1.4 C arbohydrat

Report
Hóa hữu cơ II
1 Hợp chất tạp chức
1.1 Halogenoacid
1.2 Hydroxyacid
1.3 Hợp chất có nhóm chức carbonyl
1.4 Carbohydrat
1.5 Acid amin, peptid và protid
2 Hợp chất dị vòng
2.1 Hợp chất dị vòng 5 cạnh 1 dị tố
2.2 Hợp chất dị vòng 6 cạnh 1 dị tố
2.3 Hợp chất dị vòng 6 cạnh 2 dị tố
2.4 Hợp chất dị vòng 7 cạnh
2.5 Hợp chất dị vòng ngưng tụ
3 Hợp chất thiên nhiên
3.1 Acid nucleic
3.2 Terpen
3.3 Steroid
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
1.1.1 Danh pháp
Tên thông thường
Tên quốc tế (IUPAC)
Acid α-clorobutiric
Acid 2-clorobutanoic
Acid α-cloro-β-metylvaleric
Acid 2-cloro-3-metylpentanoic
?
?
HCOOH
Acid formic
CH3COOH
Acid acetic
CH3CH2COOH
Acid propionic
CH3(CH2)2COOH
Acid butiric
CH3(CH2)3COOH
Acid valeric
CH3(CH2)4COOH
Acid caproic
…..
COOH
……
COOH
Cl
COOH
Br
COOH
COOH
Br
Br
Br
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
VD1: Gọi tên các hợp chất sau theo danh pháp quốc tế:
VD2: Viết cấu trúc hóa học của các hợp chất sau:
a. Acid 2,3-dimetil-2,4-dicloroheptanoic
b. Acid cis-1,2-ciclohexandicarboxilic
c. Acid trans-1,2-ciclopentandicarboxilic
d. Acid 2,3-dibromobutandioic
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
1.1.2 Phương pháp điều chế
• Halogen hóa acid carboxylic
C l2
H +, P
CH3 CH
C O OH
HCl
(sản phẩm chính)
HCl
(sản phẩm chính)
Cl
CH3 CH2 COOH
C l2
as
C H 2 C H 2 C O OH
Cl
COOH
COOH
C l2
A lC l 3
HCl
Cl
• Cộng HX vào acid chưa no
CH2 CH
COOH
HCl
CH2 CH2 COOH
Cl
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
1.1.3 Tính chất hóa học
• Phản ứng thủy phân
R
CH
COOH
X
HO
(SN2)
-
R
CH
(CÔ CHEÁ PHAÛN ÖÙNG)
COOH
OH
O
C
ε-Caprolacton
O
(6-Hexanolid)
H 2O , A g 2O
B r (C H 2 ) 5 C O O H
HO
Cl
CH2
CH2 CH2 COOH
(C H 2 ) 5 C O O H
O
H2O, Ag2O
O
• Phản ứng khử
CH3 CH
Cl
CH2 COOH
K O H /alcol
CH3 CH
CH
COOK
γ-Butirolacton
(4-Butanolid)
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
Nu
C
Nu
Y
O
HO
C
_
H
H
Nu
Y
C
O
O
O
HO
C
Y
C
-
C
_
C
X
O
+
C
C
X
H
R
H
X
R
R
(S )
HO
O
HO
O
O
C
H
+
C
C
H
OH
R
C
H
OH
R
(S )
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
1.1.4 Ứng dụng
Tinh thể,
• Monocloroacetic MCA (ClCH2COOH)
tnc = 63oC,
Dễ tan trong nước, etanol
đđ
(C H3 CO ) 2 O, H2 S O4
C l2
C H 3C O O H
C lC H 2 C O O H
HCl
hoặc
Cl
Cl
C
C
H
2 H 2O ,
t
Cl
H 2 SO 4
o
C lC H 2 C O O H
2
HCl
Dùng để tổng hợp acid malonic, ester malonat, chất màu...
H 3O
-
C lC H 2 C O O N a
+
CN
+
HOOC
-
NC
CH2 COO
CH2 COOH
Acid malonic
-
E tO H , H
+
E tO O C
CH2 COOEt
Dietylmalonat
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
• Dicloroacetic DCA (Cl2CHCOOH)
Điều chế:
C l 3 C C H (O H ) 2
C aC O3 , N aC N
(C l 2 C H C O O ) 2 C a
H
+
C l2 C H 2 C O O H
hoặc
Cl
Cl
C
Cl
C
2H 2O
t
Cl
o
C l2 C H 2 C O O H
2
HCl
Preliminary studies: DCA can slow the growth of certain tumors in animal
studies and in vitro studies.
However, no support the use of DCA for cancer treatment at this time.
