C21 Hydratcarbon

hydratcarbon

Hydratcarbon là gì?

Cã mÊy lo¹i hydratcarbon? • Monosacarid • Oligosacarid • Polisacarid

Monosacarid lµ g×? • Là những bán acetal vòng của aldehydalcol hay ceton-alcol có đa chức alcol, trong dung dịch gắn liền với dạng không vòng là aldehyd-alcol hay ceton-alcol đa chức alcol

Cấu tạo • Cấu tạo mạch thẳng (công thức hình chiếu Fischer)

Công thức hình chiếu Fischer

CHO

CHO H

C

OH

CH2OH (I)

H

C

OH

CH2OH (II)

CHO H

OH CH2OH (III)

Công thức hình chiếu Fischer CHO H OH HO H H

H OH OH CH2OH

D-Glucose

CHO HO H HO H H H

OH OH CH2OH

D-Mannose

CH2OH C O HO H H H

OH OH CH2OH

D-fructose

Cấu tạo • Cấu tạo mạch vòng (công thức chiếu Haworth)

Công thức chiếu Haworth 6

CHO H HO

OH H

H H

OH OH

H

5

4

OH

OH 3

H

C O 1

2

OH

CH2OH

CH(OH) H HO

OH H

H

H

OH

OH O

CH2OH

OH H

H

CH2OH

H

CH2OH

O H OH

H

H

OH

CHOH

Công thức chiếu Haworth H

1 CH OH 2 2C

HO H H

3 4 5

6

O

HOCH2

O

5

H OH OH

OH

O

H

2

H

O

HOCH2

OH

CH2OH C O

3

4

CH2OH C(OH) HO H

CH2OH

OH

H

H

6 CH2OH

H H

1

OH

H

OH

OH

H

CH2OH

Công thức cấu dạng O

O

Đồng phân • Đồng phân cấu tạo: – Đồng phân nhóm chức – Đồng phân do vị trí của nhóm OH alcol

• Đồng phân quang học

Đồng phân epime CHO

CH2OH O

CHO

phÇn kh¸c nha

phÇn gièng nh CH2OH D-glucose

CH2OH D-fructose

CH2OH D-manose

Đồng phân anome CH2OH O

H OH

H

OH

H

H

CH2OH

HO

H

HO

OH

H OH

H H

O H OH

OH

α-D-glucopyranose CH2OH O

H OH OH H

H OH

H OH H

HO

CH2OH

HO

H H

β-D-glucopyranose

O H OH OH

H

Đồng phân anome H

C OH

H C OH HO C H H C OH

HO C H O

H C CH2OH α-D-glucopyranose

H C OH HO C H H C OH

O

H C CH2OH β-D-glucopyranose

Đồng phân quang học

CHO H OH CH2OH D-aldehyd glyceric

CHO HO H CH2OH L-aldehyd glyceric

CHO H C OH CH2OH D-Glyceraldehyd

CHO H C OH

CHO HO C H

H C OH

H C OH CH2OH

CH2OH

D-Threose

D-Erythrose

CHO H C OH H C OH H C OH CH2OH D-Ribose

CHO CHO H C OH HO C H

CHO HO C H

H C OH

H C OH H C OH CH2OH

CHO

H C OH HO C H H H C OH H C OH HO C H HO C H H H C OH H C OH H C OH H C OH HO H C OH H C OH H C OH H C OH H CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH D-Allose

D-Altrose

D-Glucose

HO C H

HO C H H C OH

D-Arabinose

CHO

CHO HO C H

CHO

D-Mannose

CH2OH

D-Xylose

H C OH CH2OH D-Lyxose

CHO H C OH HO C H C OH HO C H C OH H C OH HO C H HO C H C H HO C H HO C H HO C H C OH H C OH H C OH H C OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CHO

CHO

CHO

D-Gulose

D-Idose

D-Galactose

D-Talose

CÊu h×nh tuyÖt ®èi (cÊu h×nh R,S)

Danh pháp Tên chữ số Hylạp tương ứng với số nguyên tử carbon + ose - Monosacarid có chức aldehyd thêm tiếp đầu ngữ

aldo

- Monosacarid có chức ceton thêm tiếp đầu ngữ ceto *Monosacarid có cấu tạo vòng: có tên gọi theo vòng Tªn riªng + tªn vßng b¸n acetal + ose O

pyran

O

furan

*Danh pháp thông thường: gọi theo tên riêng *Danh pháp Kahn-Ingol-Preglog (danh pháp R, S)

