Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Вуглеводи:номенклатура та ізомерія, способи добування та хімічні властивості моносахаридів.

Читайте также:
  1. Алгоритми. Властивості алгоритмів. Форми подання алгоритмів.
  2. Атрибутивні ознаки і властивості культури
  3. Біогеохімічні цикли (кругообіги) обумовлені__________ факторами.
  4. Біогеохімічні цикли основних хімічних елементів
  5. Біологічні властивості.
  6. Біотехнологічні способи одержання (виробництва) меду
  7. Біохімічні зміни в організмі при розтренуванні і перетренуванні
  8. Біохімічні зміни в організмі спортсмена
  9. БІОХІМІЧНІ ЗМІНИ В ОРГАНІЗМІ СПОРТСМЕНА ПРИ ВТОМІ
  10. Біохімічні основи тренувань

Гипсовка моделей в окклюдатор производится следующим образом. Подготовив модели к гипсовке : сделав надрезы на их основании и замочив в воде, создают на столе горку гипса, опускают в нее нижнюю раму окклюдатора и , покрыв ее полностью гипсом, располагают модели в пространстве окклюдатора. При этом обращают внимание на положение моделей относительно переднего края рам окклюдатора, его средней линии и плоскости стола. Покрыв нижнюю модель гипсом, создают горку гипса на основании верхней модели и опускают верхнюю раму окклюдатора.

Необходимо следить за штифтом высоты. Он должен упираться на площадку и быть зафиксирован.

 

 

Підгрупа Мангану, загальна характеристика, електронна будова та валентний стан. Характеристика окисно-відновних властивостей сполук Мангану. Залежність окисних властивостей калій перманганату від рН середовища. Біологічна роль елементів.

До В-підгрупи VІІ групи належать елементи Манган Mn, Технецій Тс i Реній Re. Як і інші елементи побічних підгруп, ці елементи є металами, оскільки містять на зовнішньому електронному шарі по два s-електрони. Будову останнього і передостаннього електронних шарів цих елементів можна зобразити формулою: (n-1)d5ns2. Валентними в атомах цих елементів можуть бути сім електронів – d-електрони передостаннього і s-електрони останнього рівня.

Для Мангану найбільш характерними є ступені окиснення +2, +4 і +7. Відомі також сполуки Мангану із ступенями окиснення +3 і +6. Для Ренію і Технецію найхарактернішим є ступінь окиснення +7. Тобто, як і в підгрупі Хрому, у підгрупі Мангану із зростанням протонного числа атомів елементів підвищується стабільність найвищого ступеня окиснення.

У підгрупі Мангану із збільшенням протонного числа елементів радіуси атомів зростають незначною мірою, а у Технецію і Ренію вони майже однакові (ефект лантаноїдного стиснення), тому Технецій і Реній за властивостями більше подібні один до одного, ніж до Мангану.

У ряду Mn–Tc–Re зменшується хімічна активність простих речовин.

При збільшенні ступеня окиснення Мангану та його аналогів підвищується тенденція до утворення цими елементами аніонних комплексів, а катіонних комплексних сполук – зменшується.

 

Як уже зазначалося, у сполуках Манган може виявляти ступені окиснення +2, +3,+4, +6 і +7. Сполуки мангану з іншими ступенями окиснення нестійкі і трапляються рідко.

Найстійкішими є сполуки Mn (II), Mn (IV) i Mn(VII).

У ряду електрохімічних потенціалів манган розміщується до водню, тому він активно взаємодіє з кислотами-неокисниками з виділенням водню, при цьому утворюються сполуки мангану (ІІ):

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2;

Mn + H2SO4 (розв.) = MnSO4 + H2.

При взаємодії мангану з кислотами-окисниками виділяються продукти їхнього відновлення:

Mn0 + 2H2S+6O4 (конц.) = Mn+2SO4 + S+4O2 + 2H2O;

Mn0 + 4HN+5O3 (конц.) = Mn+2(NO3)2 + 2N+4O2 + 2H2O.

Під час взаємодії з розведеною нітратною кислотою манган як активний метал відновлює HNO3 до нітрату амонію:

4Mn0 + 10HN+5O3 (розв.) = 4Mn+2(NO3)2 + N–3H4NO3 + 3H2O.

 

Пермангана́т ка́лію — марганцевокислий калій, калієва сіль манганової кислоти. Формула: KMnO4.

Є сильним окиснювачем. У залежності від pH розчину окисляє різні речовини, відновлюючись до сполук марганцю різного ступеня окислення. У кислому середовищі — до сполук марганцю (II), в нейтральній — до сполук марганцю (IV), у сильно лужному — до сполук марганцю (VI). Приклади реакцій наведено нижче (на прикладі взаємодії з сульфітом калію:

В кислому середовищі:

2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O;

в нейтральному середовищі:

2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH;

в лужному середовищі:

2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O;

в лужному середовищі: на холоді:

KMnO4 + K2SO3 + KOH → K2SO4 + K3MnO4 + H2O

 

Вміст Мангану у земній корі становить 9  10–2 %. Основними мінералами Мангану є піролюзит MnO2, марганцевий шпат MnCO3, брауніт Mn2O3, гаусманіт Mn3O4, родоніт MnSiO3, марганцевий блиск MnS. Крім того, манган у вигляді оксидів міститься майже у всіх залізних рудах.

