Реферат - Глюкоза - скачати безкоштовно
Химия

Реферат — Глюкоза — скачати безкоштовно


Завантажити реферат: Глюкоза

План реферату

1. Загальні відомості

а) D-глюкоза

— α-D-глюкоза

— β-D-глюкоза

б) L-глюкоза

3. Знаходження глюкози у природі

4. Отримання глюкози

5. Застосування глюкози

6. Фізичні властивості глюкози

7. Хімічні властивості глюкози

8. Рибоза та дезоксирибоза глюкози

9. Деякі цікаві факти

10. Література

1. Загальні відомості

а) D-глюкоза

Формула глюкози C6H12O6.

Глюкоза моносахарид, одна з восьми ізомерних альдогексоз. Молярна вага 180 г/моль. Глюкоза у вигляді D-форми (декстозу, виноградний цукор) є найпоширенішим вуглеводом. D-глюкоза (зазвичай її називають просто глюкозою) зустрічається у вільному вигляді та у вигляді олігосахаридів (тростниковий цукор, молочний цукор), полісахаридів (крохмаль, глікоген, целюлоза, декстран), глікозидів та інших похідних. У вільному вигляді D-глюкоза міститься в плодах, квітах та інших органах рослин, а також у тваринних тканинах (у крові, мозку та ін.). D-глюкоза є найважливішим джерелом енергії в організмах тварин та мікроорганізмів. Як і інші моносахариди, D-глюкоза утворює кілька форм. Кристалічна D-глюкоза отримана у 2-х формах:
α-D-глюкоза (рисунок 1) та β-D-глюкоза (Малюнок 2).

Реферат - Глюкоза - скачати безкоштовноРеферат - Глюкоза - скачати безкоштовно

Малюнок 1 (α-D-глюкопіраноза) Малюнок 2 (β-D-глюкопіраноза)

α-D-глюкоза

tпл 146°С [a]D= + 112,2° (у воді), кристалізується з води у вигляді моногідрату з tпл 83°С.

β-D-глюкоза

Одержують кристалізацією D-глюкози з піридину та деяких інших розчинів. tпл 148-150°С, [a]D= + 18,9 ° (у воді).

У водному розчині встановлюється рівновага між декількома формами D-глюкози, що взаємоперетворюються: α- і β-піранози, α- і β-фуранозними, відкритою альдегідною (рисунок 3) і гідратною формою. У рівноважній системі у воді [a]D= + 52,7 °.

CHO

½

HCOHOHOH

½

HOCHCH

½

HCOH

½

HCOH

½

CH2OH

Малюнок 3 (альдегідо-D-глюкоза)

б) L-глюкоза

L-глюкоза отримана синтетично, відновленням лактону L-глюконової кислоти aL-глюкоза — кристали tпл 142-143°С [a]D= — 95,5 ° (у воді) і — 51,4 ° (рівноважна система у воді). Хімічні властивості L-глюкози такі ж, як у D-глюкози.

3. Знаходження глюкози у природі

В особливому вигляді глюкоза міститься майже у всіх органах зелених рослин. Особливо її багато у виноградному соку, тому глюкозу іноді називають виноградним цукром. Мед переважно складається з суміші глюкози з фруктозою.

В організмі людини глюкоза міститься в м’язах, в крові (0.1 — 0.12%) і є основним джерелом енергії для клітин і тканин організму. Підвищення концентрації глюкози в крові призводить до посилення вироблення гормону підшлункової залози — інсуліну, що зменшує вміст цього вуглеводу в крові. Хімічна енергія поживних речовин, що надходять в організм, полягає в ковалентних зв’язках між атомами. У глюкозі кількість потенційної енергії становить 2800 кДж на 1 моль (тобто 180 грам).

4. Отримання глюкози

Перший синтез глюкози з формальдегіду в присутності гідроксиду кальцію було вироблено А. М. Бутлеровим у 1861 році:

O

// Ca(OH)2

6H—C ¾¾ C6H12O6

\

H

Глюкоза може бути отримана гідролізом природних речовин, До складу яких вона входить. У виробництві її одержують гідролізом картопляного та кукурудзяного крохмалю кислотами.