• Tricloroacetic TCA (Cl3CCOOH)
C l 3 C C H (O H ) 2
C l3 C C O O H
HNO3
C l 3 CC O O H
H 2O
to
C l3 C H
CO2
- Precipitation of macromolecules: proteins, DNA, and RNA.
- Solutions containing TCA as an ingredient are used for cosmetic treatments:
chemical peels, tattoo removal, the treatment of warts…
1.1 Hợp chất tạp chức- Halogenoacid
1. Hãy sắp xếp các chất sau theo thứ tự tính acid tăng dần
a. CH3CH2COOH, FCH2COOH, BrCH2COOH
b. Acid p-bromobenzoic, acid p-nitrobenzoic, acid 2,4-dinitrobenzoic
2. Đề nghị phương pháp biến đổi các hợp chất sau
a. Bromobenzen thành acid benzenoic
b. CH3CH2CH2Br thành CH3CH2CH2COOH
c. HOCH2CH2CH2Cl thành HOCH2CH2CH2COOH
d. t-BuCl thành t-BuCOOH
3. Một tổng hợp ibuprofen được giới thiệu dưới đây: đề nghị cơ cấu
các hợp chất trung gian từ A đến D
Ibuprofen
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
1.2.1 Danh pháp
Tên quốc tế (IUPAC)
Tên thông thường
Acid α-hydroxybutiric
Acid 2-hydroxybutanoic
Acid 2-etil-4-hydroxypentanoic
CH3 CH
OH
CH2 CH
COOH
Acid α-etil--hydroxyvaleric
C 2H 5
COOH
Acid 2-hydroxybenzoic
OH
Acid salicilic
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
1.2.2 Phương pháp điều chế
• Thủy phân halogenoacid
H2O
• Hoàn nguyên
• Từ aldehyd-ceton (điều chế α-hidroxycarboxilic)
VD:
C 6H 5 C
O
CH2 CH3
HCN
H 3O
+
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
• Phản ứng Reformatski (điều chế β-hidroxycarboxilic)
VD:
CH3
C H 3C H 2C C H 2C O O H
OH
C H 3C H C H 2C O O H
OH
• Từ các hợp chất etylen oxid (điều chế β-hidroxycarboxilic)
• Từ acid amin
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
• Điều chế phenolacid
Acid p-hydroxybenzoic
Acid salicilic
(Acid o-hydroxybenzoic)
• Từ acid amin
• Điều chế phenolacid
Acid p-hydroxybenzoic
Acid salicilic
(Acid o-hydroxybenzoic)
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
1.2.3 Tính chất hóa học
• Phản ứng tách nước
- Với α-hydroxyacid
O
R
HO
OH
O
O
C
CH
C
CH
2 H 2O
CH
R
C
R
OH
HC
C
O
O
HO
CH O H
O
Lactid
- Với β-hydroxyacid
R
R
CH 2 C O O H
R
CH
CH
CO O H
- Với , -hydroxyacid
CH2

H 2C
C
OH
CH2
CH2
O
hoặc H+
H 2C
HO
C
HO
OH
O
H 2O
CH2
O
CH2
H 2C
CH2
 CH2
C
O
CH2
H 2C
CH2
hoặc H+
H 2O
C
H 2C
O
O
H 2O
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
Các vòng lacton có vai trò quan trọng trong một số dược phẩm
Boät laù khoâ
Chieát baèng hexan
Dòch chieát
Artemisia annua L. Thanh
hao hoa vaøng
Coâ quay thu hoài dung moâi
Cao hexan (chöùa Artemisinin treân 80%)
O
O
CH3
O
H
Keát tinh sau 24-48h
H
O
C
H
CH3
O
Artemisinin thoâ
Artemisinin – chữa sốt rét
-Keát tinh laïi trong etanol noùng
-Tinh thể hình kim, màu trắng,
không mùi, vị hơi đắng.
- Taåy maøu baèng than hoaït tính
- Ít tan trong nước, etanol; tan
nhiều trong hexan, ete dầu
hỏa, cloroform, và axeton.
- Điểm nóng chảy 156-157oC.
Artemisinin tinh khieát
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
Humans, guinea pigs, some
monkeys and many birds….
Aspergillus fumigatus
Aflatoxin
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
• Các phản ứng khác của alcolacid
- Phản ứng của chức –COOH (tính acid, tạo ester…)
- Phản ứng của chức –OH (tạo ester với dẫn xuất acid, phản ứng thế…)
Metyl salicilat
Aspirin (acid acetylsalicilic)
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
1.2.4 Ứng dụng một số alcolacid phổ biến
• Acid Glycolic
HOCH2COOH
- Chiết xuất từ cây mía, củ cải đường.
- Tinh thể không màu, không mùi, hút ẩm cao.