Невеликі кількості Мангану містяться у тканинах тваринних і рослинних

організмів, це дуже важливий мікроелемент для рослин. Нестача Мангану в ґрунтах і відповідно у рослинах викликає специфічні захворювання кісток у тварин. Іони Мангану є активаторами багатьох процесів обміну, каталізують процеси синтезу хлорофілу, кровотворення, утворення антитіл. Добова потреба дорослої людини в Мангані – 8 мг.

Вуглеводи:номенклатура та ізомерія, способи добування та хімічні властивості моносахаридів.

Вуглеводи — органічні сполуки зі змішаними функціями, що складаються із карбону, оксигену і гідрогену і за хімічною природою є полігідрокси- альдегідами або кетонами (тобто мають кілька гідроксильних груп і одну карбонільну) або перетворюються у них при гідролізі, більшість вуглеводів мають емпіричну формулу Cn(H2O)m, звідки і походить їхня назва («вуглець» + «вода»). Деякі похідні вуглеводів можуть також містити нітроген, сульфур, фосфор тощо. Вуглеводи є складовою частиною клітин усіх живих організмів і одним із чотирьох найбільших класів біомолекул на ряду із білками, ліпідами і нуклеїновими кислотами.

 

Три основні групи вуглеводів — це моносахариди, олігосахариди і полісахариди. Перші ще називають простими цукрами, їхні молекули складаються із однієї полігідрокси- альдегідної або кетонної одиниці, що містить переважно від 3-ох до 9-ти атомів карбону. Найпоширенішим у природі моносахаридом є глюкоза.

 

Прості цукри можуть об'єднуватись у короткі ланцюжки, найчастіше по два (дисахариди), за допомогою глікозидних зв'язків формуючи таким чином олігосахариди. Типовий приклад дисахариду — сахароза (буряковий або тростинний цукор). Олігосахариди із трьома і більше мономерними ланками у клітинах зазвичай не існують самостійно, а входять до складу сполук з невуглеводними речовинами. Низькомолекулярні вуглеводи (тобто моно- й олігосахариди) об'єднують під назвою цукри, більшість індивідуальних сполук цієї групи мають назви із закінченням «-оза». Полісахариди — це полімери 20 і більше моносахаридних одиниць, інколи до кількох тисяч, вони можуть бути лінійними (як целюлоза) або розгалуженими (як глікоген).

 

Більше ніж половина органічного вуглецю на Землі існує у формі вуглеводів, вони є найпоширенішими органічними сполуками на нашій планеті. Щороку фотосинтезуючі організми перетворюють 100 мільярдів[1] тон вуглекислого газу і води у целюлозу та інші речовини. У рослинах вуглеводи становлять до 80% сухої речовини, в організмі людини і тварини — до 2%[2]. Для більшості гетеротрофів окиснення вуглеводів є центральним шляхом отримання енергії клітинами, так у дієті середньостатистичної людини першочерговим джерелом енергії є крохмаль і цукри. Багато полісахаридів виконують структурну роль — входять до складу клітинних стінок рослин, бактерій і грибів, сполучної тканини тварин. Інші вуглеводні полімери беруть участь у змащенні суглобів, забезпеченні розпізнавання і адгезії між клітинами. Вони також можуть входити до більших комплексів разом із білками чи ліпідами, так званих глікокон'югатів. Два моносахариди пентози — рибоза і дезоксирибоза — є структурними компонентами нуклеїнових кислот.

 

Моносахариди або монози — найпростіші вуглеводи, вони не піддаються гідролізу. Це безбарвні кристалічні сполуки, добре розчинні у воді, але не розчинні у неполярних розчинниках, переважно солодкі на смак. Типова будова молекули моносахариду така: нерозгалужений карбоновий скелет, що містить від 3-ох до 9-ти атомів, до одного із яких подвійним зв'язком приєднаний атом оксигену, формуючи карбонільну групу, до решти атоми оксигену приєднані одинарними зв'язками, формуючи гідроксильні групи. Якщо карбонільна група розташована на кінці молекули — сполука є альдозою, а якщо посередині — кетозою. Найпростіші моносахариди — це тріози (містять три атоми карбону): гліцеральдегід (альдотріоза) і дигідроксиацетон (кетотріоза). Прості цукри із 4-ма атомами карбону називаються тетрозами, з 5-ма — пентозами, 6-ма — гексозами, 7-ма — гептозами і так далі. Найпоширеніші у природі гексози, до цієї групи належить глюкоза (альдогекосза) і фруктоза (кетогексоза)[3].

