HÓA H C 12 - CHUYÊN Đ: CACBOHIĐRATỌ Ề
BÀI 1 : GLUCOZƠ
A. TÓM T T LÝ THUY T Ắ Ế
I. TÍNH CH T V T LÍ VÀ TR NG THÁI T NHIÊNẤ Ậ Ạ Ự
Glucoz là ch t k t tinh, không màu, nóng ch y 146ơ ấ ế ả ở oC (d ng ạ) và 150oC (d ng ạ), d tanễ
trong n c, có v ng t nh ng không ng t b ng đng mía. Glucoz có trong h u h t các bướ ị ọ ư ọ ằ ườ ơ ầ ế ộ
ph n c a cây nh lá, hoa, r ,... và nh t là trong qu chín. Đc bi t, glucoz có nhi u trong quậ ủ ư ễ ấ ả ặ ệ ơ ề ả
nho chín nên còn g i là đng nho. Trong m t ong có nhi u glucoz (kho ng 30%). Glucozọ ườ ậ ề ơ ả ơ
cũng có trong c th ng i và đng v t. Trong máu ng i có m t l ng nh glucoz , h u nhơ ể ườ ộ ậ ườ ộ ượ ỏ ơ ầ ư
không đi (n ng đ kho ng 0,1%).ổ ồ ộ ả
II. C U TRÚC PHÂN TẤ Ử
Glucoz có công th c phân t là Cơ ứ ử 6H12O6, t n t i d ng m ch h và m ch vòng.ồ ạ ở ạ ạ ở ạ
1. D ng m ch hạ ạ ở
a. Các d ki n th c nghi mữ ệ ự ệ
- Kh hoàn toàn glucoz thì thu đc hexan. V y 6 nguyên t C c a phân t glucoz t oử ơ ượ ậ ử ủ ử ơ ạ
thành 1 m ch h không phân nhánh.ạ ở
- Glucoz có ph n ng tráng b c, khi tác d ng v i n c brom t o thành axit gluconic, ch ngơ ả ứ ạ ụ ớ ướ ạ ứ
t trong phân t có nhóm –CHO.ỏ ử
- Glucoz tác d ng v i Cu(OH)ơ ụ ớ 2 t o thành dung d ch mào xanh lam, ch ng t phân tạ ị ứ ỏ ử
glucoz có nhi u nhóm –OH k nhau.ơ ề ề
- Glucoz t o este ch a 5 g c CHơ ạ ứ ố 3COO, v y trong phân t có 5 nhóm –OH.ậ ử
b. K t lu n ế ậ
Phân t glucoz có công th c c u t o thu g n d ng m ch h là :ử ơ ứ ấ ạ ọ ạ ạ ở
CH2OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH–CH=O
Ho c vi t g n là : CHặ ế ọ 2OH[CHOH]4CHO
2. D ng m ch vòngạ ạ
Glucoz k t tinh t o ra hai d ng tinh th có nhi t đ nóng ch y khác nhau. Các d ki n th cơ ế ạ ạ ể ệ ộ ả ữ ệ ự
nghi m khác đu cho th y hai d ng tinh th đó ng v i hai d ng c u trúc vòng khác nhau.ệ ề ấ ạ ể ứ ớ ạ ấ
Nhóm –OH Cở5 c ng vào nhóm >C=O t o ra hai d ng vòng 6 c nh ộ ạ ạ ạ và :
O
OH
OH
HO
CH
2
OH
H
OH H
H
HH
1
2
3
4
5
6
HOCH
CH
2
OH
CH OH
CH=O
CHOH
HOCH
O
OH
OH
HO
CH
2
OH
H
OH H
H
H
H
1
2
3
4
5
6
1
- glucoz (ơ 36%) d ng m ch h (0,003%) ạ ạ ở - glucoz (ơ
64%)
Trong dung d ch, glucoz t n t i ch y u d ng vòng 6 c nh (ị ơ ồ ạ ủ ế ở ạ ạ và ). Hai d ng vòng nàyạ
luôn chuy n hóa l n nhau theo m t cân b ng qua d ng m ch h .ể ẫ ộ ằ ạ ạ ở
Nhóm –OH v trí s 1 đc g i là –OH hemiaxetalở ị ố ượ ọ
Đ đn gi n, công th c c u t o c a glucoz có th đc vi t nh sau :ể ơ ả ứ ấ ạ ủ ơ ể ượ ế ư
HO
O
OH
HO
OH
OH
III. TÍNH CH T HÓA H CẤ Ọ
Glucoz có các tính ch t c a anđehit và ancol đa ch cơ ấ ủ ứ