Ứng dụng:
- Acid glycolic 50% làm tăng sự hấp thu của thuốc tê dạng
bôi qua da.
- Giúp loại bỏ vết thâm nhanh hơn, ngăn ngừa hoạt động của
tyrosinase, kích thích tái tạo tế bào da.
1.2 Hợp chất tạp chức- Hydroxyacid
• Acid Lactic CH3CHOHCOOH
- Trong dược phẩm: kháng khuẩn, thuốc trị rối loạn tiêu hóa, giúp
đường ruột khỏe mạnh,…
- Trong công nghệ thực phẩm: lên men lactic làm sữa chua, phô mai…
- Trong mỹ phẩm: giữ ẩm cho da, tẩy tế bào chết…
•
Acid p-hidroxybenzoic
Acid p-hidroxybenzoic
R : -CH3
Nipagin
R: -nC3H7 Nipazol
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
1.3.1 Hydroxy aldehyd và hydroxy ceton
Điều chế
ONa
2 C H 3C H 2C H 2C O C 2H 5
+
4 Na
- 2 C 2H 5O N a
C H 3C H 2C H 2C
C C H 2C H 2C H 3
O
ONa
H 2O
O
C H C H 2C H 2C H 3
C H 3C H 2C H 2C
OH
O
CH2 CH2
O
H O C H 2C H 2O H
C H 3C C H 2C H 2C O C H 2C H 3
H
O
O
+
O
C
CH3
C H 2C H 2C O C H 2C H 3
1 .L iA lH 4
2 .H 3 O
O
C H 3C C H 2C H 2C H 2O H
+
H O C H 2 CH 2 O H
H 3O
+
+
CH2 CH2
O
O
C
CH3
C H 2C H 2C H 2O H
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
Tính chất hóa học
• Phản ứng loại nước
R
CH
R
CH
CH
+ H2O
CHO
hoặc OH-
OH
R
H+
CH2 CHO
CH2 C
CH2 CH
O
OH
CH2 R'
H+
hoặc OH-
R
CH2 C
CH
CH
CH2 R'
+ H2O
O
• Phản ứng oxy hóa
CH3 C
CH
O
OH
CH3
CH3
H IO 4
C
OH
C H 3C H O
O
• Phản ứng tạo bán acetal và bán cetal vòng
H
H O C H 2C H 2C H 2C H O
O
OH
CH3
H O C H 2C H 2C H 2C H 2C C H 3
O
Bán acetal vòng
O
OH
Bán cetal vòng
H IO 3
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
Các bán acetal vòng là những chất trung gian để tổng hợp nhiều hợp chất
hữu cơ.
N aB H 4
H
O
OH
H O C H 2C H 2C H 2C H 2C H 2O H
1 .C H 3 M gB r
+
2. H 3O
H O C H 2C H 2C H 2C H 2C H C H 3
OH
C H 3C O C l
H
O
OCOCH3
H 2C r2O 7
O
O
VD: Hãy chỉ ra nhóm –OH bán acetal của α-D-Glucopyranose, đồng thời viết sản phẩm tạo
thành khi cho α-D-Glucopyranose tác dụng với:
a. NaBH4
b. CH3OH, H+
C H 2O H
O
H
H
OH
H
H
OH
OH
H
OH
α-D-Glucopyranose
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
1.3.2 Ceto-aldehyd, ceto-acid, ceto-ester
R
C
(C H 2 )n
R
CHO
C
(C H 2 )n C O O H
R
C
O
O
Ceto-aldehyd
(C H 2 )n C O O R '
O
Ceto-acid
Ceto-ester
Điều chế
• Oxi hóa trực tiếp
• Ngưng tụ Claisen
O
O
H C O O C 2H 5
N aOC 2 H 5
CHO
H 3O +
C 2H5O H
CH3 C
N aOC 2 H 5
O C 2H 5
H 3O+
CH3 C
O
Cơ chế:
C H 2C O O C 2H 5
O
O
O
O
O
O
E tO
-
H
C
CH
OEt
O
O
CHO
E tO
-
OEt
O
CHO
H
+
CHO
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
O
COEt
O
+
C H 3C O E t
B ase
+
+
C H 3 C O Ph
H
O
O
H 3O
C
+
OEt
O
OEt
O
O
OEt
O
OEt
E tO N a, E tan o l
C H 2C O E t
PhCO CH 2 CO Ph
O
E tO N a, E tanol
C
+
ether
OEt
O
ether
B ase
PhC O O Et
H
O
H 3O
+
O
C
OEt
