Углеводы

Цель урока: Рассмотреть общее понятие об углеводах как о полифункциональных органических соединениях. Рассмотреть классификацию углеводов по различным признакам. Познакомиться с важнейшими представителями моносахаридов, и их строением. Рассмотреть альдегидные и спиртовые свойства глюкозы, а также реакции её брожения

Функции углеводов 1. Они поставляют энергию для биологических процессов. 2. Являются исходным материалом для синтеза в организме других промежуточных или конечных метаболитов. На долю углеводов приходится около 80% сухого вещества растений и около 20% животных. Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов.

Углеводы – это органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причем водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2:1). Общая формула углеводов С n (H 2 O) m

Углеводы = сахариды Простые (СН 2 О)n, где n=3-9 моносахариды Сложные Дисахариды С 12 Н 22 О 11 Полисахариды Сx(Н 2 О)y глюкоза фруктоза галактоза С 6 - гексозы рибоза дезоксирибоза С 5 - пентозы сахароза лактоза мальтоза 2 гексозы крахмал гликоген целлюлоза хитин полигексоза Чем больше молекулярная масса углеводов, тем менее растворимое вещество и не сладкое на вкус. Классификация углеводов

Крахмал Целлюлоза Гликоген (С 6 Н 10 О 5 ) n (гидролизуются на большое количество молекул моносахаридов) Классификация углеводов Моносахариды Дисахариды Полисахариды Глюкоза ( виноградный сахар) Фруктоза Рибоза С 6 Н 12 О 6 (не гидролизуются) Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) Лактоза (молочный сахар) С 12 Н 22 О 11 (гидролизуются на 2 молекулы моносахаридов)

Глюкоза Фруктоза Моносахариды

Нахождение в природе Глюкозу называют также виноградным сахаром, так как она содержится в большом количестве в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза находится и в других сладких плодах и даже в разных частях растений. Распространена глюкоза и в животном мире: 0,1% ее находится в крови. Глюкоза разносится по всему телу и служит источником энергии для организма. Она также входит в состав сахарозы, лактозы, целлюлозы, крахмала.

Физические свойства глюкозы Твердое, кристаллическое вещество Без цвета Имеет сладковатый вкус Хорошо растворимо в воде

Какая реакция является качественной на многоатомные спирты? Каким внешним эффектом она сопровождается? Эксперимент 1 : Взаимодействие раствора глюкозы с гидроксидом меди (II) Вывод: глюкоза является многоатомным спиртом (Одна молекула глюкозы содержит 5 гидроксильных групп (-ОН) Доказательства состава и строения глюкозы

Эксперимент 2: Нагревание раствора из эксперимента 1 Эксперимент 3: Взаимодействие раствора глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (I) О наличии какой функциональной группы свидетельствуют данные реакции? Исходя из данных свойств, к какому классу органических соединений можно отнести глюкозу? Вывод: Глюкоза содержит альдегидную группу, и поэтому является альдегидом.

Как называются соединения, содержащие в молекуле несколько функциональных групп? Глюкоза является бифункциональным соединением, т.к. содержит 2 ФГ – одну альдегидную и 5 гидроксильных. На основании молекулярной формулы глюкозы С 6 Н 12 О 6 и рассмотренных химических свойств, предложите возможную структурную формулу глюкозы.

Полная структурная формула Н Н Н ОН Н О // Н С С С С С С \ ОН ОН ОН Н ОН Н

Химические свойства глюкозы 1. Реакции с участием альдегидной группы глюкозы а) восстановление (гидрирование) СН=О СН 2 ОН (СНОН) 4 + Н 2 (СНОН) 4 СН 2 ОН СН 2 ОН kat, t 0

Химические свойства глюкозы б) окисление – качественные реакции на глюкозу как альдегид реакция «серебряного зеркала»

Химические свойства глюкозы реакция с гидроксидом меди (II) Cu(OH) 2, t 0

Химические свойства глюкозы 2. Реакция глюкозы с участием гидроксильных групп а) взаимодействие с Cu(OH) 2 на холоду - качественная реакция на глюкозу как многоатомный спирт.

1) спиртовое брожение С 6 Н 12 О 6 2СН 3 -СН 2 ОН + 2СО 2 Этиловый спирт 2) молочнокислое брожение С 6 Н 12 О 6 2СН 3 -СНОН –СООН Молочная кислота 3) маслянокислое брожение С 6 Н 12 О 6 С 3 Н 7 СООН + 2Н 2 + 2СО 2 4) Полное окисление С 6 Н 12 О 6 +6О 2 6Н 2О + 6СО 2 Специфические свойства глюкозы

Получение глюкозы В растениях углеводы образуются из оксида углерода (IV) и воды в процессе фотосинтеза, осуществляемого за счет солнечной энергии с участием зелёного пигмента растений - хлорофилла.

Применение глюкозы

Закрепление изученного материала. Задание 1 Из чего можно получить больше этилового спирта: из 1 кг глюкозы или 1 кг крахмала? Ответ обоснуйте, не прибегая к расчетам. Ответ: из 1 кг крахмала, т.к. при его гидролизе образуется больше спирта, чем 1 кг глюкозы. Крахмал- полимер, мономерами которого являются молекулы глюкозы.

Задание 2 В среднем сладкоежки кладут 2 чайные ложки сахара на стакан чая. Зная, что в такой ложке помещается 7 г сахара, а объем стакана 200 мл, рассчитайте массовую долю сахарозы в растворе (плотность чая считать равной 1 г/мл). Ответ: ω (сахарозы) = 6,5%.

Задание 3 С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: Сахарозаглюкоза глюконовая кислота?

Домашнее задание: §22,23. Решить задачу: Даже великие химики нередко ошибались. Одним из первых определил элементный состав сахарозы А. Л. Лавуазье и получил следующие результаты: углерод 28%, водород 8%, кислород 64%. Вычислите действительное содержание этих элементов в сахарозе, зная ее молекулярную формулу С12Н22О11. Как распознать при помощи одного реактива глицерин, уксусный альдегид, уксусную кислоту, глюкозу? Напишите уравнения реакций