 

Стереоізомерія моносахаридів[ред. • ред. код]

 

 

Енантіомери — d- і l-глюкоза (структурні формули записані у проекції Фішера)

Всі моносахариди, крім дигідроксиацетону, містять хіральні атоми карбону, тобто такі до яких приєднані 4 різні замісники, через це можливе утворення стереоізомерів, кількість яких рівна 2n, де n — кількість хіральних атомів. Так для гліцеральдегіду існує два таких ізомери (21), що є точними дзеркальними відображеннями одне одного (енантіомерами) — d-гілцеральдегід і l-гліцеральдегід. Альдогексози мають 4 хіральні центри, і, відповідно, 16 стереозомерів. У восьми із них положення гідроксильної групи біля найдальшого від альдегідної групи атома карбону відповідає такому у d-гліцеральдегіду, вони є d-ізомерами, решта 8 — l-ізомерами. Більшість гексоз живих організмів належать до d-ряду. Моносахариди, що відрізняються положенням гідроксильної групи тільки біля одного атома карбону називаються епімерами, наприклад глюкоза і галактоза (відмінність біля C4)[3].

 

Деякі альдогекосози

 

d-маноза

 

d-глюкоза

 

d-галактоза

Маноза/глюкоза, глюкоза/галактоза — пари епімерів

Хімічні властивості[ред. • ред. код]

Циклізація[ред. • ред. код]

Оскільки моносахариди містять спиртові і карбонільну групи, а вони здатні взаємодіяти між собою, то можливі і внутрішньомолекулярні реакції, коли це просторово допустимо, а саме в альдотетроз та всіх моносахаридів із кількістю атомів карбону більшою 4-ох. При цьому формується ковалентний зв'язок між карбоном карбонільної групи і оксигеном однієї з гідроксильних груп, молекула стає циклічною, а згаданий атом карбону — асиметричним (хіральним). Через це можливе існування двох стереоізомерів — α і β, у першому новоутворена (напівацетальна чи напівкетальна або глікозидна) гідроксильна група розміщена з протилежної сторони до -CH2OH групи біля С5, у другому — з тої самої. Оскільки α і β ізомери відрізняються тільки положенням глікозидного гідроксилу, їх називають аномерами[3].

 

Якщо внаслідок циклізації утворюється 6-членний цикл, то сполука називатиметься піранозою (нагадує піранове кільце), якщо 5-членне — фуранозою (нагадує фуранове кільце). Для альдогексоз піранозна форма значно стабільніша ніж фуранозна, кетогексози і альдотетрози ж можуть формувати тільки 5-членні кільця[4].

 

В кристалічному стані моносахариди перебувають у циклічній конфігурації, наприклад глюкоза — у формі α-глюкопіранози[4]. В розчинні α і β аномери можуть вільно переходити один в один через лінійну форму. Наприклад, при розчиненні у воді α-d-глюкози, з часом встановлюється динамічна рівновага: розчин містить близько третини α-аномеру, двох третіх β-аномеру, і дуже незначні кількості лінійної і двох фуранозних форм. При цьому змінюється кут обертання розчином площини поляризації світла, що позначають терміном мутаротація. Ізомерні форми сполук, які здатні переходити одна в одну називають таутомерами[3]. Схема таутомерних перетворень d-глюкози (для запису використані проекції Гаворта (Хеуорса[5])):

 

Відновні властивості[ред. • ред. код]

Карбонільна група моносахаридів може легко вступати у взаємодію з окисниками, перетворюючись при цьому в карбоксильну. Наприклад, глюкоза та інші прості цукри відновлюють іон Cu2+, продуктами реакції є альдонова кислота, що згодом перетворюється у суміш різних карбонових кислот. Ця взаємодія лежить в основі кількісного методу визначення відновних цукрів з реактивом Фелінга, що тривалий час використовувався для виявлення глюкози у сечі під час діагностики цукрового діабету[3]. Альдози, на відміну від кетоз, також вступають в реакцію з реактивом Толленса, відновлюючи іони Ag+ з утворенням так званого «срібного дзеркала»[6].

 

Алкілювання й ацилювання[ред. • ред. код]

Гідроксильні групи моносахаридів можуть брати участь в реакціях алкілювання зі спиртами, найактивніше вступає в такі взаємодії глікозидний гідроксил. При алкілюванні останнього утворюються сполуки O-глікозиди, невуглеводна частина яких називається агліконом[7]. Можливе також утворення N-глікозидів, при реакції з амінами, у цьому випадку аглікон з'єднаний із вуглеводним циклом через атом нітрогену. Типовим прикладом N-глікозидів є нуклеозиди — сполуки рибози і азотистої основи[8].

 

Моносахариди (і інші вуглеводи) також можуть вступати в реакції ацилювання із органічними і неорганічними кислотами, продуктами яких є естери. Особливо важливе значення у природі мають фосфати простих цукрів, такі як глюкозо-6-фосфат[7].

 

 


Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 101 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2021 год. (0.027 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав