कार्बोहाइड्रेटपदार्थों को सामान्य सूत्र C n (H 2 O) m के साथ कहा जाता है, जहाँ n और m के अलग-अलग मान हो सकते हैं। "कार्बोहाइड्रेट" नाम इस तथ्य को दर्शाता है कि हाइड्रोजन और ऑक्सीजन इन पदार्थों के अणुओं में उसी अनुपात में मौजूद हैं जैसे पानी के अणु में। कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अलावा, कार्बोहाइड्रेट डेरिवेटिव में नाइट्रोजन जैसे अन्य तत्व भी हो सकते हैं।

कार्बोहाइड्रेट कोशिकाओं के कार्बनिक पदार्थों के मुख्य समूहों में से एक हैं। वे प्रकाश संश्लेषण के प्राथमिक उत्पाद हैं और पौधों (कार्बनिक एसिड, अल्कोहल, अमीनो एसिड, आदि) में अन्य कार्बनिक पदार्थों के जैवसंश्लेषण के प्रारंभिक उत्पाद हैं, और अन्य सभी जीवों की कोशिकाओं में भी पाए जाते हैं। एक पशु कोशिका में, कार्बोहाइड्रेट की सामग्री 1-2% की सीमा में होती है, पौधों की कोशिकाओं में यह कुछ मामलों में 85-90% शुष्क पदार्थ द्रव्यमान तक पहुंच सकती है।

कार्बोहाइड्रेट के तीन समूह हैं:

• मोनोसेकेराइड या साधारण शर्करा;
• ओलिगोसेकेराइड - साधारण शर्करा के 2-10 लगातार जुड़े अणुओं से युक्त यौगिक (उदाहरण के लिए, डिसाकार्इड्स, ट्राइसेकेराइड, आदि)।
• पॉलीसेकेराइड में साधारण शर्करा या उनके डेरिवेटिव (स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज, चिटिन) के 10 से अधिक अणु होते हैं।

मोनोसेकेराइड (सरल शर्करा)

कार्बन कंकाल (कार्बन परमाणुओं की संख्या) की लंबाई के आधार पर, मोनोसेकेराइड को ट्रायोज़ (सी 3), टेट्रोज़ (सी 4), पेंटोस (सी 5), हेक्सोज़ (सी 6), हेप्टोस (सी 7) में विभाजित किया जाता है।

मोनोसैकराइड अणु या तो एल्डिहाइड अल्कोहल (एल्डोस) या कीटो अल्कोहल (केटोस) होते हैं। इन पदार्थों के रासायनिक गुण मुख्य रूप से एल्डिहाइड या कीटोन समूहों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं जो उनके अणु बनाते हैं।

मोनोसेकेराइड पानी में अत्यधिक घुलनशील, स्वाद में मीठे होते हैं।

पानी में घुलने पर, मोनोसेकेराइड, पेंटोस से शुरू होकर, एक वलय का आकार प्राप्त कर लेते हैं।

पेंटोस और हेक्सोज की चक्रीय संरचनाएं उनके सामान्य रूप हैं: किसी भी समय, अणुओं का केवल एक छोटा अंश "खुली श्रृंखला" के रूप में मौजूद होता है। ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड की संरचना में मोनोसेकेराइड के चक्रीय रूप भी शामिल हैं।

शर्करा के अलावा, जिसमें सभी कार्बन परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधे होते हैं, आंशिक रूप से कम शर्करा होती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण डीऑक्सीराइबोज है।

oligosaccharides

हाइड्रोलिसिस पर, ओलिगोसेकेराइड सरल शर्करा के कई अणु बनाते हैं। ऑलिगोसैकराइड्स में, साधारण चीनी अणु तथाकथित ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं, एक अणु के कार्बन परमाणु को ऑक्सीजन के माध्यम से दूसरे अणु के कार्बन परमाणु से जोड़ते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण ओलिगोसेकेराइड माल्टोस (माल्ट चीनी), लैक्टोज (दूध चीनी) और सुक्रोज (बेंत या चुकंदर चीनी) हैं। इन शर्कराओं को डिसैकराइड्स भी कहा जाता है। उनके गुणों से, डिसाकार्इड्स मोनोसेकेराइड्स के ब्लॉक होते हैं। ये पानी में अच्छी तरह घुल जाते हैं और इनका स्वाद मीठा होता है।

पॉलिसैक्राइड

ये उच्च-आणविक (10,000,000 दा तक) बहुलक जैव-अणु होते हैं जिनमें बड़ी संख्या में मोनोमर्स होते हैं - सरल शर्करा और उनके डेरिवेटिव।

पॉलीसेकेराइड एक ही या विभिन्न प्रकार के मोनोसेकेराइड से बने हो सकते हैं। पहले मामले में, उन्हें होमोपॉलीसेकेराइड (स्टार्च, सेल्युलोज, चिटिन, आदि) कहा जाता है, दूसरे में - हेटेरोपॉलीसेकेराइड (हेपरिन)। सभी पॉलीसेकेराइड पानी में अघुलनशील होते हैं और इनमें मीठा स्वाद नहीं होता है। उनमें से कुछ सूजन और बलगम में सक्षम हैं।

सबसे महत्वपूर्ण पॉलीसेकेराइड इस प्रकार हैं।

सेल्यूलोज- एक रैखिक पॉलीसेकेराइड जिसमें हाइड्रोजन बांड द्वारा परस्पर जुड़ी कई सीधी समानांतर श्रृंखलाएं होती हैं। प्रत्येक श्रृंखला β-D-ग्लूकोज अवशेषों द्वारा निर्मित होती है। यह संरचना पानी के प्रवेश को रोकती है, बहुत आंसू प्रतिरोधी है, जो प्लांट सेल झिल्ली की स्थिरता सुनिश्चित करती है, जिसमें 26-40% सेलूलोज़ होता है।

सेल्युलोज कई जानवरों, बैक्टीरिया और कवक के लिए भोजन के रूप में कार्य करता है। हालांकि, मनुष्यों सहित अधिकांश जानवर सेल्यूलोज को पचा नहीं सकते हैं क्योंकि उनके जठरांत्र संबंधी मार्ग में सेल्युलोज एंजाइम की कमी होती है जो सेल्युलोज को ग्लूकोज में तोड़ देता है। साथ ही, सेल्यूलोज फाइबर पोषण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे भोजन को थोक और मोटे बनावट देते हैं, आंतों की गतिशीलता को उत्तेजित करते हैं।

स्टार्च और ग्लाइकोजन. ये पॉलीसेकेराइड पौधों (स्टार्च), जानवरों, मनुष्यों और कवक (ग्लाइकोजन) में ग्लूकोज भंडारण के मुख्य रूप हैं। जब वे हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, तो जीवों में ग्लूकोज बनता है, जो महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

काइटिनβ-ग्लूकोज के अणुओं द्वारा निर्मित, जिसमें दूसरे कार्बन परमाणु में अल्कोहल समूह को नाइट्रोजन युक्त समूह NHCOCH 3 द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इसकी लंबी समानांतर श्रृंखलाएं, सेल्युलोज की श्रृंखलाओं की तरह, बंडल की जाती हैं।

काइटिन आर्थ्रोपोड्स के पूर्णांक और कवक की कोशिका भित्ति का मुख्य संरचनात्मक तत्व है।