CHO C C C

(2R,3S,4R,5R) penta hydroxy 2,3,4,5,6- hexanal

C CH2OH CHO C C C C CH2OH

(2R,3S,4R,5S) penta hydroxy 2,3,4,5,6- hexanal

Hiện tượng quay cực ∀ α-D-glucose có độ quay cực là +112,2o . ∀ β-D-glucose có độ quay cực là +18,7o . • Dung dịch ổn định có độ quay cực là +52,5o

Hãa tÝnh

1- Phản ứng oxy hoá CH2OH

HO HO

1-Fehling (Cu(OH)2) 2-T ollen 3- Br2/H2O

Acid aldonic

O OH

OH

HNO3 ®Æc

COOH

COOH

H C OH

H C OH

HO C H

HO C

H

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

CH2OH

COOH

Acid Aldaric

2- Phản ứng khử

CHO

CH2OH

H C OH HO C

H

H C OH NaBH4

HO C

H

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

CH2OH

CH2OH D-sorbitol

3- Phản ứng thay thế oxy của nhóm carbonyl -Ph¶n øng t¹o osazon H

C

H C OH HO C

H

O

H

+ 3 H2N NH C6H5

C

N NH C6H5

C N NH C6H5 HO C

H

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

CH2OH

CH2OH

-Ph¶n øng t¹o oxim

4- Phản ứng tăng mạch carbon HO C

H C OH

H

H C OH

CN

CN

CHO +HCN

HO C

H +

HO C

H

HO C

H

H C OH

H C OH

H C OH

CH2OH

H C OH

H C OH

CH2OH

CH2OH H+

CHO H C OH HO C

H

CHO HO C

H

+ HO C

H

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

CH2OH

CH2OH

O C

O C

H C OH HO C Na(Hg)

HO C

H

H

O + HO C H O H C OH H C OH H C CH2OH

H C CH2OH

5- Phản ứng giảm mạch carbon CHO

CH N OH H2N OH

CH2OH D-galactose (aldohexose) CHO H C OH HO C

H

CHO

(CH3CO)2O

CH3ONa

CH3COONa

(Na/CH3OH)

CH2OH oxim

COOH H C OH Br2/H2O HO C

CN

H

CH2OH cyanohydrin

COO)2Ca H C OH CaCO3 HO C

H

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

D-xylose (aldopentose) CHO

H2O2 Fe3+

HO C

H

H C OH H C OH CH2OH

6- Phản ứng ether hóa

CH2OH HO HO

CH2OCH3 O

OH

CH3I Ag2O OH

H3CO H3CO

O

OCH3

OCH3

7- Phản ứng tạo glucosid CH2OH

HO HO

O

OH

+ ROH OH HCl kh«

CH2OH

HO HO

O

OH

OR

C¸ch ®äc tªn Tªn gèc R cña acetal + tªn hydratcarbon bá tËn cïng ose + osid

8- Phản ứng tạo este

CH2OH

HO HO

O

OH

+5(CH3CO)2O H3COCO OH P yridin,0oC

CH2OCOCH3 O OCOCH3

H3COCO OCOCH3

9- Phản ứng epime hoá

H

C

O

H

C

H

OH

OH

CH2OH D-fructose H

CH2OH D-glucose

H C OH O

CH2OH endiol

C

O

CH2OH D-manose

10- Với kiềm đặc hoặc kiềm loãng và nhiệt độ

11- Phản ứng lên men

12- Phản ứng đặc biệt -Ph¶n øng cña pentose víi acid v« c¬ HCl ®Æc

C5H10O5

t

o

ceto pentose

CHO O furfural

+

3 H2O

-Ph¶n øng Xelivanop +Ceto hexosa +Ceto pentose

HCl ®Æc o

t

+ hydroxy methyl resorxin S¶n phÈm furfural ng­ng tô + furfural

AcO CH

H3CO CH

(CHOAC)n-1 O CH

(CHOCH3)n-1 O CH

(CHOH)n-1 O CH

CHOAc este

CHOCH3 ete Ac2O pyridin

CH3I Ag2O

RO CH

CHOH glycosid

ROH + H

CHOH NaBH4

CHO (CHOH)n CH2OH 1- Br2/H2O 2- CaCO3 3- H2O2/Fe3+

Br2/H2O 1-HCN 2- H3O+ 3- Na(Hg) CHO

CHO (CHOCH3)n-1 CH2OH

(CHOH)n CH2OH alditol COOH (CHOH)n

HNO3

CH2OH acid aldonic COOH

CHOH

(CHOH)n

(CHOH)n

COOH acid aldaric

CH2OH

Chøng minh cÊu t¹o (tù ®äc) P­ víi HI P­ t¹o oxim & osazon P­ oxy hãa víi n­íc brom Oxy hãa víi HNO3 ®Æc P­ este hãa víi anhydrit acetic

