2. Chemiczne właściwości związków karbonylowych. Cukrowce.

Przygotowały Małgorzata Kłonowska

i Aniela Gospodarek

*Zagadnienia do powtórzenia i przygotowania:

• Addycja i kondensacja do grupy karbonylowej: mechanizm addycji nukleofilowej do spolaryzowanej grupy karbonylowej aldehydów, ketonów i cukrowców (H₂O, HCN, NH₂-NH₂, NH₂-OH, CH₃OH, CH₃CH₂OH), kondensacja aldolowa.

• Cukry proste: podział, konfiguracja (wzorzec D, L ) i konformacja monosacharydów, ważniejsze pentozy, heksozy, wzory Fishera i Hawortha.

• Mutarotacja, enolizacja, epimery.

• Utlenianie węgla C₁ i C₆ monosacharydów. Produkty utleniania i redukcji.

• Estry kwasów organicznych i nieorganicznych

• Ważne pochodne monocukrów: amino -, deoksy -, estry, acylo- pochodne. Reakcje degradacji (oznaczanie konfiguracji monosacharydu) i dobudowy łańcucha cukrowego.

• Właściwości optyczne cukrów.

• lWiązanie O- glikozydowe di-, oligo- i polisacharydy: własności, budowa ważniejsze dwucukry (struktura: maltozy, celobiozy, laktozy, gencjobiozy, sacharozy, trehalozy), produkty ich hydrolizy, disacharydy redukujące i nieredukujące.

• Wielocukry: właściwości, budowa, składniki, rodzaj połączeń, struktura polisacharydów,

• Uszkodzenia pierścieni cukrowych przez wolne rodniki (RFT - reaktywne formy tlenu) prezentacja.

Kwas N-acetyloneuraminowy - kwas sjalowy

Problemy / Pytania.

1. Narysuj wzór strukturalny dowolnego monosacharydu w formie D- i L- łańcuchowej i α, L-pierścieniowej.

2. Jak monosacharydy reagują ze stężonym kwasem siarkowym? Jakiego typu to reakcja?

3. Opisz reaktywność grup funkcyjnych: hydroksylowych, aldehydowej lub ketonowej.

4. Jak grupa karbonylowa aldehydu, ketonu lub cukrowca reaguje z wodą, z kwasem cyjanowodorowym, amoniakiem, alkoholem (z 1 i z 2 cząsteczkami alkoholu). Wyjaśnij mechanizm reakcji addycji.

5. Jak grupa karbonylowa, aldehydu, cukrowca reaguje z pochodnymi amoniaku takimi jak aminy, hydroksylamina, hydrazyna, fenylohydrazyna?

6. Opisz reaktywność grup karbonylowych w cząsteczce cukru. Reakcjami opisz tworzenie estrów, hemiacetali, acetyli, reakcję utleniania oraz tworzenia wiązania glikozydowego.

7. Wytłumacz, jakie cukry reagują z odczynnikiem Fehlinga i jaki produkt tworzy się oprócz Cu₂O?

8. Dlaczego w roztworach alkalicznych odczynników miedziowych, takich jak roztwór Fehlinga, niektóre dwucukry wykazują właściwości redukujące a inne nie? Podaj wzory i nazwy dwusacharydów nieredukujących.

9. Laktoza jest zbudowana z D-galaktozy i z D-glukozy połączonych wiązaniem ß(1→4) galaktozydowym. Jaki będzie skład mieszaniny otrzymanej w wyniku hydrolizy laktozy.

10. Sacharoza jest cukrem nieredukującym. Czy po całkowitej hydrolizie będą w roztworze grupy redukujące? Ile ich będzie na 1 cząsteczkę sacharozy.

11. Trehaloza jest rzadko spotykanym dwucukrem, w którym dwie cząsteczki glukozy są związane wiązaniem α (1→1) glikozydowym. Czy jest to cukier redukujący, czy nieredukujący, wyjaśnij. Napisz reakcję.

12. Napisz reakcję utleniania izomaltozy, celobiozy i laktozy.

13. Napisz następujące reakcje i nazwij produkty:

1. Odwodnienia galaktozy, rybozy lub glukozy stężonym H₂SO₄,

2. Glukozy z kwasem fosforowym,

3. Galaktozy z rozcieńczonym kwasem siarkowym,

4. Fruktozy z dwoma cząsteczkami kwasu ortofosforowego,

5. Glukozy z chlorkiem kwasu octowego (CH₃COCl),

6. Mannozy z bezwodnikiem octowym (CH₃CO)₂O,

7. Arabinozy z metanolem i z metanalem,

8. Mannozy z etanolem,

9. Glukozy lub rybozy z HCN (kwasem cyjanowodorowym),

10. Fruktozy z jedną cząsteczką fenylohydrazyny

11. Galaktozy z dwoma cząsteczkami fenylohydrazyny,

12. Mannozy lub glukozy z trzema cząsteczkami fenylohydrazyny,

13. Mannozy z hydrazyną (H₂N-NH₂),

14. Ksylozy z hydroksylaminą,

15. Utleniania mannozy i glukozy różnymi utleniaczami,

16. Redukcji rybozy, glukozy i mannozy.

Gencjobioza

Trehaloza

2-1

---