कार्बोहाइड्रेट के कार्य

ऊर्जा. ग्लूकोज सेलुलर श्वसन के दौरान जीवित जीवों की कोशिकाओं में जारी ऊर्जा का मुख्य स्रोत है (1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण के दौरान 17.6 kJ ऊर्जा जारी करता है)।

संरचनात्मक. सेलूलोज़ पौधों की कोशिका झिल्ली का हिस्सा है; काइटिन आर्थ्रोपोड्स के पूर्णांक और कवक की कोशिका भित्ति का एक संरचनात्मक घटक है।

कुछ ओलिगोसेकेराइड कोशिका के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (ग्लाइकोप्रोटीन और ग्लाइकोलिपिड्स के रूप में) का हिस्सा होते हैं और एक ग्लाइकोकैलिक्स बनाते हैं।

चयापचय. पेंटोस न्यूक्लियोटाइड्स के संश्लेषण में शामिल होते हैं (राइबोज आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स का हिस्सा है, डीऑक्सीराइबोज डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स का हिस्सा है), कुछ कोएंजाइम (उदाहरण के लिए, एनएडी, एनएडीपी, कोएंजाइम ए, एफएडी), एएमपी; प्रकाश संश्लेषण में भाग लें (प्रकाश संश्लेषण के अंधेरे चरण में राइबुलोज डाइफॉस्फेट सीओ 2 का एक स्वीकर्ता है)।

पेंटोस और हेक्सोज पॉलीसेकेराइड के संश्लेषण में शामिल हैं; इस भूमिका में ग्लूकोज विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

याद है!

कौन से पदार्थ जैविक बहुलक कहलाते हैं?

ये पॉलिमर हैं - उच्च आणविक यौगिक जो जीवित जीवों का हिस्सा हैं। प्रोटीन, कुछ कार्बोहाइड्रेट, न्यूक्लिक एसिड।

प्रकृति में कार्बोहाइड्रेट का क्या महत्व है?

फ्रुक्टोज प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित किया जाता है - फल चीनी, जो अन्य शर्करा की तुलना में बहुत अधिक मीठा होता है। यह मोनोसेकेराइड फल और शहद लगाने के लिए एक मीठा स्वाद प्रदान करता है। प्रकृति में सबसे आम डिसैकराइड - सुक्रोज, या गन्ना चीनी - में ग्लूकोज और फ्रुक्टोज होते हैं। यह गन्ना या चुकंदर से प्राप्त किया जाता है। पौधों के लिए स्टार्च और जानवरों और कवक के लिए ग्लाइकोजन पोषक तत्वों और ऊर्जा का भंडार हैं। सेल्युलोज और काइटिन जीवों में संरचनात्मक और सुरक्षात्मक कार्य करते हैं। सेल्युलोज, या फाइबर, पौधों की कोशिकाओं की दीवारों का निर्माण करता है। कुल द्रव्यमान के संदर्भ में, यह सभी कार्बनिक यौगिकों में पृथ्वी पर पहले स्थान पर है। इसकी संरचना में, चिटिन सेल्युलोज के बहुत करीब है, जो आर्थ्रोपोड्स के बाहरी कंकाल का आधार बनता है और कवक की कोशिका भित्ति का हिस्सा है।

उन प्रोटीनों का नाम बताइए जिन्हें आप जानते हैं। वे क्या कार्य करते हैं?

हीमोग्लोबिन एक रक्त प्रोटीन है जो रक्त में गैसों का परिवहन करता है

मायोसिन - पेशी प्रोटीन, पेशी संकुचन

कोलेजन - टेंडन, त्वचा, लोच, एक्स्टेंसिबिलिटी का प्रोटीन

कैसिइन एक दूध प्रोटीन है

प्रश्नों और असाइनमेंट की समीक्षा करें

1. कौन से रासायनिक यौगिक कार्बोहाइड्रेट कहलाते हैं?

यह प्राकृतिक कार्बनिक यौगिकों का एक व्यापक समूह है। पशु कोशिकाओं में, कार्बोहाइड्रेट शुष्क द्रव्यमान का 5% से अधिक नहीं बनाते हैं, और कुछ पौधों की कोशिकाओं (उदाहरण के लिए, कंद या आलू) में, उनकी सामग्री 90% सूखे अवशेषों तक पहुंच जाती है। कार्बोहाइड्रेट को तीन मुख्य वर्गों में विभाजित किया जाता है: मोनोसेकेराइड, डिसैकराइड और पॉलीसेकेराइड।

2. मोनो- और डिसैकराइड क्या हैं? उदाहरण दो।

मोनोसेकेराइड मोनोमर्स, कम आणविक भार कार्बनिक पदार्थों से बने होते हैं। मोनोसेकेराइड राइबोज और डीऑक्सीराइबोज न्यूक्लिक एसिड के घटक हैं। सबसे आम मोनोसैकराइड ग्लूकोज है। ग्लूकोज सभी जीवों की कोशिकाओं में मौजूद होता है और जानवरों के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोतों में से एक है। यदि दो मोनोसैकेराइड एक अणु में संयोजित होते हैं, तो ऐसे यौगिक को डिसैकराइड कहा जाता है। प्रकृति में सबसे आम डिसैकराइड सुक्रोज, या गन्ना चीनी है।

3. कौन सा साधारण कार्बोहाइड्रेट स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज के एकलक के रूप में कार्य करता है?

4. प्रोटीन में कौन से कार्बनिक यौगिक होते हैं?

लंबी प्रोटीन श्रृंखलाएं केवल 20 विभिन्न प्रकार के अमीनो एसिड से निर्मित होती हैं जिनकी एक सामान्य संरचनात्मक योजना होती है, लेकिन मूलक की संरचना में एक दूसरे से भिन्न होती है। अमीनो एसिड अणुओं को जोड़ने से तथाकथित पेप्टाइड बॉन्ड बनते हैं। अग्नाशयी हार्मोन इंसुलिन बनाने वाली दो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं में 21 और 30 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं। ये प्रोटीन "भाषा" में सबसे छोटे "शब्द" हैं। मायोग्लोबिन एक प्रोटीन है जो मांसपेशियों के ऊतकों में ऑक्सीजन को बांधता है और इसमें 153 अमीनो एसिड होते हैं। कोलेजन प्रोटीन, जो संयोजी ऊतक कोलेजन फाइबर का आधार बनाता है और इसकी ताकत सुनिश्चित करता है, इसमें तीन पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में लगभग 1000 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं।

5. द्वितीयक और तृतीयक प्रोटीन संरचनाएं कैसे बनती हैं?

एक सर्पिल के रूप में घुमा, प्रोटीन धागा संगठन के एक उच्च स्तर का अधिग्रहण करता है - एक माध्यमिक संरचना। अंत में, पॉलीपेप्टाइड एक कुंडल (ग्लोबुल) बनाने के लिए कुंडलित होता है। यह प्रोटीन की तृतीयक संरचना है जो इसका जैविक रूप से सक्रिय रूप है, जिसमें व्यक्तिगत विशिष्टता है। हालांकि, कई प्रोटीनों के लिए, तृतीयक संरचना अंतिम नहीं है। द्वितीयक संरचना एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला है जिसे एक हेलिक्स में घुमाया जाता है। द्वितीयक संरचना में एक मजबूत अंतःक्रिया के लिए, हेलिक्स के घुमावों के बीच -S-S- सल्फाइड पुलों की मदद से एक इंट्रामोल्युलर इंटरैक्शन होता है। यह इस संरचना की ताकत सुनिश्चित करता है। तृतीयक संरचना एक द्वितीयक सर्पिल संरचना है जो ग्लोब्यूल्स में मुड़ जाती है - कॉम्पैक्ट गांठ। ये संरचनाएं अन्य कार्बनिक अणुओं की तुलना में कोशिकाओं में अधिकतम शक्ति और अधिक प्रचुरता प्रदान करती हैं।

6. आपके लिए ज्ञात प्रोटीन के कार्यों के नाम लिखिए। आप प्रोटीन कार्यों की मौजूदा विविधता की व्याख्या कैसे कर सकते हैं?