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
Tính chất hóa học
• Cân bằng ceton- enol
H
O
O
CH3 C
C
CH3
O
O
CH3 C
C
CH3
CH
CH2
Ceton
Enol
Dung dịch nước
84%
16%
Dung dịch hexan
8%
92%
• Tính acid của hợp chất có 2 nhóm carbonyl
O
O
C
H
C
+
O
O
O
O
O
O
C
C
C
C
C
C
CH2
O
C..H
O
C H 3C C H 2C C H 3
O
>
O
C H 3C C H 2C O C H 3
CH
O
CH
O
> C H 3C C H C C H 3 >
CH3
O
N C C H 2C N
O
> C H 3O C C H 2C O C H 3
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
• Chuyển vị benzylic
C 6H 5 C
C
O
O
H
KOH
C 6H 5
C 6H 5
+
HO
C
C
O
OH
Benzil
C 6H 5
Benzilic acid
Cơ chế
R
C
C
O
O
HO
R'
OH
-
R
R
O
C
C
O
O
C
C
O
O
H
R'
R'
HO
R
-
O
C
C
O
O
R
+
O
C
C
OH OH
R'
R'
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
• Phản ứng decarboxyl
O
O
C H 3C H 2C H 2C C H C O O H
C H 3C H 2C H 2C C H 2C H 2C H 3
+
CO2
C H 2C H 3
• Phản ứng tự súc hợp
O
O
C
COOEt
C H 3 C H 2 C O C H 2 C H 2 C O O Et
E tO N a
EtO N a
H
H
O
+
+
O
O
CH3
1.3 Hợp chất hai chức có nhóm carbonyl
1. Heptanal + Bromoacetat etyl + Zn, roài H2O
A + CrO3
B
B + Etoxid natri, roài Clorua benzil
C + HO-, ñun noùng; roài H+, ñun aám
A (C11H22O3)
C
D (C15H22O)
2. Bromur alil + Mg → E (C6H10)
E + HBr → F
F (löôïng thöøa) + Ester malonic natri → G (C13H23O4Br)
G + Etoxid natri → H
H + (HO-, ñun noùng); rồi (H+, ñun noùng) → I (C8H14O2)
3. 1-Heptin + LiNH2 → J
J + 1-Cloro-3-bromopropan → K (C10H17Cl)
K + Mg, rồi CH3(CH2)9CHO; sau ñoù H+ → L
L + H2/Pd-BaSO4 → M
M + CrO3 → N (C21H40O)
1.4 Carbohydrat
Phân loại :
Có 3 loại carbohydrat
• Monosacarid: còn gọi là đường đơn, không bị thủy phân.
C H 2O H
O
H
H
OH
H
C H 2O H
O
HO
H
C H 2O H
OH
OH
H
OH
OH
α-D-Glucopyranose
OH
β-D-Fructofuranose
• Oligosacarid: do các monosacarid kết hợp lại với nhau bằng liên kết
glycosid , khi bị thủy phân cho một vài (oligo: một vài) monosacarid. Trong đó
quan trọng nhất là disacarid.
Saccarose
• Polysacarid: do hàng trăm đến hàng nghìn monosacarid kết hợp lại với
nhau bằng liên kết glycosid.
Amylose
1.4 Carbohydrat
1.4.1 Monosacarid
1.4.1.1 Danh pháp
• Tên gọi theo số cacbon, chức aldehyd hoặc ceton
Monosacarid có chứa chức aldedyd gọi là aldose
Monosacarid có chứa chức ceton gọi là cetose
Nếu số C trong phân tử là: 3 thì gọi là triose
4 thì gọi là tetrose
5 thì gọi là pentose
6 thì gọi là hexose
C H 2O H
C
CHO
O
CHOH
CHOH
CHOH
C H 2O H
CHOH
Cetohexose
CHOH
CHOH
C H 2O H
Aldopentose
1.4 Carbohydrat
• Danh pháp D/L : được sử dụng rộng rãi khi gọi tên carbohyrat
CHO
H
C
CHO
OH
C H 2O H
D-Aldehyd glyceric
CHO
H
OH
HO
C
C H 2O H
L-Aldehyd glyceric
CHO
HO
H
C H 2O H
H
C H 2O H
O
O
HO
H
H
OH
HO
HO
H
H
OH
H
OH
HO
H
H
OH
HO
H
OH
C H 2O H
D-Galactose