1. Tính ch t c a ancol đa ch c (poliancol hay poliol)ấ ủ ứ
a. Tác d ng v i Cu(OH)ụ ớ 2
Trong dung d ch, nhi t đ th ng glucoz hòa tan Cu(OH)ị ở ệ ộ ườ ơ 2 cho dung d ch ph c đng-ị ứ ồ
glucoz có màu xanh lam :ơ
2C6H12O6 + Cu(OH)2
(C6H11O6)2Cu + 2H2O
ph c đng - glucozứ ồ ơ
b. Ph n ng t o esteả ứ ạ
Khi tác d ng v i anhiđrit axetic, glucoz có th t o este ch a 5 g c axetat trong phân tụ ớ ơ ể ạ ứ ố ử
C6H7O(OCOCH3)5
2. Tính ch t c a anđehitấ ủ
a. Oxi hóa glucozơ
Ph n ng tráng b c: Cho vào dung d ch s ch 1 ml dung d ch AgNOả ứ ạ ị ạ ị 3 1%, sau đó nh t ng gi tỏ ừ ọ
dung d ch NHị3% 5% và l c đu cho đn khi k t t a v a tan h t. Thêm ti p 1 ml dung d chắ ề ế ế ủ ừ ế ế ị
glucoz . Đun nóng nh ng nghi m, Trên thành ng nghi m th y xu t hi n m t l p b c sángơ ẹ ố ệ ố ệ ấ ấ ệ ộ ớ ạ
nh g ng.ư ươ
Gi i thích : Ph c b c amoniac đã oxi hóa glucoz thành amoni gluconat tan vào dung d ch vàả ứ ạ ơ ị
gi i phóng b c kim lo i bám vào thành ng nghi m. ả ạ ạ ố ệ
CH2OH[CHOH]4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH
CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O
amoni glucoz ơ
Glucoz có th kh Cu (II) trong Cu(OH)ơ ể ử 2 thành Cu (I) d i d ng Cuướ ạ 2O k t t a màu đế ủ ỏ
g ch. Glucoz làm m t màu dung d ch brom.ạ ơ ấ ị
b. Kh glucozử ơ
Khi d n khí hiđro vào dung d ch glucoz đun nóng (xúc tác Ni), thu đc m t poliancol có tênẫ ị ơ ượ ộ
là sobitol :
2
CH2OH[CHOH]4CHO + H2
o
Ni, t
CH2OH[CHOH]4CH2OH
Sobitol
3. Ph n ng lên menả ứ
Khi có enzim xúc tác, glucoz b lên men cho ancol etylic và khí cacbonic :ơ ị
C6H12O6
o
enzim,30 35 C−
2C2H5OH + 2CO2
4. Tính ch t riêng c a d ng m ch vòng ấ ủ ạ ạ
Riêng nhóm –OH Cở1 (–OH hemiaxetal) c a d ng vòng tác d ng v i metanol có HCl xúc tác,ủ ạ ụ ớ
t o ra metyl glicozit :ạ
OH
HO
O
HO
OH
OH
Khi nhóm –OH Cở1 đã chuy n thành nhóm –OCHể3, d ng vòng không th chuy n sang d ngạ ể ể ạ
m ch h đc n a.ạ ở ượ ữ
IV. ĐI U CH VÀ NG D NG Ề Ế Ứ Ụ
1. Đi u ch ề ế
Trong công nghi p, glucoz đc đi u ch b ng cách th y phân tinh b t nh xúc tác axitệ ơ ượ ề ế ằ ủ ộ ờ
clohiđic loãng ho c enzim. Ng i ta cũng th y phân xenluloz (có trong v bào, mùn c a) nhặ ườ ủ ơ ỏ ư ờ
xúc tác axit clohiđric đc thành glucoz đ làm nguyên li u s n xu t ancol etylic. Hai ph ngặ ơ ể ệ ả ấ ươ
pháp đó đu đc tóm t t b ng ph ng trình ph n ng nh sau :ề ượ ắ ằ ươ ả ứ ư
(C6H10O5)n + nH2O
o
H ,t
+
nC6H12O6
tinh b t ho c xenlulozộ ặ ơ
2. ng d ng Ứ ụ
Glucoz là ch t dinh d ng có giá tr c a con ng i, nh t là đi v i tr em, ng i già. Trongơ ấ ưỡ ị ủ ườ ấ ố ớ ẻ ườ