प्रोटीन के मुख्य कार्यों में से एक एंजाइमेटिक है। एंजाइम प्रोटीन होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एक एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जो केवल एक एंजाइम की उपस्थिति में होती है। एंजाइम के बिना, जीवित जीवों में एक भी प्रतिक्रिया नहीं होती है। एंजाइमों का कार्य कड़ाई से विशिष्ट है, प्रत्येक एंजाइम का अपना सब्सट्रेट होता है, जिसे वह साफ करता है। एंजाइम "ताले की चाबी" की तरह अपने सब्सट्रेट तक पहुंचता है। तो, यूरिया एंजाइम यूरिया के टूटने को नियंत्रित करता है, एमाइलेज एंजाइम स्टार्च को नियंत्रित करता है, और प्रोटीज एंजाइम प्रोटीन को नियंत्रित करता है। इसलिए, एंजाइमों के लिए, "कार्रवाई की विशिष्टता" अभिव्यक्ति का उपयोग किया जाता है।

प्रोटीन जीवों में कई अन्य कार्य भी करते हैं: संरचनात्मक, परिवहन, मोटर, नियामक, सुरक्षात्मक, ऊर्जा। प्रोटीन के कार्य काफी असंख्य हैं, क्योंकि वे जीवन की विभिन्न अभिव्यक्तियों को रेखांकित करते हैं। यह जैविक झिल्लियों का एक घटक है, पोषक तत्वों का परिवहन, जैसे हीमोग्लोबिन, मांसपेशियों का कार्य, हार्मोनल कार्य, शरीर की रक्षा - एंटीजन और एंटीबॉडी का काम, और शरीर में अन्य महत्वपूर्ण कार्य।

7. प्रोटीन विकृतीकरण क्या है? विकृतीकरण का कारण क्या हो सकता है?

विकृतीकरण विभिन्न भौतिक, रासायनिक, यांत्रिक और अन्य कारकों के प्रभाव में प्रोटीन अणुओं की तृतीयक स्थानिक संरचना का उल्लंघन है। भौतिक कारक तापमान, विकिरण हैं। रासायनिक कारक प्रोटीन पर किसी भी रसायन की क्रिया हैं: सॉल्वैंट्स, एसिड, क्षार, केंद्रित पदार्थ, और इसी तरह। यांत्रिक कारक - झटकों, दबाव, खिंचाव, मरोड़ आदि।

सोचना! याद है!

1. पादप जीव विज्ञान के अध्ययन में प्राप्त ज्ञान का प्रयोग करते हुए स्पष्ट कीजिए कि पादप जीवों में जंतुओं की अपेक्षा अधिक कार्बोहाइड्रेट क्यों होते हैं।

चूँकि जीवन का आधार - पौधों का पोषण प्रकाश संश्लेषण है, यह सरल अकार्बनिक कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बोहाइड्रेट के जटिल कार्बनिक यौगिकों के निर्माण की प्रक्रिया है। वायु पोषण के लिए पौधों द्वारा संश्लेषित मुख्य कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज है, यह स्टार्च भी हो सकता है।

2. मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट के रूपांतरण में कौन से रोग हो सकते हैं?

कार्बोहाइड्रेट चयापचय का नियमन मुख्य रूप से हार्मोन और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र द्वारा किया जाता है। ग्लूकोकार्टिकोस्टेरॉइड्स (कोर्टिसोन, हाइड्रोकार्टिसोन) ऊतक कोशिकाओं में ग्लूकोज परिवहन की दर को धीमा कर देता है, इंसुलिन इसे तेज करता है; एड्रेनालाईन यकृत में ग्लाइकोजन से शर्करा के निर्माण की प्रक्रिया को उत्तेजित करता है। सेरेब्रल कॉर्टेक्स भी कार्बोहाइड्रेट चयापचय के नियमन में एक निश्चित भूमिका निभाता है, क्योंकि मनोवैज्ञानिक कारक यकृत में शर्करा के गठन को बढ़ाते हैं और हाइपरग्लेसेमिया का कारण बनते हैं।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय की स्थिति को रक्त में शर्करा की मात्रा (सामान्यतः 70-120 मिलीग्राम%) से आंका जा सकता है। चीनी के भार के साथ, यह मान बढ़ जाता है, लेकिन फिर जल्दी से आदर्श तक पहुँच जाता है। विभिन्न रोगों में कार्बोहाइड्रेट चयापचय संबंधी विकार होते हैं। तो, इंसुलिन की कमी के साथ, मधुमेह मेलेटस होता है।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय के एंजाइमों में से एक की गतिविधि में कमी - मांसपेशी फॉस्फोरिलेज़ - पेशी अपविकास की ओर जाता है।

3. यह ज्ञात है कि यदि आहार में प्रोटीन नहीं है, तो भोजन की पर्याप्त कैलोरी सामग्री के बावजूद, जानवरों में वृद्धि रुक ​​जाती है, रक्त की संरचना में परिवर्तन और अन्य रोग संबंधी घटनाएं होती हैं। ऐसे उल्लंघनों का कारण क्या है?

शरीर में केवल 20 अलग-अलग प्रकार के अमीनो एसिड होते हैं जिनकी एक सामान्य संरचनात्मक योजना होती है, लेकिन रेडिकल की संरचना में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, वे अलग-अलग प्रोटीन अणु बनाते हैं यदि आप प्रोटीन का उपयोग नहीं करते हैं, उदाहरण के लिए, आवश्यक जो नहीं कर सकते हैं शरीर में अपने आप बनते हैं, लेकिन भोजन के साथ सेवन किया जाना चाहिए। इस प्रकार, यदि कोई प्रोटीन नहीं है, तो कई प्रोटीन अणु शरीर के भीतर ही नहीं बन सकते हैं और रोग संबंधी परिवर्तन नहीं हो सकते हैं। हड्डी की कोशिकाओं की वृद्धि से विकास नियंत्रित होता है, किसी भी कोशिका का आधार प्रोटीन होता है; हीमोग्लोबिन रक्त में मुख्य प्रोटीन है, जो शरीर में मुख्य गैसों (ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड) के परिवहन को सुनिश्चित करता है।

4. प्रत्येक जीव में प्रोटीन अणुओं की विशिष्टता के ज्ञान के आधार पर अंग प्रत्यारोपण के दौरान उत्पन्न होने वाली कठिनाइयों की व्याख्या करें।

प्रोटीन आनुवंशिक पदार्थ हैं, क्योंकि उनमें शरीर के डीएनए और आरएनए की संरचना होती है। इस प्रकार, प्रत्येक जीव में प्रोटीन की आनुवंशिक विशेषताएं होती हैं, उनमें जीन की जानकारी एन्क्रिप्ट की जाती है, विदेशी (असंबंधित) जीवों से प्रत्यारोपण करते समय यह कठिनाई होती है, क्योंकि उनके पास अलग-अलग जीन होते हैं, और इसलिए प्रोटीन।