H2SO4, t

(C6H10O5)n + nH2O ¾¾®nC6H12O6

Повні синтези глюкози, здійснені, виходячи з діброму кролеїну, а також гліцеринового альдегіду і діоксиацетону, мають лише теоретичний інтерес.

У природі глюкоза поряд з іншими вуглеводами утворюється внаслідок реакції фотосинтезу:

хлорофіл

6CO2 + 6H2O ¾¾® C6H12O6 + 6O2Q

У процесі цієї реакції акумулюється енергія Сонця.

5. Застосування глюкози

Глюкоза є цінним поживним продуктом. В організмі вона піддається складним біохімічним перетворенням в результаті яких утворюється діоксид вуглецю та вода, при цьому виділяється енергія згідно з підсумковим рівнянням:

C6H12O6 + 6O2¾® 6H2O + 6CO2 + 2800 кДж

Цей процес протікає поступово, і тому енергія виділяється повільно.

Глюкоза також бере участь у другому етапі енергетичного обміну тваринної клітини (розщеплення глюкози). Сумарне рівняння виглядає так:

C6H12O6 + 2H3PO4 + 2АДФ ¾® 2C3H6O3 + 2АТФ + 2H2O

Оскільки глюкоза легко засвоюється організмом, її використовують у медицині як зміцнюючий лікувальний засіб при явищах серцевої слабкості, шоці, вона входить до складу кровозамінних та протишокових рідин. Широко застосовують глюкозу в кондитерській справі (виготовлення мармеладу, карамелі, пряників і т. д.), в текстильній промисловості як відновник, як вихідний продукт при виробництві аскорбінових і гліконових кислот, для синтезу ряду похідних цукрів і т.д.

Велике значення мають процеси бродіння глюкози. Так, наприклад, при квашенні капусти, огірків, молока відбувається молочнокисле бродіння глюкози, як і при силосуванні кормів. Якщо маса, що піддається силосуванню, недостатньо ущільнена, то під впливом прониклого повітря відбувається маслянокисле бродіння і корм стає непридатним до застосування.

Насправді використовується також спиртове бродіння глюкози, наприклад під час виробництва пива.

6. Фізичні властивості глюкози

Фізичні властивості глюкози— Безбарвна кристалічна речовина з солодким смаком, добре розчинна у воді. З водного розчину вона виділяється у вигляді кристалогідрату C6H12O6·H2O. У порівнянні з буряковим цукром вона менш солодка.

7. Хімічні властивості глюкози

Глюкоза має хімічні властивості, характерними для спиртів та альдегідів. Крім того, вона має і деякі специфічні властивості:

Властивості, зумовлені наявністю в молекулі

Специфічні властивості

гідроксильних груп

альдегідної групи

1. Реагує з карбоновими кислотами з утворенням складних ефірів (п’ять гідроксильних груп глюкози вступають у реакцію з кислотами)

1. Реагує з оксидом срібла (I) в аміачному розчині (реакція срібного дзеркала):

CH2OH(CHOH)4-COH + Ag2O® CH2OH(CHOH)4-CO2H + 2Ag¯

Глюкоза здатна піддаватися бродінню:

а) спиртове бродіння

C6H12O6®2CH3-CH2OH+ CO2

б) молочнокисле бродіння

C6H12O6®2CH3-CHOH-COOH

молочна кислота

2. Як багатоатомний спирт реагує з гідроксидом міді (II) з утворенням алкоголю міді (II)

2. Окислюється гідроксидом міді (II) (з випаданням червоного осаду)

3. Під дією відновників перетворюється на шестиатомний спирт.