HO
H
C H 2O H
C H 2O H
L-Galactose
D-Fructose
H
OH
H
H
C H 2O H
L-Fructose
1.4 Carbohydrat
• Danh pháp R,S : mặc dù chỉ rõ cấu hình từng cacbon thủ tính nhưng
danh pháp này ít được sử dụng khi gọi tên carbohydrat
1C H O
H
HO
2
C
3
C
1C H
OH
2C
H
HO
4
H
C
OH
5
H
C
H
OH
3
C
4
C
5
6
C H 2O H
(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-Pentahydroxyhexanal
2O H
O
H
OH
C H 2O H
(3S,4R)-1,3,4,5-Tetrahydroxy-2-pentanon
• Gọi tên theo vòng:
VD: Glucopyranose (vòng 6 cạnh)
O
Fructopyranose (vòng 6 cạnh)
O
Pyran
Furan
Glucofuranose (vòng 5 cạnh)
Fructofuranose (vòng 5 cạnh)
1.4 Carbohydrat
6
6
C H 2O H
C H 2O H
5
HO
O
H
OH
4
H
H
2
OH
H
α-D-Galactopyranose
H
2
3
OH
1
H
OH
β-D-Galactopyranose
C H 2O H
C H 2O H
O
O
H
OH
H
5
H
OH
4
1
H
3
HO
C H 2O H
O
OH
HO
HO
C H 2O H
OH
OH
OH
β-D-Fructofuranose
α-D-Fructofuranose
C H 2O H
O
H
H
OH
H
H
OH
OH
H
O C H 2O H
HO
OH
α-D-Glucopyranose
OH
OH
OH
α-D-Fructopyranose
1.4 Carbohydrat
1.4.1.2 Một số kiểu trình bày monosacarid
• Theo công thức chiếu Fischer
CHO
C H 2O H
H
C
OH
O
HO
C
H
H
C
OH
H
OH
H
C
OH
H
OH
HO
C H 2O H
H
C H 2O H
D-Gluco
D-Fructo
• Theo công thức chiếu Haworth
C H 2O H
C H 2O H
O
H
H
OH
H
H
OH
OH
H
H
H
OH
O
OH
α-D-Glucopyranose
OH
OH
β-D-Glucopyranose
OH
HO
OH
H
H
C H 2O H
O
HO
H
OH
C H 2O H
C H 2O H
O
OH
α-D-Fructofuranose
C H 2O H
OH
β-D-Fructofuranose
1.4 Carbohydrat
Cách đóng vòng tạo bán acetal vòng
1.4 Carbohydrat
1.4 Carbohydrat
• Theo công thức chiếu Reeves
H
C H 2O H
O
H
H
OH
H
C H 2O H
HO
H
O
H
HO
OH
OH
OH
H
OH
H
C H 2O H
H
O
H
H
OH
OH
H
H
OH
OH
C H 2O H
HO
H
OH
H
H
O
H
OH
H
HO
OH
H
H
1.4 Carbohydrat
1
4
O
O
2
3
3
4
1
2
1C
4
4C
1
HO
HO
OH
OH
O
O
OH
O
OH
HO
HO
OH
O
HO
HO
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
α-D-Glucopyranose
OH
OH
β-D-Glucopyranose
OH
OH
HO
OH
OH
O
α-D-Glucopyranose
OH
O
O
OH
OH
HO
OH
α-D-Idopyranose
β-D-Glucopyranose
HO
OH HO
OH
OH
O
HO
OH
HO
OH
β-D-Idopyranose
α-D-Idopyranose
β-D-Idopyranose
1.4 Carbohydrat
Cấu trạng ưu đãi
H
C H 2O H
HO
H
O
HO
H
OH
H
HO
OH
H
H
H
HO
H
OH
H
H
190
O
H
e
β-D-Glucopyranose (64%)
+
C H 2O H
a
OH
α-D-Glucopyranose (36%)
?0
+ 1120
+ 52,7
CHO
C H 2O H
HO
H
O
H
H
OH
H
HO
OH
H
HO
H
H
H
C
C
C
C
OH
H
OH
OH
C H 2O H
C H 2O H
HO
O
H
H
H
HO
OH
H
OH
1.4 Carbohydrat
1.4.1.3 Tính chất hóa học
•
Phản ứng của nhóm aldehyd (ceton)
H
C H 2O H
HO
Phân biệt đường khử và đường không khử.
H
O
HO
H
OH
H
HO
C H 2O H
H
 Phản ứng oxi hóa
OR
H
HO
OH
H
O
OH
H
H
Đường khử
H
Đường không khử
Tất cả đường khử sẽ tham gia phản ứng với thuốc thử Tollens (AgNO3 trong nước
NH3), thuốc thử Fehling (CuSO4 trong tartrat natri), thuốc thử Benedict (CuSO4 trong
citrat natri).