सभी कार्बोहाइड्रेट व्यक्तिगत "इकाइयों" से बने होते हैं, जो सैकराइड होते हैं। करने की क्षमता सेहाइड्रोलिसिसपरमोनोमरकार्बोहाइड्रेट विभाजित हैंदो समूहों में: सरल और जटिल। एक इकाई वाले कार्बोहाइड्रेट कहलाते हैंमोनोसैकेराइड, दो इकाइयां -डिसाकार्इड्स, दो से दस यूनिटओलिगोसेकेराइड, और दस . से अधिकपॉलीसेकेराइड।

मोनोसैक्राइड जल्दी से रक्त शर्करा में वृद्धि, और एक उच्च ग्लाइसेमिक सूचकांक है, इसलिए उन्हें तेज कार्बोहाइड्रेट भी कहा जाता है। वे पानी में आसानी से घुल जाते हैं और हरे पौधों में संश्लेषित होते हैं।

3 या अधिक इकाइयों वाले कार्बोहाइड्रेट कहलाते हैंजटिल। जटिल कार्बोहाइड्रेट से भरपूर खाद्य पदार्थ अपने ग्लूकोज की मात्रा को धीरे-धीरे बढ़ाते हैं और उनका ग्लाइसेमिक इंडेक्स कम होता है, यही वजह है कि उन्हें धीमा कार्बोहाइड्रेट भी कहा जाता है। जटिल कार्बोहाइड्रेट सरल शर्करा (मोनोसेकेराइड्स) के पॉलीकोंडेशन के उत्पाद होते हैं और सरल के विपरीत, हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज की प्रक्रिया में वे सैकड़ों और हजारों के गठन के साथ मोनोमर्स में विघटित होने में सक्षम होते हैं।अणुओंमोनोसैकेराइड।

मोनोसेकेराइड का स्टीरियोइसोमेरिज्म: समावयवीग्लिसराल्डिहाइडजिसमें, जब मॉडल को समतल पर प्रक्षेपित किया जाता है, तो असममित कार्बन परमाणु पर OH समूह दाईं ओर स्थित होता है, यह D-ग्लिसराल्डिहाइड पर विचार करने के लिए प्रथागत है, और दर्पण छवि L-ग्लिसराल्डिहाइड है। मोनोसैकेराइड के सभी समावयवों को CH के निकट अंतिम असममित कार्बन परमाणु पर OH समूह के स्थान की समानता के अनुसार D- और L-रूपों में विभाजित किया गया है। 2 ओएच समूह (केटोस में कार्बन परमाणुओं की समान संख्या वाले एल्डोज से कम एक असममित कार्बन परमाणु होता है)। प्राकृतिकहेक्सोज – शर्करा, फ्रुक्टोज, मन्नोज़औरगैलेक्टोज- स्टीरियोकेमिकल विन्यास के अनुसार, उन्हें डी-श्रृंखला यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

पॉलिसैक्राइड - जटिल उच्च-आणविक कार्बोहाइड्रेट के वर्ग का सामान्य नाम,अणुओंदसियों, सैकड़ों या हजारों से मिलकरमोनोमर – मोनोसैक्राइड. पॉलीसेकेराइड के समूह में संरचना के सामान्य सिद्धांतों के दृष्टिकोण से, एक ही प्रकार की मोनोसैकराइड इकाइयों और हेटरोपॉलीसेकेराइड्स से संश्लेषित होमोपॉलीसेकेराइड के बीच अंतर करना संभव है, जो दो या दो से अधिक प्रकार के मोनोमेरिक अवशेषों की उपस्थिति की विशेषता है।

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1.6. लिपिड - नामकरण और संरचना। लिपिड बहुरूपता।

लिपिड - वसा और वसा जैसे पदार्थों सहित प्राकृतिक कार्बनिक यौगिकों का एक व्यापक समूह। सरल लिपिड अणु अल्कोहल से बने होते हैं औरवसायुक्त अम्ल, जटिल - शराब, उच्च आणविक भार फैटी एसिड और अन्य घटकों से।

लिपिड वर्गीकरण

सरल लिपिड लिपिड हैं जिनकी संरचना में कार्बन (सी), हाइड्रोजन (एच) और ऑक्सीजन (ओ) शामिल हैं।

जटिल लिपिड - ये लिपिड हैं जो कार्बन (सी), हाइड्रोजन (एच) और ऑक्सीजन (ओ), और अन्य रासायनिक तत्वों के अलावा उनकी संरचना में शामिल हैं। सबसे अधिक बार: फास्फोरस (पी), सल्फर (एस), नाइट्रोजन (एन)।

HTTPS के:// एन. विकिपीडिया. संगठन/ विकि/लिपिड्स

साहित्य:

1) चेरकासोवा एल.एस., मेरेज़िंस्की एम.एफ., वसा और लिपिड का चयापचय, मिन्स्क, 1961;

2) मार्कमैन ए.एल., लिपिड के रसायन विज्ञान, वी। 12, ताश।, 1963 - 70;

3) Tyutyunnikov B. N., वसा की रसायन विज्ञान, M., 1966;

4) महलर जी।, कोर्डेस के।, बायोलॉजिकल केमिस्ट्री के फंडामेंटल्स, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1970।

1.7. जैविक झिल्ली। लिपिड एकत्रीकरण के रूप। लिक्विड-क्रिस्टल अवस्था की अवधारणा। पार्श्व प्रसार और फ्लिप फ्लॉप।

झिल्ली पर्यावरण से कोशिका द्रव्य का परिसीमन, और नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड की झिल्लियों का निर्माण भी करते हैं। वे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की एक भूलभुलैया और चपटा स्टैक्ड वेसिकल्स बनाते हैं जो गोल्गी कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। झिल्लियां लाइसोसोम बनाती हैं, पौधे और कवक कोशिकाओं के बड़े और छोटे रिक्तिकाएं, प्रोटोजोआ के स्पंदित रिक्तिकाएं। ये सभी संरचनाएं कुछ विशेष प्रक्रियाओं और चक्रों के लिए डिज़ाइन किए गए डिब्बे (डिब्बे) हैं। इसलिए, झिल्लियों के बिना, कोशिका का अस्तित्व असंभव है।

झिल्ली की संरचना का आरेख: ए - त्रि-आयामी मॉडल; बी - तलीय छवि;

1 - लिपिड परत (ए) से सटे प्रोटीन, इसमें डूबे हुए (बी) या (सी) के माध्यम से इसे भेदते हुए; 2 - लिपिड अणुओं की परतें; 3 - ग्लाइकोप्रोटीन; 4 - ग्लाइकोलिपिड्स; 5 - हाइड्रोफिलिक चैनल एक छिद्र के रूप में कार्य करता है।

जैविक झिल्लियों के कार्य इस प्रकार हैं:

1) बाहरी वातावरण से कोशिका की सामग्री और साइटोप्लाज्म से जीवों की सामग्री का परिसीमन करें।

2) साइटोप्लाज्म से ऑर्गेनेल तक और इसके विपरीत, सेल के अंदर और बाहर पदार्थों का परिवहन प्रदान करें।

3) वे रिसेप्टर्स के रूप में कार्य करते हैं (पर्यावरण से सिग्नल प्राप्त करना और परिवर्तित करना, सेल पदार्थों की पहचान, आदि)।

