ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Тема 5. Химические свойства углеводов.

Предисловие.

Будучи огорчен качеством преподавания химии в РНИИМУ, и тем более, способом последующего контроля качества образования – тестами, я решил оказать посильную помощь студентам в сдаче оных. Пособие представляет собой краткую, насколько возможно, инструкцию, как минимально загрузив голову таки сдать этот окаянный тест. Я исследовал большое их количество, обобщил результаты. Дорогой любитель химии, не теряй знаний по прошлой теме, тут они сильно пригодятся. Вопросы были мной разделены на разновидности, в соотвествии моими представлениями о типах вопросов. На каждый вид вопросов я постарался дать ответ, в меру научный, чтобы все-таки не слишком уйти от своих химических корней, но и достаточно ясный, чтобы он мог быть воспринят среднестатистическим студентом. Теперь я представляю свой труд для использования широкой общественностью, надеюсь, моё творение сможет послужить к чьей-нибудь пользе.

Заранее благодарен за адекватные комментарии, дополнения и исправления к тексту. Текст создан исключительно из гуманных соображений и распространяется безвозмездно.

Удачи, ни пуха, ни пера, дорогие любители химии.

Алексей «Леша-химик» Федоров,

08.03.2016.

Тема 5. Химические свойства углеводов.

Введение:

Несмотря на обилие труднопроизносимых слов типа «О-метил-альфа-Д-фруктофуранозид» тема очень легкая. Причин две:

1) Вопросы идеально поддаются классификации

2) Нет формул, только текст. На текст проще реагировать.

Учитывая эти два нюанса, мы вообще не будем давать вводных знаний, а разберем весь материал уже внутри типовых вопросов. Однако, зная о ждущей вас контрольной, сопроводим каждый тип формулой. Хуже не будет.

Типичные вопросы:

1. Синтез гликозида.

Пример

Ну как то так…

Как с этим бороться:

При реакции любого углевода в циклической форме (галактоза, хотя имеют в виду галактопиранозу) с любым спиртом (метанол, этанол, пропанол) в присутствии газообразного хлороводорода (это ритуальная фраза) образуются «смесь аномерных гликозидов» - это и будет правильный ответ. Собственные названия гликозидов тоже могут встречаться. Они устроены по принципу О-радикал-альфа/бета-Д-название углевода-название цикла-озид. Например, О-метил-β-D-глюкопиранозид. Там тоже должна быть смесь альфа и бета форм.

· Однако вам, мои юнные друзья, предстоит еще и контрольная по этой теме. Там нужно писать эти же реакции формулами. Это делается так:

На первый ОН (гликозидный) навешивается радикал от спирта. Все, получился гликозид. Важно! Надо обязательно писать альфа и бета версии, а то препод не поймет.

2. Гидролиз гликозида.

Пример:

Ой...

Как с этим бороться:

В тесте это несложно. Эта реакция – обратная к первой, тут надо снести радикал, навешанный по п. 1, и получить обратно. Так же, как и в первой, должны получаться смесь альфа и бета форм. Здесь нетривиальный случай в примере – нет слова «смесь…». Тогда нужно исключить варианты «только альфа» и «только бета», неправильно же! И рибозу, потому что исходное – фруктоза.

· Отдельно отметим, как это может быть в КР. Тут все упирается в то, что нарисовать формулу «О-хуй пойми чего-откуда-куда-и-как-озида» довольно затруднительно. Обычно эту задачу решают постепенно. Сначала рисуют углевод, как если бы он не был гликозидом. (цикл 5 или 6 углов, ОН, учесть, альфа или бета) Затем навешивают радикал на первый ОН. Все эти предварительные ласки делают где нибудь в уголке. А затем в торжественной обстановке, для любимого препода сносят радикал нахрен. При гидролизе. И не забываем альфа и бета версии углевода.

Внезапная реакция.

3. Алкилирование метилиодидом.

Пример:

МетилИдиот.

Как с этим бороться:

Для начала неплохо прочитать правильно название реагента. Часто встречается версия «метил идиот». Забавно, но неправильно. МетилЙодид все таки. В этой реакции любой углевод в циклической форме реагирует с метилиодидом в щелочной среде (ритуал) обмазывается по всем своим ОН метильными группами. Получается ОСН₃ везде. Количество прицепленных метилов равно количеству ОН в исходном углеводе. Если в глюкопиранозе их 5, то получится пентаметил. (если кто не знает, ди-2, три-3, тетра-4, пента-5). Так же, как и в двух предыдущих реакциях, реакция связана с образованием смеси альфа и бета версии. По этим двум признакам и ориентируемся.

*для КР версия:

Просто везде в ОН вместо Н вставить СН₃

Бонус. Иногда дают уже готовую много-метильную хрень и просят её гидролиз. В этом случае с нее сносится только один метил, как в п.2.

В тесте это будет проявляться, например, так: было пентаметил-хрень, получили тетраметил-хрень.

4. Ацилирование.

Пример:

Люблю обмазаться ацетилом...

Как с этим бороться:

Как и в прошлой реакции, но тут по ОН цепляют не СН3, а ацетил. Так же получается ацетил-производное по количеству ОН в исходном веществе. Например, в дезоксиксилозе их 3, значит три-О-ацетил. Обращайте внимание на корни. Ежу понятно, что из ксилозы получится не рибоза. Заморочек альфа-бета тут нет.

