Материал: Лидин Р. А., Молочко В. А. Химия для абитуриентов. От средней школы к вузу

а представитель кетоз - фруктоза:

Н Н ОН

I I I I I I I

ОН ононн о он

Глюкоза (виноградный сахар) и фруктоза (фруктовый сахар) являются структурными изомерами; их молекулярная формула С6Н120 6.

Глюкозу можно отличить ют фруктозы так же, как и лю­ бой альдегид от кетона,-по реакции «серебряного зеркала»:

Этерификация глюкозы и фруктозы (например, уксусной кислотой) приводит к образованию сложного эфира по всем пят1| группам ОН (ОН заменяется, на ОСОСН3).

Однако не все" реакции, характерные для альдегидов, протекают с глюкозой; например, не происходит реакции присоединения с участием гидросульфита натрия. Причина в Том, что молекула глюкозы может существовать в трех изомерных формах, из которых две формы (а- и (3-формы)- циклические. В растворе все. три формы находятся в состоя­ нии равновесия, причем открытая (альдегидная) форма, при­ веденная выше, содержится в наименьшем количестве:

Циклические формы глюкозы не содержат альдегидной груп­ пы. Они отличаются друг от друга только пространственным, расположением атома Н и группы ОН у атома углерода Сг

225

8 1945

Дисахариды образуются йз двух молекул моносахари­ дов путем межмолекулярной дегидратации. Так, сахароза С12Н22О 11 является продуктом соединения остатков глю­ козы и фруктозы за счет отщепления воды:

СН2ОН

Н

НО

СН2ОН

СН2ОН

сахароза

При гидролизе в кислотной среде сахароза переходит вновь в моносахариды:

с12н22.ои + н2о С Сбн1206 4“С6Н120(~6Г112,-'б

Крахмал и целлюлоза (клетчатка)-продукты поликонден­ сации (межмолекулярной дегидратации) соответственно а- и (3-форм глюкозы. Они являются полисахаридами с общей формулой (С6Н1о05)и. Степень полимеризации крахмала составляет 1000-6000, а целлюлозы 10000-14000. Целлюло­ за - наиболее распространенное в природе (содержится в древесине) органическое вещество. Очень трудно подверга­ ется гидролизу (НС1, >100°С) до глюкозы.

Большое практическое значение имеют сложные эфиры^ целлюлозы с уксусной кислотой (их используют в производ­ стве искусственного ацетатного волокна и кинофотопленок): -

226

Очень важны в народном хозяйстве азотсодержащие ор­ ганические вещества. Азот может входить в органические соединения в вид&ШтроГруппы -ЧчГО2; аминЬгр^ппы —ТШ2 и амидогруппы 1(п6ЛйДной группы) —С(0)>Щ2, причем всегда атом азота будет связан непосредственно а атомом углерода. - I • Нитросоединения получают при прямом нитровании7пре­ дельных углеводородов азотной, кислотой (давление* .-тем­

пература) или при азотной кислотой в присутствии серной кислоты, например:

Восстановление цитросоединений с помощькг атомарного водорода (образуется либо непосредственно в сосуде по реакции Ре 4- 2НС1 = РеС12 + 2Н°, либо при пропускании водорода Н2 над никелевым катализатором: Н2 = 2Н°) позволяет получить первичные амины (общая формула В—1Ш2):

Амины, можно рассматривать как органические произ­ водные аммиака >Ш3. Амины могут быть первичными К—КН2,вторичными ВВ'КН и третичными ВВ'К/'И в зави­ симости от числа атомов водорода, которые замещены на радикалы К,К' пли В". Например, первичный амин-этила- мин С2Н5>Ш2, вторичный амин - диметиламин (СН3)2КН и третичный амин - триэтиламин (С2Н5)3М

Амины, как и аммиак, проявляют основные свойства; они образуют в водном растворе гидраты, которые диссоцииру­ ют с образованием анионов ОН”:

8*

. Ароматические амины (в которых* аминогруппа связана непосредственно с бензольным кольцом) являются более слабыми основаниями, чем алкиламины, из-за взаимодей­ ствия неподеленной пары электронов атома азота с тг-элект- ррнами бензольного кольца. Аминогруппа облегчает заме­ щение водорода в бензольном кольце, например, на бром:,.

К1Н,

6^ 2 Вг2 Вг Вг

уУ —НВГ'

Анилин в лаборатории получают восстановлением нитро­ бензола. Является чрезвычайно важным .материалом для получения красителей (анилиновые красители)/

Органические соединения, содержащие,в, своем составе карбоксильную группу и аминогруппу, называются амино­ кислотам]и; они являются основой белковых^ веществ: >

Аминокислоты проявляют свойства и кислот, и аминов. Так, они образуют соли (за счет кислотных свойств карбо­ ксильной группы):

и сложные эфиры (подобна другим органическим кислотам):

С более сильными (неорганическими) кислотами они проявляют свойства оснований и образуют соли за счет основных свойств аминогруппы:

228

Реакции образования глицинатов и солей глициния мож­ но объяснить следующим образом. В водной растворё ами­ нокислоты существуют в трех формах (на примере глицина):

глицинат-ионИ^СЪ12СОО~ (в щелочной среде, рН-> 7)

он-

бШ(глщин) и°Н С+НзКСН2СОО-] (в нейтральной среде, рН = 7)

н,о

а с кислотами-катион глициния; равновесие смещается'со­ ответственно ъ сторону образования анионов йли катибнов.

Белки (протеийы) - органические приро/^ге соедйнения - биополимеры, пос^бенные из остатков аыйнокислрт. В мо­ лекулахбелков азот присутствует в виде амидогруппы —0(0)—N11— (так называемая пептидная связь С—N7

По числу остатков аминокислот в молекуле белка различают дипептиды (приведенный вьппе глицилаланин), трипептиды и т. д. Природные белки {протеины) содержат от 100 до 1 * 105 остатков аминокислот, что отвечает относительной моле-, кулярной массе 1104- 1 1 0 7 (а.е.м.).

Образование макромолекул протеинов (|биополимеров), т. е. связывание молекул аминокислот в длинные цепи, про-

229