые (этиловые) и сложные (ацетаты и нитраты) эфиры целлюлозы - их структуры и технические области применения.

18-15. Для D-аллозы напишите реакции:

1) восстановления;

2) мягкого и жесткого окисления;

3) из b-D-аллопиранозы получите два д/с (восстанавливающий и невосстанавливающий).

18-16. Понятие о пектиновых веществах - их структура (вид монозвеньев) и роль в природе. Камеди. Слизи.

18-17. Сахароза - структура, гидролиз, инвертный сахар. Причина отрицательной реакции на пробы Фелинга и Троммера.

18-18. Понятие о пентозанах - виды их монозвеньев: b-D-ксило­фу­раноза и a-D-арабофураноза. Приведитеих структурные
формулы (с 1,3-связями).

18-19. Как различаются свойства полуацетального (гликозидного) и «спиртовых» гидроксилов моносахаридов? Проиллюстрируйте реакциями взаимодействия глюкопиранозы с СН₃ОН и CH₃I с последующим гидролизом продуктов.

18-20. Оптическая изомерия как причина многообразия моносахаридов. Как на проекционных формулах Фишера показываются различия в пространственной структуре м/с? Приведите примеры.

Тема 19

ЛИПИДЫ

[ 1, с. 389…417; 5, с. 68…96]

Классификация. Липиды простые и сложные, виды спиртовой основы и структурных компонентов липидов. Природные источники и функции липидов.

Жиры и Масла. Виды жирных кислот (см. приложение 5). Основные физико-химические характеристики жиров. Жиры твердые и жидкие. Отверждение растительных масел. Саломас, маргарин. Гидролиз и омыление жиров. Мыла. Окислительное расщепление (прогоркание) жиров. Невысыхающие и высыхающие масла - линоксин, олифы. Способы получения и переработки жиров.

Воски – их общая характеристика. Фосфолипиды, гликолипиды, сфингозиды – общее представление об их структуре и функциях. Плазмогены (альдегидогенные 1-алкенильные и ацетальные липиды) – причина образования альдегидов при их гидролизе. ПАВы; понятие
о СМС.

Индивидуальные задания по теме 19

19-1. Приведите общую формулу восков. Остатки каких кислот и спиртов входят в их состав? Какие природные воски вам известны? Какова их роль в природе?

19-2. В чем различие твердых и жидких жиров (масел)? Напишите реакции гидрирования триолеилглицерида и его кислотного и щелочного гидролиза.

19-3. Чем по химическому составу различаются простые и сложные липиды? Приведите структурную формулу липида на базе сфингозина с участием b-D-глюкопиранозы и лигноцериновой (C₂₃H₄₇ COOH) кислоты.

19-4. Диольные липиды (определение). Напишите реакцию кислотного гидролиза:

CH₂ - O - CO - C₁₅H₃₁ + HOH

| ¾¾®?

CH₂ - O - CH = CH - C₁₄H₂₉ (H⁺)

19-5. Напишите реакцию образования триглицерида с участием стеариновой, линолевой и линоленовой кислот (один жир) и реакцию его полного гидрирования. Охарактеризуйте исходный и конечный жиры.

19-6. Напишите реакцию кислотного и щелочного (NaOH) гидролизов тристеарилглицерида. Где в технике используются продукты этих реакций?

19-7. К какому типу липидов относится нижеприведенное соединение? Напишите реакцию его щелочного гидролиза:

19-8. К какому типу липидов относится нижеприведенное соединение? Напишите реакцию его кислотного гидролиза и назовите про­дукты:

19-9. Для трилиноленатглицерида напишите реакции:

а) щелочного (NaOH) гидролиза;

б) полного гидрирования.

Охарактеризуйте области применения продуктов этих реакций.

19-10. Объясните причины образования жирных альдегидов при кислотном гидролизе структурных фрагментов плазмогенов (альдегидогенных липидов):

а) CH₂ - O - CH = CH - R

19-11. Для трилинолеатглицерида напишите реакции:

а) щелочного (KOH) гидролиза;

б) полного гидрирования.

Охарактеризуйте области применения продуктов этих реакций.

19-12. ПАВы и моющие средства – дайте определение. Какие липиды обладают свойствами ПАВов? Понятие о СМС.

19-13. Невысыхающие и высыхающие масла; олифы. Причина и схема образования пленки линоксина.

19-14. Химическая причина прогоркания (порчи) жиров. Какие вещества при этом образуются? Почему бутановая кислота называется «масляная»?

19-15. В чем принципиальное отличие (по составу) молочного жира от других природных жиров? Напишите реакции кислотного и щелочного гидролизов триацилглицерида с ацилами кислот:
C₁₇H₃₃COOH, C₁₃H₂₇COOH и C₃H₇COOH.

19-16. ПАВы, дифильное строение их молекул. Образование мономолекулярного слоя на поверхности раздела вода–масло как причина моющего эффекта.

19-17. Приведите структуру гликоглицеролипида с участием a-D-глюкопиранозы и кислот пальмитиновой и линолевой. Напишите реакцию кислотного гидролиза этого липида.

19-18. Природные источники жиров. Способы получения и переработки жиров. Области применения продуктов их переработки.

19-19. Какие способы предотвращения порчи жиров вам известны? Напишите для триолеилглицерида реакции:

а) с + Br₂;

б) с + KMnO₄ в щелочной среде.

19-20. В чем химический смысл переработки растительных масел на твердые жиры (маргарин, растительное сало и др.). Приведите пример соответствующей реакции.

Тема 20