4) वे उत्प्रेरक हैं (नियर-झिल्ली रासायनिक प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करना)।

5) ऊर्जा के परिवर्तन में भाग लें।

एचटीटीपी:// एसबीआईओ. जानकारी/ पृष्ठ. पीएचपी? पहचान=15

पार्श्व प्रसार झिल्ली के तल में लिपिड और प्रोटीन अणुओं की अराजक तापीय गति है। पार्श्व प्रसार के साथ, आसन्न लिपिड अणु चारों ओर कूदते हैं, और इस तरह के लगातार एक स्थान से दूसरे स्थान पर कूदने के परिणामस्वरूप, अणु झिल्ली की सतह के साथ चलता है।

समय t के दौरान कोशिका झिल्ली की सतह के साथ अणुओं की गति को फ्लोरोसेंट लेबल - फ्लोरोसेंट आणविक समूहों की विधि द्वारा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। फ्लोरोसेंट लेबल फ्लोरोसेंट अणु बनाते हैं, जिनकी कोशिका की सतह पर गति का अध्ययन किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, माइक्रोस्कोप के तहत कोशिका की सतह पर ऐसे अणुओं द्वारा बनाए गए फ्लोरोसेंट स्पॉट की प्रसार दर की जांच करके।

फ्लिप फ्लॉप झिल्ली के पार झिल्ली फॉस्फोलिपिड अणुओं का प्रसार है।

झिल्ली की एक सतह से दूसरी सतह (फ्लिप-फ्लॉप) पर अणुओं के कूदने की दर को मॉडल लिपिड झिल्ली - लिपोसोम पर प्रयोगों में स्पिन लेबल विधि द्वारा निर्धारित किया गया था।

कुछ फॉस्फोलिपिड अणु जिनसे लिपोसोम का निर्माण हुआ था, उनसे जुड़े स्पिन लेबल के साथ लेबल किए गए थे। लिपोसोम एस्कॉर्बिक एसिड के संपर्क में थे, जिसके परिणामस्वरूप अणुओं पर अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन गायब हो गए: पैरामैग्नेटिक अणु प्रतिचुंबकीय बन गए, जिसे ईपीआर स्पेक्ट्रम के वक्र के तहत क्षेत्र में कमी से पता लगाया जा सकता है।

इस प्रकार, एक द्विपरत की एक सतह से दूसरी सतह (फ्लिप-फ्लॉप) पर अणुओं की छलांग पार्श्व प्रसार के दौरान कूदने की तुलना में बहुत धीमी गति से होती है। फॉस्फोलिपिड अणु के फ्लिप-फ्लॉप (T ~ 1 घंटा) के लिए औसत समय झिल्ली तल में एक अणु के एक स्थान से दूसरे स्थान पर कूदने के औसत समय से दसियों अरब गुना अधिक होता है।

लिक्विड-क्रिस्टल अवस्था की अवधारणा

ठोस शरीर हो सकता हैक्रिस्टलीय , औरअनाकार। पहले मामले में, अंतर-आणविक दूरी (क्रिस्टल जाली) की तुलना में बहुत अधिक दूरी पर कणों की व्यवस्था में एक लंबी दूरी का क्रम होता है। दूसरे में, परमाणुओं और अणुओं की व्यवस्था में कोई लंबी दूरी का क्रम नहीं है।

एक अनाकार शरीर और एक तरल के बीच का अंतर लंबी दूरी के क्रम की उपस्थिति या अनुपस्थिति में नहीं है, बल्कि कण गति की प्रकृति में है। एक तरल और एक ठोस के अणु संतुलन की स्थिति के चारों ओर दोलन (कभी-कभी घूर्णी) गति करते हैं। कुछ औसत समय ("बसे हुए जीवन का समय") के बाद, अणु एक और संतुलन की स्थिति में कूद जाते हैं। अंतर यह है कि एक तरल में "बसने का समय" एक ठोस अवस्था की तुलना में बहुत कम होता है।

लिपिड बाईलेयर झिल्ली शारीरिक स्थितियों के तहत तरल होते हैं, झिल्ली में फॉस्फोलिपिड अणु का "बसे हुए जीवन काल" 10 है −7 – 10 −8 साथ।

झिल्ली में अणु बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित नहीं होते हैं, उनकी व्यवस्था में लंबी दूरी का क्रम देखा जाता है। फॉस्फोलिपिड अणु एक दोहरी परत में होते हैं, और उनकी हाइड्रोफोबिक पूंछ लगभग एक दूसरे के समानांतर होती है। ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक सिरों के उन्मुखीकरण में भी क्रम है।

वह शारीरिक अवस्था जिसमें अणुओं की पारस्परिक अभिविन्यास और व्यवस्था में एक लंबी दूरी का क्रम होता है, लेकिन एकत्रीकरण की अवस्था तरल होती है, कहलाती हैलिक्विड क्रिस्टल अवस्था। लिक्विड क्रिस्टल सभी पदार्थों में नहीं, बल्कि "लंबे अणुओं" के पदार्थों में बन सकते हैं (जिनके अनुप्रस्थ आयाम अनुदैर्ध्य वाले से छोटे होते हैं)। विभिन्न लिक्विड क्रिस्टल संरचनाएं हो सकती हैं: नेमैटिक (फिलामेंटस), जब लंबे अणु एक दूसरे के समानांतर उन्मुख होते हैं; स्मेक्टिक - अणु एक दूसरे के समानांतर होते हैं और परतों में व्यवस्थित होते हैं; कोलेस्टिक - अणु एक ही तल में एक दूसरे के समानांतर होते हैं, लेकिन विभिन्न विमानों में अणुओं के उन्मुखीकरण अलग-अलग होते हैं।

एचटीटीपी:// www. स्टडफाइल्स. एन/ पूर्व दर्शन/1350293/

साहित्य: पर। लेमेज़ा, एल.वी. कामलुक, एन.डी. लिसोव। "विश्वविद्यालयों के आवेदकों के लिए जीव विज्ञान मैनुअल।"

1.8. न्यूक्लिक एसिड। विषमचक्रीय क्षार, न्यूक्लियोसाइड, न्यूक्लियोटाइड, नामकरण। न्यूक्लिक एसिड की स्थानिक संरचना - डीएनए, आरएनए (टीआरएनए, आरआरएनए, एमआरएनए)। राइबोसोम और कोशिका नाभिक। न्यूक्लिक एसिड (अनुक्रमण, संकरण) की प्राथमिक और माध्यमिक संरचना का निर्धारण करने के तरीके।

न्यूक्लिक एसिड - जीवित जीवों के फास्फोरस युक्त बायोपॉलिमर जो वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण प्रदान करते हैं।

न्यूक्लिक एसिड बायोपॉलिमर हैं। उनके मैक्रोमोलेक्यूल्स में बार-बार दोहराई जाने वाली इकाइयाँ होती हैं, जिन्हें न्यूक्लियोटाइड द्वारा दर्शाया जाता है। और उन्हें तार्किक रूप से नाम दिया गया हैपोलीन्यूक्लियोटाइड्स। न्यूक्लिक एसिड की मुख्य विशेषताओं में से एक उनकी न्यूक्लियोटाइड संरचना है। एक न्यूक्लियोटाइड (न्यूक्लिक एसिड की एक संरचनात्मक इकाई) की संरचना में शामिल हैंतीन घटक:

