Глюкоза_фруктоза_строение_свойства_применение

Определение глюкозы и её полные характеристики

Способ получения глюкозы в промышленности был запатентован 1923 году в США Уильямом Б. Ньюкирком. Особенность способа — в тщательном контроле условий кристаллизации, благодаря чему глюкоза выпадала из раствора в виде чистых, крупных кристаллов.

Определение, полная характеристика глюкозы

1. α-форма глюкозы — гидроксильные группы при первом и втором атомах углерода расположены по одну сторону кольца молекулы.
2. β-форма глюкозы — гидроксильные группы находятся по разные стороны кольца молекулы.

В растворе более устойчива β-форма. Их взаимопревращение происходит через промежуточное образование альдегидной формы.

Химические свойства глюкозы

Химические свойства глюкозы, как и любого другого органического вещества, определяются ее строением. Для нее характерны свойства и альдегидов, и многоатомных спиртов.

Реакции глюкозы как многоатомного спирта

Глюкоза дает качественную реакцию многоатомных спиртов — со свежеполученным гидроксидом меди (II), образуя ярко-синий раствор соединения меди (II).

Глюкоза, подобно спиртам, может образовать сложные эфиры.

Реакции глюкозы как альдегида

Окисление альдегидной группы

Глюкоза как альдегид способна окисляться в соответствующую (глюконовую) кислоту и давать качественные реакции альдегидов.

Реакция со свежеполученным гидроксидом меди (II) при нагревании:

Восстановление альдегидной группы

Глюкоза может восстанавливаться в соответствующий спирт (сорбит):

Реакция брожения

Эти реакции протекают под действием особых биологических катализаторов белковой природы — ферментов. Из различных видов брожения отметим:

Особенности процесса окисления глюкозы

В водном растворе глюкозы в динамическом равновесии находятся три ее изомерные формы:

В установившемся динамическом равновесии больше всего β-формы (около 63 %), так как она энергетически предпочтительнее. Количество линейной формы очень мало (всего около 0.0026 %).

Динамическое равновесие можно сместить. При взаимодействии глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (при нагревании) количество ее альдегидной формы, которой в растворе очень мало, пополняется все время за счет циклических форм, и глюкоза полностью подвергается окислению до глюконовой кислоты.

Изомером альдегидоспирта глюкозы является кетоноспирт — фруктоза

Важно, что процесс окисления протекает постепенно, через последовательные стадии.

Применение глюкозы

Глюкоза — основной источник энергии в живой клетке, поэтому она широко применяется в медицине при лечении различных заболеваний, особенно при общем истощении организма. Чтобы превратиться в энергию, глюкозе нужно пройти путь, который не бывает одинаковым и зависит от определенных условий.

Таким образом, разделяют 2 разных вида ее превращения.

1. Первый — аэробный, в данном случае при достаточном уровне кислорода пировиноградная кислота преобразуется в фермент, принимающий участие в катаболизме и образовании разных веществ.
2. Второй путь — анаэробный. Данный случай рассматривается при недостатке кислорода, и в этой ситуации распад пировиноградной кислоты происходит совместно с выделением молочной. Из-за нее наблюдаются болевые ощущения в мышцах.

Полученный восстановлением глюкозы сорбит используют при диабете в качестве заменителя сахара.

Польза и вред от глюкозы

Этот альдегид может быть применен в медицине при пищевом отравлении либо инфекциях. В данном случае его вводят при помощи капельницы внутривенным путем. Глюкоза является универсальным антитоксическим средством.

Растворы глюкозы применяются в качестве питательной среды для размножения кормовых дрожжей. Спиртовым брожением глюкозы получают пищевой этиловый спирт.

Реакция «серебряного зеркала» глюкозы используется при изготовлении зеркальных поверхностей и елочных украшений. В текстильной промышленности глюкоза используется для отделки тканей. Для всех этих целей глюкозу получают из крахмала, подвергая его гидролизу в присутствии минеральных кислот.

Глюкоза необходима для выработки энергии в организме, но при этом в прямом смысле токсична в случае передозировки. Поэтому организмом предусмотрены меры самозащиты.

При повышении глюкозы крови вырабатывается инсулин, который помогает клеткам ее усвоить. Лишнее оседает в печени и преобразуется в гликоген. Если избыток все еще остается, он резервируется в виде жира.

Что произойдет, если система даст сбой, и инсулин перестанет вырабатываться?

1. Клетки недоедают. Мозг получает сигналы о недостатке питания. Результат — чувство голода, тяга к сладкому.
2. В крови образуется каждый день повышенное количество глюкозы. Избыток гликогена может привести к развитию сахарного диабета и метаболического синдрома.
3. Развивается ожирение.
4. В тяжелых и запущенных случаях организм перестает справляться с функциями и наступает летальный исход от осложнений (переставших функционировать органов).

Поэтому, необходимо контролировать уровень глюкозы в крови на протяжении всей жизни. Особенно, если есть генетическая предрасположенность к диабетическим заболеваниям.

Учитель непонятно объясняет предмет?

Источник