COO
H
C H 2O H
HO
O
H
OH
H
HO
C u(O H ) 2
OH
H
H
β-D-Glucose
-
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
C u 2O
2 H 2O
C H 2O H
H
C H 2O H
HO
COOH
O
H
OH
H
HO
OH
H
H
2 Ag
+
H 2O
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
C H 2O H
2 Ag
1.4 Carbohydrat
 Phản ứng khử
C H 2O H
CHO
H
C H 2O H
HO
O
H
OH
H
HO
OH
H
H
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
2. H 2O
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
C H 2O H
C H 2O H
β-D-Glucopyranose

1 .N aB H 4
H
D-Glucitol (D-Sorbitol)
Sự tạo thành osazon
H
O
H
C
CHOH
3 C 6H 5 N H
N
NH
C 6H 5
C
N
NH
C 6H 5
NH2
(C H O H )n
C 6H 5N H 2
(C H O H )n
C H 2O H
Aldose
C
NH3
Glucosazon
C H 2O H
Phenylhydrazin
Phenylosazon
Maltosazon
Các osazon của các loại đường khác nhau sẽ kết tinh cho ra
tinh thể khác nhau nên có thể sử dụng dẫn xuất này để xác
định phần lớn các loại đường.
Galactosazon
Lactosazon
H 2O
1.4 Carbohydrat
Cơ chế tạo thành osazon
H
H
O
O
C
C
CHOH
C
C 6H 5 N H
O
(C H O H )n
(C H O H )n
C H 2O H
C H 2O H
O
H 2N
NH
NH3
C 6H 5N H 2
NH2
O
OH
C
C
C 6H 5
C
N H N H C 6H 5
N H 2N H C 6H 5
H 3O
+
H
C 6H 5
NH
N
C 6H 5
H
C
O
NH
OH2
N
_
H
C
H 2O
C
N H N H C 6H 5
H 2O
1.4 Carbohydrat
 Phản ứng tăng mạch carbon
CN
H
OH
CHO
HO
H
OH
H
OH
H
H
H
OH
H
OH
OH
H
OH
OH
H
OH
H
OH
H
O
H 2O
H
OH
H
H
OH
H
OH
H 2O
H
HO
H
OH
H
N a(H g )
OH
CO2
H
H
OH
H
OH
C H 2O H
O
-
H 2O
CHO
C
HO
H
OH
H
N a(H g )
+
H
OH
H
OH
H
OH
H
O
CO2
HO
H
OH
H
H
OH
H
OH
C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
C H 2O H
OH
C H 2O H
C H 2O H
COOH
HO
H
H
-
H
OH
+
H
H
CHO
C
OH
CN
C H 2O H
O
H 2O
C H 2O H
HCN
H
OH
COOH
 Phản ứng giảm mạch carbon
CHO
H
OH
OH
H
H
B r2
+
H 2O
OH
H
OH
H
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
C H 2O H
COO
COOH
C H 2O H
C aC O 3
OH
CHO
OH
HO
H 2O 2
H
H
OH
H
OH
C H 2O H
Ca
Fe
H
H
OH
H
OH
3+
C H 2O H
2
•
1.4 Carbohydrat
Phản ứng của nhóm -OH
 Phản ứng tạo ester
H
H
C H 2O H
HO
H
C H 2O C OC H 3
O
(C H 3 C O ) 2 O
H
OH
HO
OH
H 3 CO CO
H
0
P iridin, 0 C
O
H
O CO CH 3
H 3CO C O
O COC H 3
H
H
H
H
β-D-Glucopyranose
Penta-O-acetil-β-D-glucopyranose
 Phản ứng tạo eter
H
C H 2O H
HO
H
H
O
A g 2O
H
OH
HO
OH
H
H
β-D-Glucopyranose
C H 3I
C H 2O C H 3
C H 3O
C H 3O
H
O
H
OCH3
OCH3
H
H
1.4 Carbohydrat
 Phản ứng tạo glycosid
Glycosid khi bị thủy phân sẽ tạo ra phần đường và phần aglycon
VD:
Liên kết glycosid
H
C H 2 OH
HO
H
O
H
OH
O
HO
p-Hydroxyphenyl β-D-glucopyranosid
HO
H
H
Phần đường
Phần aglycon
Cách gọi tên glycosid:
Tên nhóm alkil + tên đường (thay ose thành osid)
C H 2O H
O
O
H
CH3
C H 2 OH
HO
HO
C H 2O H
OH
Metyl β-D-fructofuranosid
H
C H 2O H
O
H
O
HO
HO
H
H
O-Hydroxymetylphenyl β-D-glucopyranosid
1.4 Carbohydrat
Một vài VD về glycosid
OH
OH
OH
OH
HO
OH
H
HO
HO
O
OH
H
O OH
H
O
HO
HO
OH H
H
OH
H
O
O
H
H
O
OH H
H
3-O-b-D-Galactopyranosyl quercitin
O
OOH
3-O-b-D-Glucopyranosyl quercitin
29
28
22
21
24
27
20
19
23
25
HO
H
12
11
18
H
6'
4'
HO
3'
H O
2'
1'
8
10
14
OH
C=C
26
H3CO
H
C
O
O
7
O
4
O
OH
OH
6
O
OH
H
HO
O
15
5
3
H
16
9
2
5'
HO
1
OH
17
13
3-O-b -D-Glucopyranosylstigmasterol
H