– नाइट्रोजन बेस। पाइरीमिडीन या प्यूरीन हो सकता है। न्यूक्लिक एसिड में 4 अलग-अलग प्रकार के आधार होते हैं: उनमें से दो प्यूरीन के वर्ग से संबंधित होते हैं और दो पाइरीमिडीन के वर्ग से संबंधित होते हैं।

– बाकी फॉस्फोरिक एसिड।

– मोनोसैकराइड - राइबोज या 2-डीऑक्सीराइबोज। चीनी, जो न्यूक्लियोटाइड का हिस्सा है, में पाँच कार्बन परमाणु होते हैं, अर्थात। एक पेंटोस है। न्यूक्लियोटाइड में मौजूद पेन्टोज के प्रकार के आधार पर, दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड प्रतिष्ठित होते हैं- राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए), जिसमें राइबोज होता है, औरडीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए), डीऑक्सीराइबोज युक्त।

न्यूक्लियोटाइड इसके मूल में, यह न्यूक्लियोसाइड का फॉस्फेट एस्टर है।न्यूक्लियोसाइड की संरचना दो घटक हैं: एक मोनोसेकेराइड (राइबोज या डीऑक्सीराइबोज) और एक नाइट्रोजनस बेस।

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नाइट्रोजनी क्षार – heterocyclicकार्बनिक यौगिक, व्युत्पन्नpyrimidineऔरप्यूरीन, सम्मिलितन्यूक्लिक एसिड. संक्षिप्त पदनाम के लिए, बड़े लैटिन अक्षरों का उपयोग किया जाता है। नाइट्रोजनी क्षार हैंएडीनाइन(ए)गुआनिन(जी)साइटोसिन(सी) जो डीएनए और आरएनए दोनों का हिस्सा हैं।तिमिन(टी) डीएनए का केवल एक हिस्सा है, औरयूरैसिल(यू) केवल आरएनए में होता है।

कार्बोहाइड्रेट

कार्बोहाइड्रेट सभी पौधों और जानवरों के जीवों की कोशिकाओं और ऊतकों का हिस्सा हैं और, द्रव्यमान से, पृथ्वी पर कार्बनिक पदार्थों का बड़ा हिस्सा बनाते हैं। पौधों के शुष्क पदार्थ का लगभग 80% और लगभग 20% जानवरों के लिए कार्बोहाइड्रेट खाते हैं। पौधे अकार्बनिक यौगिकों से कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण करते हैं - कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (सीओ 2 और एच 2 ओ)।

कार्बोहाइड्रेट को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: मोनोसेकेराइड (मोनोस) और पॉलीसेकेराइड (पॉलीओज)।

मोनोसैक्राइड

कार्बोहाइड्रेट, आइसोमेरिज्म, नामकरण, संरचना इत्यादि के वर्गीकरण से संबंधित सामग्री के विस्तृत अध्ययन के लिए, आपको एनिमेटेड फिल्म "कार्बोहाइड्रेट। जेनेटिक" देखने की जरूरत है।डी - शर्करा की एक श्रृंखला" और "के लिए हॉवर्थ के सूत्रों का निर्माणडी - गैलेक्टोज" (यह वीडियो केवल पर उपलब्ध है)सीडी रॉम ) इन फिल्मों के साथ आने वाले ग्रंथों को इस उपधारा में पूर्ण रूप से स्थानांतरित कर दिया गया है और नीचे का अनुसरण किया गया है।

कार्बोहाइड्रेट। शर्करा की आनुवंशिक डी-श्रृंखला

"कार्बोहाइड्रेट प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित होते हैं और जीवित जीवों में विभिन्न महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। वे जैविक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं, और शरीर में अन्य मध्यवर्ती या अंतिम मेटाबोलाइट्स के संश्लेषण के लिए प्रारंभिक सामग्री भी हैं। कार्बोहाइड्रेट का एक सामान्य सूत्र हैसी एन (एच 2 ओ) एम जिससे इन प्राकृतिक यौगिकों के नाम की उत्पत्ति हुई।

कार्बोहाइड्रेट को साधारण शर्करा या मोनोसेकेराइड और इन साधारण शर्करा या पॉलीसेकेराइड के पॉलिमर में विभाजित किया जाता है। पॉलीसेकेराइड के बीच, एक अणु में 2 से 10 मोनोसैकराइड अवशेषों वाले ओलिगोसेकेराइड के एक समूह को प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए। इनमें शामिल हैं, विशेष रूप से, डिसाकार्इड्स।

मोनोसैकेराइड विषम क्रियात्मक यौगिक हैं। उनके अणुओं में एक साथ कार्बोनिल (एल्डिहाइड या कीटोन) और कई हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, अर्थात। मोनोसेकेराइड पॉलीहाइड्रॉक्सीकार्बोनिल यौगिक हैं - पॉलीहाइड्रॉक्सील्डिहाइड और पॉलीहाइड्रॉक्सीकेटोन। इसके आधार पर, मोनोसेकेराइड को एल्डोज (मोनोसेकेराइड में एक एल्डिहाइड समूह होता है) और केटोज (कीटो समूह निहित होता है) में विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज एक एल्डोज है और फ्रुक्टोज एक कीटोस है।

(ग्लूकोज (एल्डोज))(फ्रुक्टोज (कीटोज))

अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर, मोनोसैकराइड को टेट्रोज, पेंटोस, हेक्सोज आदि कहा जाता है। यदि हम अंतिम दो प्रकार के वर्गीकरण को जोड़ते हैं, तो ग्लूकोज एल्डोहेक्सोज है, और फ्रुक्टोज केटोहेक्सोज है। अधिकांश प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले मोनोसेकेराइड पेंटोस और हेक्सोज हैं।

मोनोसैकराइड्स को फिशर प्रोजेक्शन फ़ार्मुलों के रूप में दर्शाया गया है, अर्थात। ड्राइंग के तल पर कार्बन परमाणुओं के टेट्राहेड्रल मॉडल के प्रक्षेपण के रूप में। उनमें कार्बन श्रृंखला लंबवत लिखी गई है। एल्डोज में, एल्डिहाइड समूह को शीर्ष पर रखा जाता है, केटोज में, कार्बोनिल समूह से सटे प्राथमिक अल्कोहल समूह। असममित कार्बन परमाणु पर हाइड्रोजन परमाणु और हाइड्रॉक्सिल समूह को एक क्षैतिज रेखा पर रखा जाता है। एक असममित कार्बन परमाणु दो सीधी रेखाओं के परिणामी क्रॉसहेयर में स्थित होता है और एक प्रतीक द्वारा इंगित नहीं किया जाता है। शीर्ष पर स्थित समूहों से कार्बन श्रृंखला की संख्या शुरू होती है। (आइए एक असममित कार्बन परमाणु को परिभाषित करें: यह एक कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग परमाणुओं या समूहों से बंधा होता है।)

एक पूर्ण विन्यास स्थापित करना, अर्थात्। एक असममित कार्बन परमाणु में स्थानापन्नों के स्थान में सही व्यवस्था एक बहुत ही श्रमसाध्य कार्य है, और कुछ समय तक यह एक असंभव कार्य भी था। संदर्भ यौगिकों के साथ उनके विन्यास की तुलना करके यौगिकों को चिह्नित करना संभव है, अर्थात। सापेक्ष विन्यास को परिभाषित करें।