y h c, glucoz đc dùng làm thu c tăng l c. Trong công nghi p, glucoz đc dùng đ trángọ ơ ượ ố ự ệ ơ ượ ể
g ng, tráng ru t phích và là s n ph m trung gian trong s n xu t ancol etylic t các nguyên li uươ ộ ả ẩ ả ấ ừ ệ
có ch a tinh b t và xenluloz .ứ ộ ơ
V. ĐNG PHÂN C A GLUCOZ : FRUCTOZỒ Ủ Ơ Ơ
Fructoz (Cơ6H12O6) d ng m ch h là m t polihiđroxi xeton, có công th c c u t o thu g n làở ạ ạ ở ộ ứ ấ ạ ọ
:
CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – C – CH2OH
Ho c vi t g n là :ặ ế ọ
CH2OH[CHOH]3COCH2OH
Trong dung d ch, fructoz t n t i ch y u d ng ị ơ ồ ạ ủ ế ở ạ , vòng 5 c nh ho c 6 c nh. tr ng tháiạ ặ ạ Ở ạ
tinh th , fructoz d ng ể ơ ở ạ , vòng 5 c nh :ạ
3
+ CH3OH
HCl khan
+ H2O
O
OH
OOH
CH
2
OH
HO
H
H
H
1
2
3
4
5
6
HOCH
2
D ng ạ - fructozơ
Fructoz là ch t k t tinh, d tan trong n c, có v ng t h n đng mía, có nhi u trong quơ ấ ế ễ ướ ị ọ ơ ườ ề ả
ng t và đc bi t trong m t ong (t i 40%) làm cho m t ong có v ng t đm.ọ ặ ệ ậ ớ ậ ị ọ ậ
T ng t nh glucoz , fructoz tác d ng v i Cu(OH)ươ ự ư ơ ơ ụ ớ 2 cho dung d ch ph c màu xanh lamị ứ
(tính ch t c a ancol đa ch c), tác d ng v i hiđro cho poliancol (tính ch t c a nhóm cacbonyl).ấ ủ ứ ụ ớ ấ ủ
Fructoz không có nhóm –CH=O nh ng v n có ph n ng tráng b c và ph n ng khơ ư ẫ ả ứ ạ ả ứ ử
Cu(OH)2 thành Cu2O là do khi đun nóng trong môi tr ng ki m nó chuy n thành glucoz theo cânườ ề ể ơ
b ng sau :ằ
Fructoz ơ
OH−
Glucozơ
BÀI 2 : SACCAROZƠ
A. TÓM T T LÝ THUY TẮ Ế
I. TÍNH CH T V T LÍ VÀ TR NG THÁI T NHIÊNẤ Ậ Ạ Ự
Saccaroz là ch t k t tinh, không màu, v ng t, d tan trong n c, nóng ch y 185ơ ấ ế ị ọ ễ ướ ả ở oC.
Saccaroz có trong nhi u lo i th c v t và là thành ph n ch y u c a đng mía (t câyơ ề ạ ự ậ ầ ủ ế ủ ườ ừ
mía), đng c c i (t c c i đng), đng th t n t (t c m hoa th t n t).ườ ủ ả ừ ủ ả ườ ườ ố ố ừ ụ ố ố
n c ta, đng mía đc s n xu t d i nhi u d ng th ng ph m khác nhau : đngỞ ướ ườ ượ ả ấ ướ ề ạ ươ ẩ ườ
phèn là đng mía k t tinh nhi t đ th ng (kh ang 30ườ ế ở ệ ộ ườ ỏ oC) d i d ng tinh th l n. Đng cátướ ạ ể ớ ườ
là đng mía k t tinh có l n t p ch t màu vàng. Đng phên là đng mía đc ép thành phên,ườ ế ẫ ạ ấ ườ ườ ượ
còn ch a nhi u t p ch t, có màu nâu s m. Đng kính chính là saccaroz d ng tinh th nh .ứ ề ạ ấ ẫ ườ ơ ở ạ ể ỏ
II. C U TRÚC PHÂN TẤ Ử
Saccaroz có công th c phân t là Cơ ứ ử 12H22O11. Ng i ta xác đnh c u trúc phân t saccarozườ ị ấ ử ơ
căn c vào các d ki n thí nghi m sau :ứ ữ ệ ệ
- Dung d ch saccaroz hòa tan Cu(OH)ị ơ 2 t o thành dung d ch mào xanh lam, ch ng t phân tạ ị ứ ỏ ử