*КР-эдишн. Берете свой углевод, добавляете уксусный ангидрид (см. пример, как пишется), обвешиваете все ОН ацетилами. Называете 1,2… и далее по номерам ОН-количество ацетилов-углевод.

СН3-СО- это и есть ацетил. Точнее, он вот такой:

5. Фосфорилирование.

Пример:

Нет.

нет.

Как с этим бороться:

Вопрос удален из пула вопросов, не нужно это учить.

6. Восстановление.

Пример:

Да!

Как с этим бороться:

Углеводы восстанавливают или НАДН или водородом на разных металлах. При восстановлении получаются вещества, собирательно называемые альдитами. Персональные названия образованы добавлением суффикса ит: глюкоза-глюцит (другое название сорбит), ксилоза-ксилит, и так далее.

Подводные грабли: при восстановлении фруктозы получается смесь глюцита и маннита, а не фруктит, как можно было бы ожидать. Заранее узнайте, как выглядят эти два вещества. Любопытные могут сами подумать, почему.

· И снова КР-эдишн. Берете свой углевод в линейной форме, и заменяете верхушку СОН на СН2ОН. Все, готов альдит.

7. Окисление мягкими окислителями.

Пример:

Снова НАД.

Как с этим бороться:

При окислении мягкими окислителями (НАД или бром) получаются альдоновые кислоты (глюконовая, рибоновая). Всё.

КР-версия. Заменить верхний СОН на СООН. Все, альдоновая кислота.

8. Окисление сильным окислителем.

Пример:

Ня! Азотная кислота.

Как с этим бороться:

При окислении сильным окислителем (НNO3) получается альдаровая кислота (глюкаровая, маннаровая, галактаровая). Всё.

*КР-версия. Заменить верхний СОН и нижний СН2ОН в линейной форме углевода – оба — на СООН

9. Синтез уроновой кислоты.

Пример раз:

Пример два:

Пример три:

...

Как с этим бороться:

Уроновая кислота – производное углевода, у которого сверху осталась СОН, а снизу СООН. Она может быть линейной, или можно циклить как обычный углевод, но будет не СН2ОН на последнем углу, а СООН.

Я нашел три варианта, что спрашивают.

1) Начинают гнать про «первичную спиртовую группу». Это как раз СН2ОН. См пример раз. Отвечаем – такого-то углевода уроновая кислота.

2) Начинают гнать про последовательность реакций. См. пример два. Отвечаем – реакция со спиртом (метанол, этанол), окисление, гидролиз. Это может быть и в КР, поэтому приведем формулы, вдруг это кого-то спасет.

Вместо глюкозы можно подставить другой углевод, получится другого углевода уроновая кислота.

3) Самое опасное – когда начинают гнать про декарбоксилирование. Вот это жесть. Декарбоксилирование – реакция из второй темы, убрать СО₂ из СООН. Из глюкозы получится ксилоза, вообще из гексоз – пентзы, а из рибозы (пример) – альдотетроза. Потому что минус один С. Еще не знаю, что может быть.

10. Эпимеризация (м.б., изомеризация, таутомеризация). В щелочной среде. Через ендиольную форму.

Пример:

Мда...

Как с этим бороться:

Если не засирать мозг. Правильный ответ – там где написано три вещества, такой как правило единственный, в остальных по два. Это может выглядеть по-разному. Было и «две альдозы и одна кетоза», было и «глюкоза, манноза, галактоза», было и «рибоза, рибулоза и эпимер рибозы по С2». Ну, для самых одаренных – где больше всего написано – там и верно. Не нужно смущаться буквой L. Тут она не влияет ни на что.

· КР-версия. Это довольно сложная реакция. Общая схема имеет вид:

Приведенное на схеме следует подставлять к любому углеводу, с которым это надо сотворить. Например, для глюкозы:

Берешь такой глюкозу. Ага, ее верхушка до первого креста как раз точно совпадает с первой штукой из схемы. Атлична. Хуяришь еще три раза низ одинаковый, а сверху дописываешь разные шапки, но такие, как на схеме. Готово? Малацца. Назвать? Да, это непросто. Ну, тут есть, а вот в общем случая можно затупить.

Спасибо за внимание!

Не фотошоп.

Легкая тема, меньше полутора минут

Приложение 1.

Поскольку у вас контрольная, а у меня завалялись билеты многолетней, правда, давности, имеет смысл его разобрать.

1.Цикло-оксо-таутомерия. Все строго по описанию. Можно использовать Приложение к методичке по Строению углеводов, там почти все есть.

2. Восстановление фруктозы. Я же знал! Почитайте про восстановление, там легко. Могут быть и другие реакции по п. 1-8.

3. Ацилирование. Тут тоже почти все легко, но есть небольшой нюанс. При ацилировании аминов ацилируется, собственно, только амин. Короче, надо вот такую шляпу получить:

Могут быть тоже реакции по п. 1-8

4. Дисахарид. См. методу по строению, все есть там. Бывают ди- или полисахариды или сложные реакции по п. 9-10.