मोनोसेकेराइड का सापेक्ष विन्यास विन्यास मानक - ग्लिसराल्डिहाइड द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसे पिछली शताब्दी के अंत में, कुछ विन्यासों को मनमाने ढंग से सौंपा गया था, जिन्हें इस रूप में नामित किया गया थाडी- और एल - ग्लिसराल्डिहाइड। कार्बोनिल समूह से सबसे दूर मोनोसैकराइड के असममित कार्बन परमाणु के विन्यास की तुलना उनके असममित कार्बन परमाणुओं के विन्यास से की जाती है। पेंटोस में, यह परमाणु चौथा कार्बन परमाणु है ( 4 . से ), हेक्सोज में - पांचवां ( 5 . से ), अर्थात। कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला में अंतिम। यदि इन कार्बन परमाणुओं का विन्यास विन्यास के साथ मेल खाता हैडी - ग्लिसराल्डिहाइड मोनोसैकेराइड का संबंध हैडी - एक पंक्ति में। और इसके विपरीत, यदि यह कॉन्फ़िगरेशन से मेल खाता हैली - ग्लिसराल्डिहाइड मानते हैं कि मोनोसेकेराइड का संबंध हैएल - पंक्ति। प्रतीक डी इसका मतलब है कि फिशर प्रक्षेपण में संबंधित असममित कार्बन परमाणु पर हाइड्रॉक्सिल समूह ऊर्ध्वाधर रेखा के दाईं ओर स्थित है, और प्रतीकली - कि हाइड्रॉक्सिल समूह बाईं ओर स्थित है।

शर्करा की आनुवंशिक डी-श्रृंखला

एल्डोज का पूर्वज ग्लिसराल्डिहाइड है। शर्करा के आनुवंशिक संबंध पर विचार करेंडी - डी के साथ पंक्ति - ग्लिसराल्डिहाइड।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, मोनोसेकेराइड की कार्बन श्रृंखला को क्रमिक रूप से एक समूह में शामिल करके बढ़ाने की एक विधि है

एन-

मैं साथ में मैं

-क्या वो

कार्बोनिल समूह और आसन्न कार्बन परमाणु के बीच। अणु में इस समूह का परिचयडी - ग्लिसराल्डिहाइड से दो डायस्टेरोमेरिक टेट्रोज बनते हैं -डी - एरिथ्रोसिस और डी - ट्रोज़। यह इस तथ्य के कारण है कि मोनोसैकराइड श्रृंखला में पेश किया गया एक नया कार्बन परमाणु असममित हो जाता है। इसी कारण से, प्रत्येक टेट्रोज़ प्राप्त होता है, और फिर पेन्टोज़, जब एक और कार्बन परमाणु उनके अणु में पेश किया जाता है, तो दो डायस्टेरोमेरिक शर्करा भी देता है। डायस्टेरोमर्स स्टीरियोइसोमर्स होते हैं जो एक या एक से अधिक असममित कार्बन परमाणुओं के विन्यास में भिन्न होते हैं।

इस प्रकार D प्राप्त होता है - D . से शर्करा की एक श्रृंखला - ग्लिसराल्डिहाइड। जैसा कि देखा जा सकता है, उपरोक्त श्रृंखला के सभी सदस्य, से प्राप्त किए जा रहे हैंडी - ग्लिसराल्डिहाइड, अपने असममित कार्बन परमाणु को बनाए रखता है। प्रस्तुत मोनोसेकेराइड के कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला में यह अंतिम असममित कार्बन परमाणु है।

प्रत्येक एल्डोज डी -संख्या एक स्टीरियोइसोमर से मेल खाती हैली - एक श्रृंखला जिसके अणु एक दूसरे से एक वस्तु और एक असंगत दर्पण छवि के रूप में संबंधित हैं। ऐसे स्टीरियोइसोमर्स को एनैन्टीओमर कहा जाता है।

निष्कर्ष में यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एल्डोहेक्सोस की उपरोक्त श्रृंखला दिखाए गए चार तक सीमित नहीं है। जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, सेडी - राइबोज और डी - xylose, आप डायस्टेरोमेरिक शर्करा के दो और जोड़े प्राप्त कर सकते हैं। हालांकि, हमने केवल एल्डोहेक्सोस पर ध्यान केंद्रित किया, जो प्रकृति में सबसे आम हैं।

डी-गैलेक्टोज के लिए हॉवर्थ सूत्रों का निर्माण

"इसके साथ ही ग्लूकोज और अन्य मोनोसैकेराइड्स की संरचना की अवधारणा के कार्बनिक रसायन विज्ञान में परिचय के साथ-साथ पॉलीहाइड्रॉक्सील्डिहाइड या पॉलीहाइड्रॉक्सीकेटोन्स के रूप में ओपन-चेन फ़ार्मुलों द्वारा वर्णित, कार्बोहाइड्रेट के रसायन विज्ञान में तथ्य जमा होने लगे, जिन्हें इस तरह की संरचनाओं के दृष्टिकोण से समझाना मुश्किल था। यह पता चला कि ग्लूकोज और अन्य मोनोसेकेराइड संबंधित कार्यात्मक समूहों की इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले चक्रीय हेमिसिटल्स के रूप में मौजूद हैं।

साधारण हेमीएसेटल दो यौगिकों के अणुओं के परस्पर क्रिया से बनते हैं - एक एल्डिहाइड और एक अल्कोहल। प्रतिक्रिया के दौरान कार्बोनिल समूह का दोहरा बंधन टूट जाता है, ब्रेक के स्थान पर, हाइड्रॉक्सिल के हाइड्रोजन परमाणु और शेष अल्कोहल को इसमें जोड़ा जाता है। एक यौगिक - एक मोनोसेकेराइड के अणु से संबंधित समान कार्यात्मक समूहों की बातचीत के कारण चक्रीय हेमीसेटल बनते हैं। प्रतिक्रिया उसी दिशा में आगे बढ़ती है: कार्बोनिल समूह का दोहरा बंधन टूट जाता है, हाइड्रॉक्सिल का हाइड्रोजन परमाणु कार्बोनिल ऑक्सीजन में जुड़ जाता है, और कार्बोनिल के कार्बन परमाणुओं और ऑक्सीजन के बंधन के कारण एक चक्र बनता है। हाइड्रॉक्सिल समूह।

चौथे और पांचवें कार्बन परमाणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूहों द्वारा सबसे स्थिर हेमिसिटल्स का निर्माण होता है। परिणामी पांच-सदस्यीय और छह-सदस्यीय छल्ले को क्रमशः मोनोसेकेराइड के फ़्यूरानोज़ और पाइरोज़ रूप कहा जाता है। ये नाम चक्र में ऑक्सीजन परमाणु के साथ पांच- और छह-सदस्यीय हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नाम से आते हैं - फुरान और पायरान।

मोनोसैकेराइड्स जिनका चक्रीय रूप होता है, उन्हें हॉवर्थ के आशाजनक सूत्रों द्वारा आसानी से दर्शाया जाता है। वे रिंग में ऑक्सीजन परमाणु के साथ पांच- और छह-सदस्यीय रिंगों को आदर्श बनाते हैं, जिससे रिंग के तल के सापेक्ष सभी प्रतिस्थापनों की पारस्परिक व्यवस्था को देखना संभव हो जाता है।