Oligosacarid

Disacarid: C12H22O11 1- Disacarid khử (đường khử): Là đường còn nhóm OH bán acetal có thể về dạng aldehyd 2- Disacarid không khử (đường khôngkhử): Là đường không còn nhóm OH bán acetal để chuyển về dạng aldehyd

(+)Maltose (4-O-(α-D-glucopyranosyl)- α -D-glucopyranose)

CH2OH H 4

OH

O

H

H

H OH

H

H

OH

CH2OH

HO

CH2OH 1

4

O

OH

H OH

H

H

OH

1

OH

H 4'

CH2OH

O Maltose

H

O 1

HO

O

HO

O

OH

H OH

CH2OH

HO

O 4' 1

HO

OH Cellobiose

H

CH2OH

O HO

O

OH

OH H

OH CH2OH

O 4' 1

HO

OH Lactose

H

CH2OH

O HO

O

OH

OH H

CH2OH

HO HO

O

OH

H 1

CH2OH O OH

O Sacarose

H

2

HO

CH2OH

Polysacarid

1-Tinh bột -Có 20% amilose và 80% amilopectin

CÊu tróc tinh bét

CH2OH H 4

O

CH2OH

CH2OH O

H OH

H

H

OH

H

H 1

4

O

O H OH

H

H

OH

H

H 1

Amylose

4

O

CH2OH O

H OH

H

H

OH

H

H 1

4

O

O H OH

H

H

OH

H 1

O

CH2OH H 4

O

CH2OH O

H OH

H

CH2OH 4

O

1

4

O

OH

H

H

H

H

O H OH

H OH

H

H

OH

H

H 1

4

O

1

H OH

H

O

6 CH2

CH2OH O

H

O H OH

H

H

OH

H

H 1

4

O

CH2OH O

H OH

H

H

OH

Amylopectin

H

H 1

4

O

O H OH

H

H

OH

H 1

O

CH2OH

O

1

O

HO CH2OH

O HO

H

OH O

O 1

OH

H 4'

6' CH2

O H

O Amylopectin

HO

H

OH O

1

CH2OH 4'

HO

O

OH

H O

TÝnh chÊt tinh bét • Không tan trong nước lạnh, phần amilopectin tạo thành dung dịch sánh gọi là hồ tinh bột • Amilose có cấu trúc thẳng và tan được trong nước. Amilopectin có cấu trúc phân nhánh và không tan trong nước. • Iod tác dụng với tinh bột (hồ tinh bột) cho màu xanh đậm. Với amilose cho mà xanh thẫm; với amilopectin cho màu tím đỏ nhạt • Không có tính khử ( không tác dụng với tt Fehling) • Thuỷ phân tạo dextrin  maltose  glucose (men hoặc khi đun nóng; nhanh hơn khi có mặt acid)

2- Cellulose *Cấu tạo:

CH2OH

O

(C6H10O5)n gồm các gốc β-D-glucose nối với nhau bằng liên kết β-D-glucosid O 4'

HO

1

OH

CH2OH

O

Cellulose

HO

O

4'

1

CH2OH

O

O

OH HO

OH

O

TÝnh chÊt • Không có độ ch¶y. • Không tan trong nước. • Tan được trong một số dung môi đặc biệt như H2SO4đặc, tt Schweizer... • Thuỷ phân: bằng men tạo cellobiose. Với H2SO4đặc, cho hexose.  Tham gia c¸c ph¶n øng ether hãa, este hãa, nitro hãa do c¸c nhãm OH tù do cña ®¬n ph©n  T¸c dông víi CS2 vµ NaOH t¹o chÊt láng (Visco)

3- Glycogen

4- Pectin COOH O

O O

O COOH

COOH O

O O

O COOH

acid D-galacturonic

COOH O O

5- Chitin