HO
OH
O
O
H
HO
HO
O
OH
Kaempferol 3-O-{6-[(6-O-E-feruloil)-β-D-galactopiranosil]β-D-glucopiranosid}
H
1.4 Carbohydrat
• Phản ứng tạo phức màu xanh với Cu(OH)2
H
C H 2O H
4
HO
H
O
HO
H
OH
H
HO
3
OH
H
C u(O H ) 2
HO
H
H
H
3
1
O
H
1
H
3
H
HOCH2 H
H
O
OH
H
O
O
4
O
O
Cu
H
C H 2O H
4
1
OH
H
H
Phức đồng
• Phản ứng lên men
Lên men rượu
Lên men lactic
2
C 2H 5O H
2
C H 3C H O H C O 2H
+
2CO
2
COOH
C 6H 12O 6
Lên men citric
H O O C C H 2C C H 2C O O H
D-Glucose
Lên men butyric
Lên men
aceton-butylic
+
H 2O
OH
C H 3C H 2C H 2C O 2H
C H 3C O C H 3
+
+ 2C O 2
C 4H 9O H
+
+
2H 2
C 2H 5O H
+
3CO2 +
H2
1.4 Carbohydrat
1.4.2 Disacarid C12H22O11
Có thể chia disacarid ra làm 2 loại: đường khử và đường không khử
Đường khử: Maltose, cellobiose, lactose…
• Maltose hay 4-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-glucopyranosid
H
H
C H 2O H
HO
HO
H
H
H
HO
C H 2O H
O
H
OH
H
O
O
H
C H 2O H
OH
H
H
O
OH
H
HO
H
H
HO
C H 2O H
O
H
H
H
HO
OH
H
O
H
OH
H
H
4-O-(α-D-Glucopyranosyl)-β-D-glucopyranosid
OH
4-O-(α-D-Glucopyranosyl)-α-D-glucopyranosid
• Lactose hay 4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-D-glucopyranosid
OH
OH
C H 2O H
H
H
O
4
H
1
OH
H
H
C H 2O H
O
H
H
O
H
HO
C H 2O H
4
OH
H
H
C H 2O H
HO
H
O
4
H
H
OH
H
1
H
O
OH
H
HO
H
H
H
O
H
HO
C H 2O H
H
OH
H
• Cellobiose
O
H
HO
1
OH
H
C H 2O H
O
H
HO
OH
H
HO
H
O
H
OH
H
H
4-O-(β-D-Glucopyranosyl)-β-D-glucopyranosid
OH
1.4 Carbohydrat
Đường không khử: Saccarose (đường mía) C12H22O11
6
H
C H 2OH
4
5
HO
O
H
1
H
HO
H
2
3
H
HO
H
5
1
2
O
Nối α- glucosid
C H 2O H
O
H
HO
6
C H 2O H
3
HO
4
H
Nối β- fructosid
2-O- (α-D-Glucopyranosyl)-β-D-fructofuranosid
Năng lực triền quang [α] = + 66,50
1 mol saccarose bị thủy phân cho ra 1 mol D-glucose và 1 mol D-fructose.
Sự thủy phân này làm thay đổi góc quay cực ban đầu của saccarose, từ (+)
chuyển thành (-). Hiện tượng này gọi là sự nghịch quay.
[α]D-glucose= + 52,70 [α]D-fructose= -92,40
Kết quả là dung dịch saccarose sau khi thủy phân có góc quay cực âm.
1.4 Carbohydrat
1. Trình baøy coâng thöùc Haworth vaø caáu traïng öu ñaõi cuûa caùc ñöôøng coù teân goïi nhö sau
a. 6-(O-β-D-Galactopyranosyl)-D-galactopyranosid
b. 4-(O-α-D-Mannopyranosyl)-β-D-fructofuranosid
c. α-D-Galactopyranosyl (16)-β-D-glucopyranosyl (1 2)-β-D-fructofuranosid
d. α-D-Glucopyranosyl (16)-α-D-glucopyranosyl (1 2)-β-D-fructofuranosid
2. Goïi teân caùc ñöôøng theo danh phaùp IUPAC
OH
OH
O
OH
HO
OH
O
O
HO
OH
OH
O
HO
O
HO
O
OH
O
OH
O
O
HO
HO
OH
HO
C H 2O H
O
HO
OH
C H 2O H
OH
OH
1.4 Carbohydrat
3. Gentiobiose, thuộc loại đường khử, là một disaccarid hiếm. Khi thủy giải
bởi dung dịch nước acid, Gentiobiose chỉ cho ra D-glucose. Cho Gentiobiose
tác dụng với CH3I/Ag2O cho dẫn xuất octametyl, chất này khi bị thủy giải bởi
dung dịch nước acid, sẽ cho một mol 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucopyranose
và một mol 2,3,4-tri-O-metyl-D-glucopyranose. Biết rằng Gentiobiose có chứa
một nối β-glycosid. Vẽ cấu trúc của Gentiobiose (trình bày bằng cấu trạng ghế)
và gọi tên Gentiobiose theo danh pháp quốc tế.