saccaroz có nhi u nhóm –OH k nhauơ ề ề
- Dung d ch saccaroz không có ph n ng tráng b c, không b oxi hóa b i, ch ng t trongị ơ ả ứ ạ ị ở ứ ỏ
phân t saccaroz không có nhóm –CHO.ử ơ
- Đun nóng dung d ch saccaroz có m t axit vô c làm xúc tác, ta đc glucoz và fructoz .ị ơ ặ ơ ượ ơ ơ
Các d ki n th c nghi m khác cho phép xác đnh đc trong phân t saccaroz g c ữ ệ ự ệ ị ượ ử ơ ố -
glucoz và g c ơ ố - fructoz liên k t v i nhau qua nguyên t oxi gi a Cơ ế ớ ử ữ 1 c a glucoz và Củ ơ 2 c aủ
fructoz (Cơ1 - O - C2). Liên k t này thu c lo i liên k t glicozit. V y, c u trúc phân t saccarozế ộ ạ ế ậ ấ ử ơ
đc bi u di n nh sau :ượ ể ễ ư
4
O
OH
O
HO CH
2
OH
HH
H
H
1
2
3
4
5
6
O
OH
HO
CH
2
OH
H
OH HH
H
1
2
34
5
6
HOCH
2
g c ố - glucoz g c ơ ố -fructozơ
III. TÍNH CH T HÓA H CẤ Ọ
Saccaroz không có tính kh vì phân t không còn nhóm –OH hemiaxetal t do nên khôngơ ử ử ự
chuy n thành d ng m ch h ch a nhóm anđehit. Vì v y, saccaroz ch có tính ch t c a ancol đaể ạ ạ ở ứ ậ ơ ỉ ấ ủ
ch c và có ph n ng c a đisaccarit.ứ ả ứ ủ
1. Ph n ng v i Cu(OH)ả ứ ớ 2
Thí nghi m :ệ Cho vào ng nghi m vài gi t dung d ch CuSOố ệ ọ ị 4 5%, sau đó thêm ti p 1 ml dungế
d ch NaOH 10%. G n b ph n dung d ch, gi l i k t t a Cu(OH)ị ạ ỏ ầ ị ữ ạ ế ủ 2, thêm kho ng 2 ml dung d chả ị
saccaroz 1%, sau đó l c nh .ơ ắ ẹ
Hi n t ng :ệ ượ K t t a Cu(OH)ế ủ 2 tan trong dung d ch saccaroz cho dung d ch xanh lam.ị ơ ị
Gi i thích :ả Là m t poliol có nhi u mhóm –OH k nhau nên saccaroz đã ph n ng v iộ ề ề ơ ả ứ ớ
Cu(OH)2 sinh ra ph c đng - saccaroz tan có màu xanh lam.ứ ồ ơ
2C12H22O11 + Cu(OH)2 (C12H21O11)2Cu + 2H2O
2. Ph n ng th y phân ả ứ ủ
Dung d ch saccaroz không có tính kh nh ng khi đun nóng v i axit thì t o thành dung d chị ơ ử ư ớ ạ ị
có tính kh là do nó b th y phân thành glucoz và fructoz :ử ị ủ ơ ơ
C12H22O11 + H2O
o
H ,t
+
C6H12O6 + C6H12O6
saccaroz glucoz fructozơ ơ ơ
Trong c th ng i, ph n ng này x y ra nh enzim.ơ ể ườ ả ứ ả ờ
IV. NG D NG VÀ S N XU T ĐNG SACCAROZ Ứ Ụ Ả Ấ ƯỜ Ơ
1. ng d ng Ứ ụ
Saccaroz đc dùng nhi u trong công nghi p th c ph m, đ s n xu t bánh k o, n c gi iơ ượ ề ệ ự ẩ ể ả ấ ẹ ướ ả
khát,...Trong công nghi p d c ph m đ pha ch thu c.ệ ượ ẩ ể ế ố
2. S n xu t đng saccarozả ấ ườ ơ
Glucoz là ch t dinh d ng có gía tr c a con ng i, nh t là đi v i tr em, ng i già. Trongơ ấ ưỡ ị ủ ườ ấ ố ớ ẻ ườ
y h c, glucoz đc dùng làm thu c tăng l c. Trong công nghi p, s n xu t đng t cây míaọ ơ ượ ố ự ệ ả ấ ườ ừ
qua m t s công đo n chính th hi n s đ d i đây :ộ ố ạ ể ệ ở ơ ồ ướ
(1) Ép
5
Cây mía