Коллоквиум № 2. Углеводы

Классификация, строение и изомерия углеводов

Моно-, ди- и полисахариды. Альдозы (глюкоза, манноза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза) и кетозы (фруктоза). Триозы, тетрозы, пентозы, гексозы. Стереоизомерия (D- и L-ряды). Цикло-цепная таутомерия. Пиранозы и фуранозы. Формулы Фишера, Колли-Толленса и Хеуорса. Энантиомеры и диастереомеры. Аномеры. Эпимеры. Полуацетальный (гликозидный) гидроксил. Мутаротация. Конформации. Дезокси- (2-дезокси-D-рибоза) и амино- (2-амино -2- дезокси-D-глюкозамин) сахара. Восстанавливающие (мальтоза, лактоза, целлобиоза) и невосстанавливающие (сахароза) дисахариды. α- и β-Гликозидные связи. Гомо- и гетерополисахариды.

Химические свойства

Моносахариды.

Окисление (гликоновые, гликаровые и гликуроновые кислоты), восстановление моносахаридов. Реактивы Фелинга и Толленса. Эпимеризация (взаимные превращения альдоз и кетоз). Алкилирование, ацилирование (простые и сложные эфиры). Гликозиды, фосфаты.

Дисахариды

Названия дисахаридов. Окисление, алкилирование, ацилирование, гидролиз. Инверсия сахарозы.

Полисахариды.

Крахмал (амилоза и амилопектин), гликоген. Декстраны и декстрины. Целлюлоза. Гидролиз. Нитрование и ацилирование целлюлозы. Пектиновые вещества. Полигалактуроновая (пектовая) кислота.

Выделение и очистка углеводов

Хроматография: газовая, жидкостная; бумажная, тонкослойная, колоночная, противоточное распределение; адсорбционная, ионообменная, эксклюзионная (ситовая, гель-хроматография), биоспецифическая (аффинная).

Ультрацентрифугирование.

Диализ. Осаждение, перекристаллизация, мембранная фильтрация.

Исследование структуры углеводов

Спектроскопические методы.

Электронная спектроскопия. Типы электронных переходов. Единицы измерения. Способы изображения электронных спектров. УФ и видимая область. Молярный коэффициент поглощения (экстинции). Границы пропускания растворителей. Материалы кювет в электронной спектроскопии. Хромофоры. Ауксохромы. Батохромный и гипсохромный сдвиги. Гипохромный и гиперхромный эффекты.

ИК-спектроскопия. Единицы измерения. Колебания активные в ИК спектрах. Характеристические полосы поглощения. Область “отпечатков пальцев”. Валентные и деформационные колебания. Материалы прозрачные в ИК спектроскопии. Информация (качественный и количественный анализ) получаемая с помощью ИК спектроскопии.

Спектроскопия комбинационного рассеяния (СКР). Колебания активные в СКР. Стоксово, антистоксово и рэлеевское рассеивание.

Ядерный магнитный резонанс. Химический сдвиг. Тетраметилсилан (причины выбора в качестве стандарта). Кольцевые токи. Непрямое спин-спиновое взаимодействие. Константа спин-спинового взаимодействия. Мультиплетность. Интегрирование сигналов. Информация из интегральной кривой. Интерпретация спектров.

Масс-спектрометрия. Методы ионизации. Идентификация пика молекулярного иона. Фрагментация.

Поляриметрия.

Рентгеноструктурный анализ.

Химические методы анализа

Билет №

1. Покажите явление оксо-окситаутомерии на примере D-галактозы (ограничьтесь пиранозными циклами). В состав какого дисахарида входит D-галактоза?

2. Наличие каких свойств у глюкозы проявляется в реакции «серебрянного зеркала»?

3. Напишите реакцию гидролиза продукта полного метилирования лактозы (формула Хеуорса). Будут ли обладать восстанавливающими свойствами полученные в результате гидролиза соединения?

4. Напишите строение биозного фрагмента цепи целлюлозы и реакцию нитрования целлюлозы.

5. Что такое молярный коэффициент поглощения (экстинции) в электронной спектроскопии