4. Trehalose laø moät disaccarid, coâ laäp ñöôïc töø naám men, coân truøng…Trehalose thuoäc loaïi ñöôøng
khoâng khöû, khi bò thuûy giaûi bôûi dung dòch nöôùc acid seõ cho 2 mol D-Glucose. Trehalose bò thuûy
giaûi bôûi enzym α-glucosidase maø khoâng bò thuûy giaûi bôûi enzym β-glucosidase. Veõ caáu truùc cuûa
Trehalose (trình baøy baèng caáu traïng gheá) vaø goïi teân Trehalose theo danh phaùp quoác teá.
1.4 Carbohydrat
4. Melibiose laø moät disacarid. Coù theå bieát ñöôïc caáu truùc cuûa Melibiose nhôø vaøo caùc keát quaû sau:
a)Melibiose laø ñöôøng khöû, coù khaû naêng laøm thay ñoåi tính quay quang, coù theå thaønh laäp
phenylosazon.
b) Khi thuûy giaûi vôùi acid hoaëc vôùi α-galactosidase, Melibiose cho ra D-galactose vaø D-glucose.
c) Oxid hoùa vôùi dung dòch nöôùc brom, Melibiose cho acid melibionic tieáp theo laø thuûy giaûi cho ra
2,3,4,6-O- tetrametyl-D-galactose vaø acid 2,3,4,5-O-tetrametyl-D-gluconic.
d) Metyl hoùa vaø thuûy giaûi Melibiose cho 2,3,4,6-O-tetrametyl-D-galactose vaø 2,3,4-O-trimetyl-D-glucose.
Giaûi thích vaø cho bieát caáu truùc cuûa nhöõng saûn phaåm trong töøng phaûn öùng töø a...d. Cho bieát caáu
truùc cuûa Melibiose vaø goïi teân danh phaùp quoác teá cuûa hôïp chaát naøy. (Trình baøy taát caû coâng
thöùc döôùi caáu traïng gheá).
1.4 Carbohydrat
1.4.3 Polysacarid
- Polysacarid là những hợp chất bao gồm hàng trăm đến hàng nghìn gốc
monosacarid kết hợp với nhau bằng liên kết glycosid.
- Polysacarid không phải là đường khử và không làm thay đổi tính quay
quang.
- Polysacarid quan trọng và hay gặp là tinh bột, cellulose và glycogen.
CTTQ: (C6H10O5)n
1.4 Carbohydrat
1.4.3.1 Tinh bột
Tinh bột có 20% amylose và 80% amylopectin
Cấu trúc của amylose
1
4
1
4
1,4‘-(α-D-Glucopyranosid)
Cấu trúc của amylopectin
1.4 Carbohydrat
Ứng dụng:
- Tinh bột được sử dụng làm tá dược.
- Sản xuất giấy, keo dán hồ, xử lý nước.
- Cách cơ thể người tiêu hóa tinh bột: ở nước bọt và bao tử có enzym
glycosidase sẽ thủy giải nối α-glycosid cho ra các phân tử glucose.
1.4 Carbohydrat
1.4.3.2 Cellulose
Liên kết Hydrogen
Cây bông vải
Cây đay
Ứng dụng:
- Làm pha tĩnh trong sắc ký cột.
- Ester của cellulose:
• Nitrat cellulose: chất nổ, verni sơn.
• Acetat cellulose: tấm phim, giấy lọc, sợi tơ
tổng hợp…
- Eter của cellulose: metil, etil, propil…dùng
làm chất ổn định, chất kết dính, sản phẩm
tẩy trang.
- Cacboximetilcellulose (CMC) : tá dược,
thành phần của thực phẩm ăn kiêng
1.4 Carbohydrat
1.4.3.3 Glycogen
- Dự trữ năng lượng (người, động vật, nấm…), điều hòa lượng glucose
ở mức cần thiết cho cơ thể.
- Tích lũy ở gan với tỷ lệ 20%
1.4.3.4 Chitin
ÖÙng duïng
• Baûo quaûn traùi caây
• Laøm lôùp boïc aùo beân ngoaøi vieân thuoác
• Haï cholesterol trong maùu…
1.4.3.5 Pectin
1.4 Carbohydrat

similar documents