в) маслянокисле бродіння

C6H12O6®C3H7COOH + 2H2 + 2CO2

олійна кислота

D-глюкоза дає загальні реакції на альдози, вона є відновлюючим цукром, утворює ряд похідних за рахунок альдегідної групи (фенілгідразон, n-бромфенілгідразон та ін.). Озазон глюкози ідентичний озанону маннози, яка є епімером глюкози, та озазону фруктози. При відновленні глюкози утворюється шестиатомний спирт сорбіт; при окисленні альдегідної групи глюкози – одноосновна D-глюконова кислота, при подальшому окисленні – двоосновна D-цукрова кислота. При окисленні лише вторинної спиртової групи глюкози (за умови захисту альдегідної групи) утворюється D-глюкуронова кислота. Утворення D-глюкуронової кислоти з D-глюкози може відбуватися при дії ферментів оксидаз або дегідрогеназ глюкози. При піролізі D-глюкози утворюються глікозани: a-глікозан і левоглюкозан (b-глюкозан).

Для кількісного визначення глюкози застосовуються калориметричні, йодометричні та інші методи.

8. Рибоза та дезоксирибоза глюкози

З пентоз великий інтерес становлять рибоза та дезоксирибозаБо вони входять до складу нуклеїнових кислот. Структурні формули рибози та дезоксирибози з відкритим ланцюгом наступні:

H H H H O H H H H O

½ ½ ½ ½ // ½ ½ ½ ½ //

H — C — C — C — C — C H — C — C — C — C — C

½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½

OH OH OH OH OH OH OH OH H H

рибоза дезоксирибозу

9. Деякі цікаві факти

Деякі жаби знайшли застосування глюкозі у своєму організмі — цікаве, хоч і значно менш важливе. У зимовий час іноді можна знайти жаб, що вмерзли в крижані брили, але після відтавання земноводні оживають. Як же вони примудряються не замерзнути на смерть? Виявляється, з настанням холодів у крові жаби у 60 разів збільшується кількість глюкози. Це заважає утворенню всередині організму кристаликів льоду.

Гліколіз

Герої роману Жюля Верна «Діти капітана Гранта» тільки збиралися повечеряти м’ясом підстреленої ними дикої лами (гуанако), як раптом з’ясувалося, що воно зовсім не їстівне.

«Може, воно надто довго лежало?» — спантеличено запитав один із них.

“Ні, воно, на жаль, надто довго бігло! — відповів учений-географ Паганель — М’ясо гуанако смачне тільки тоді, коли тварина вбита під час відпочинку, але якщо за нею довго полювати і тварина довго бігла, тоді її м’ясо неїстівне.

Навряд Паганель зумів би пояснити причину описаного ним явища. Але, користуючись даними сучасної науки, зробити це дуже неважко. Почати доведеться, щоправда, дещо здалеку.

Коли клітина дихає киснем, глюкоза “згоряє” у ній, перетворюючись на воду та вуглекислий газ, і виділяє енергію. Але, припустимо, тварина довго біжить, або людина швидко виконує якусь важку фізичну роботу, наприклад коле дрова. Кисень не встигає потрапити до клітин м’язів. Проте клітини «задихаються» не відразу. Починається цікавий процес — гліколіз (що в перекладі означає «розщеплення цукру»). При розпаді глюкози утворюється не вода та вуглекислота, а складніша речовина – молочна кислота. Кожен, хто куштував кисле молоко або кефір, знайомий з її смаком.

Енергії при гліколізі виділяється у 13 разів менше, ніж при диханні. Чим більше молочної кислоти накопичилося в м’язах, тим сильніша людина чи тварина відчуває їхню втому. Нарешті, всі запаси глюкози у м’язах виснажуються. Потрібний відпочинок. Тому, переставши колоти дрова або збігши довгими сходами, людина зазвичай «переводить дух», заповнюючи нестачу кисню в крові. Саме молочна кислота зробила несмачним м’ясо тварини, підстріленої героями Жюля Верна.

Література

Коротка хімічна енциклопедія

Підручник Хімія 10 клас

Енциклопедія для дітей.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *