Тема 15. Углеводы I. Моносахариды
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Определение углеводов как класса химических соединений. Биологическое значение углеводов. Основные классы углеводов: моносахариды, полисахариды.
2. Моносахариды.
2.1. Классификация и номенклатура. Особенности строения: альдозы и кетозы; триозы, тетрозы, пентозы (рибоза, ксилоза), гексозы (глюкоза, галактоза, манноза, фруктоза). Значение отдельных представителей.
2.2. Изомерия моносахаридов. Стереоизомерия: D- и L-ряды; диастереомеры и энантиомеры, эпимеры. Цикло-оксотаутомерия пентоз и гексоз. Пиранозы и фуранозы, α- и β–аномеры, мутаротация.
2.3. Химические свойства моносахаридов.
2.3.1. Образование гликозидов. Роль гликозидной связи в природных соединениях. Гликозиды. Природные гликозиды – лекарственные препараты.
2.3.2. Образование простых и сложных эфиров. Фосфорнокислые эфиры – фосфаты (глюкозо-6-фосфат, фруктозо-1,6-дифосфат), их значения в биологическом обмене веществ.
2.3.3. Окисление углеводов в различных условиях. Альдоновые, альдаровые и уроновые кислоты.
2.3.4. Восстановление углеводов натрий-боргидридом (NaBH4) на примере глюкозы, фруктозы, галактозы, рибозы. Использование в медицине полиолов. Инозитол.
ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Напишите структурные формулы глюкозы, галактозы, фруктозы и рибозы. Определите количество стереоизомеров у каждого из них. Как определяется принадлежность моносахарида к стереохимическому D- или L-ряду?
2. Напишите схемы цикло-оксотаутомерии (образование пиранозных и фуранозных форм) глюкозы и галактозы.
3.Напишите схемы цикло-оксотаутомерии (образование фуранозных форм) рибозы и фруктозы.
4. Составьте схемы следующих реакций, заменяя цифры нужными структурными формулами:
5. Напишите схему реакции ацетилирования глюкозы уксусным ангидридом.
6. Предложите схему получения глюкуроновой кислоты из глюкозы.
7. Составьте схемы реакций восстановления ксилозы, глюкозы, фруктозы. В чем сходство и различие результатов восстановления глюкозы и фруктозы? Приведите названия образующихся соединений, укажите, какие из них и как применяются в медицине.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №11 Качественные реакции на моносахариды.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Лекция по органической химии "Углеводы I. Моносахариды".
2. 1. Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 369-400.
Дополнительная:
1. Овчинников Ю.А. – Биоорганическая химия – М.: Просвещение, 1987, с. 443-513.
Тема 16. Углеводы II. Полисахариды
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Дисахариды.
1.1. Классификация, состав, строение и номенклатура дисахаридов.
1.2. Химические свойства дисахаридов: таутомерия, реакции окисления, восстановления и гидролиза. Восстанавливающие и не восстанавливающие дисахариды.
1.3. Важнейшие представители дисахаридов: мальтоза, лактоза, сахароза, целлобиоза.
Биологическое значение дисахаридов.
2. Высшие полисахариды: классификация.
2.1. Гомополисахариды.
2.2. Крахмал и гликоген. Особенности строения, типы химических связей. Гидролиз крахмала и гликогена. Их биологическая роль. Качественные реакции на крахмал и гликоген.
2.3. Целлюлоза: физические и химические свойства (сравнить с крахмалом и гликогеном), биологическая роль. Простые и сложные эфиры целлюлозы: ацетат целлюлозы, карбоксиметилцеллюлоза – их применение в медицине.
3. Гетерополисахариды (гликозаминогликаны). Классификация, состав, типы химических связей. Строение биозных фрагментов гиалуроновой кислоты, хондроитин-сульфата, гепарина. Биологическое значение гиалуроновой кислоты, хондроитин-сульфата, гепарина.
4. Полисахариды – лекарственные препараты: детоксицирующие средства и заменители плазмы крови - декстраны, пектиновые вещества, гепарин.
ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Напишите схемы следующих реакций:
а) цикло-оксотаутомерные превращения мальтозы и лактозы;
б) окисление лактозы гидроксидом меди(II);
в) гидролиз сахарозы.
2. Используя формулы Хеуэрса, напишите структурные фрагменты следующих полисахаридов:
а) амилозы, амилопектина, гликогена, целлюлозы, декстрана.
б) гиалуроновой кислоты, хондроитин-сульфата, гепарина.
в) ацетилцеллюлозы.
Отметьте виды гликозидных связей.
3. Составьте схему реакции гидролиза крахмала. С помощью каких качественных реакций можно наблюдать за ходом этой реакции?
4. Ниже представлена структурная формула сукралозы (заменитель сахара).
а) к какому классу соединений следует отнести сукралозу?
б) напишите схемы важнейших реакций сукралозы (на ваше усмотрение).
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №12 Качественная реакция на крахмал.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Лекция по органической химии "Углеводы II".
2. Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 400-420.
Дополнительная:
1. Овчинников Ю.А. – Биоорганическая химия – М.: Просвещение, 1987, с. 443-513.