उदाहरण का उपयोग करते हुए हॉवर्थ सूत्रों के निर्माण पर विचार करेंडी - गैलेक्टोज।

हॉवर्थ फॉर्मूले के निर्माण के लिए सबसे पहले फिशर प्रोजेक्शन में मोनोसैकराइड के कार्बन परमाणुओं की संख्या और इसे दाईं ओर मोड़ना आवश्यक है ताकि कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला एक क्षैतिज स्थिति ले ले। फिर बाईं ओर प्रक्षेपण सूत्र में स्थित परमाणु और समूह शीर्ष पर होंगे, और जो दाईं ओर स्थित हैं - क्षैतिज रेखा के नीचे, और चक्रीय सूत्रों के लिए एक और संक्रमण के साथ - चक्र के विमान के ऊपर और नीचे, क्रमशः . वास्तव में, मोनोसैकराइड की कार्बन श्रृंखला एक सीधी रेखा में स्थित नहीं होती है, बल्कि अंतरिक्ष में घुमावदार आकार लेती है। जैसा कि देखा जा सकता है, पांचवें कार्बन परमाणु में हाइड्रॉक्सिल एल्डिहाइड समूह से काफी हद तक हटा दिया जाता है; रिंग को बंद करने के लिए प्रतिकूल स्थिति रखता है। कार्यात्मक समूहों को एक साथ लाने के लिए, अणु के एक हिस्से को वैलेंस अक्ष के चारों ओर घुमाया जाता है, जो चौथे और पांचवें कार्बन परमाणुओं को वामावर्त एक वैलेंस कोण से जोड़ता है। इस रोटेशन के परिणामस्वरूप, पांचवें कार्बन परमाणु का हाइड्रॉक्सिल एल्डिहाइड समूह के पास पहुंचता है, जबकि अन्य दो प्रतिस्थापन भी अपनी स्थिति बदलते हैं - विशेष रूप से, सीएच 2 ओएच समूह कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला के ऊपर स्थित होता है। उसी समय, एल्डिहाइड समूह, चारों ओर घूमने के कारणएस - पहले और दूसरे कार्बन परमाणुओं के बीच का बंधन हाइड्रॉक्सिल के पास पहुंचता है। संपर्क किए गए कार्यात्मक समूह उपरोक्त योजना के अनुसार एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, जिससे छह-सदस्यीय पाइरोज़ रिंग के साथ एक हेमिसिएटल का निर्माण होता है।

परिणामी हाइड्रॉक्सिल समूह को ग्लाइकोसिडिक समूह कहा जाता है। एक चक्रीय हेमीएसेटल के गठन से एक नए असममित कार्बन परमाणु की उपस्थिति होती है, जिसे एनोमेरिक कहा जाता है। परिणामस्वरूप, दो डायस्टेरेओमर बनते हैं -ए और बी - एनोमर्स केवल पहले कार्बन परमाणु के विन्यास में भिन्न होते हैं।

एनोमेरिक कार्बन परमाणु के विभिन्न विन्यास इस तथ्य से उत्पन्न होते हैं कि एल्डिहाइड समूह, जिसमें एक तलीय विन्यास होता है, चारों ओर घूमने के कारण होता है।एस - गलियों के बीच संबंध पहले और दूसरे कार्बन परमाणुओं के साथ विमान के एक और विपरीत दोनों तरफ हमलावर अभिकर्मक (हाइड्रॉक्सिल समूह) को संदर्भित करता है। हाइड्रॉक्सिल समूह तब दोहरे बंधन के दोनों ओर से कार्बोनिल समूह पर हमला करता है, जिससे पहले कार्बन परमाणु के विभिन्न विन्यास वाले हेमीएसेटल होते हैं। दूसरे शब्दों में, एक साथ बनने का मुख्य कारणए और बी -एनोमर्स चर्चा की गई प्रतिक्रिया की गैर-रूढ़िवादीता में निहित है।

ए - एनोमर, एनोमेरिक सेंटर का विन्यास अंतिम असममित कार्बन परमाणु के विन्यास के समान है, जो संबंधित निर्धारित करता हैडी - और एल - एक पंक्ति में, और बी - एनोमर - विपरीत। एल्डोपेंटोसिस और एल्डोहेक्सोसिस मेंडी - हॉवर्थ के सूत्रों में श्रृंखला ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल समूह yए - विसंगति विमान के नीचे स्थित है, और yबी - एनोमर्स - चक्र के तल के ऊपर।

इसी तरह के नियमों के अनुसार, हॉवर्थ के फुरानोज रूपों में संक्रमण किया जाता है। अंतर केवल इतना है कि चौथे कार्बन परमाणु का हाइड्रॉक्सिल प्रतिक्रिया में शामिल होता है, और कार्यात्मक समूहों के अभिसरण के लिए, अणु के हिस्से को चारों ओर घुमाना आवश्यक है।एस - तीसरे और चौथे कार्बन परमाणुओं और दक्षिणावर्त के बीच के बंधन, जिसके परिणामस्वरूप पांचवें और छठे कार्बन परमाणु चक्र के तल के नीचे स्थित होंगे।

मोनोसेकेराइड के चक्रीय रूपों के नामों में विसंगति केंद्र के विन्यास के संकेत शामिल हैं (ए - या बी -), मोनोसेकेराइड का नाम और इसकी श्रृंखला (डी - या एल -) और चक्र का आकार (फुरानोज या पाइरानोज)।उदाहरण के लिए, ए, डी - गैलेक्टोपाइरानोज याबी, डी - गैलेक्टोफुरानोज।"

रसीद

प्रकृति में ग्लूकोज मुख्य रूप से मुक्त रूप में पाया जाता है। यह कई पॉलीसेकेराइड की एक संरचनात्मक इकाई भी है। मुक्त अवस्था में अन्य मोनोसेकेराइड दुर्लभ होते हैं और मुख्य रूप से ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड के घटकों के रूप में जाने जाते हैं। प्रकृति में, प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप ग्लूकोज प्राप्त होता है:

6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (ग्लूकोज) + 6O 2

पहली बार, स्टार्च के हाइड्रोलिसिस के दौरान रूसी रसायनज्ञ जी.ई. किरचॉफ द्वारा 1811 में ग्लूकोज प्राप्त किया गया था। बाद में, ए.एम. बटलरोव द्वारा एक क्षारीय माध्यम में फॉर्मलाडेहाइड से मोनोसेकेराइड के संश्लेषण का प्रस्ताव दिया गया था।

उद्योग में, ग्लूकोज सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में स्टार्च के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है।

(सी 6 एच 10 ओ 5) एन (स्टार्च) + एनएच 2 ओ - एच 2 एसओ 4, टी ° ® एनसी 6 एच 12 ओ 6 (ग्लूकोज)

भौतिक गुण

मोनोसेकेराइड ठोस पदार्थ हैं, पानी में आसानी से घुलनशील, शराब में खराब घुलनशील और ईथर में पूरी तरह से अघुलनशील। जलीय विलयन लिटमस के प्रति उदासीन होते हैं। अधिकांश मोनोसेकेराइड में मीठा स्वाद होता है, लेकिन चुकंदर से कम होता है।

रासायनिक गुण

मोनोसेकेराइड अल्कोहल और कार्बोनिल यौगिकों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

मैं। कार्बोनिल समूह में प्रतिक्रियाएं

1. ऑक्सीकरण।

ए) सभी एल्डिहाइड की तरह, मोनोसेकेराइड के ऑक्सीकरण से संबंधित एसिड बनते हैं। इसलिए, जब ग्लूकोज को सिल्वर हाइड्रॉक्साइड के अमोनिया घोल से ऑक्सीकृत किया जाता है, तो ग्लूकोनिक एसिड बनता है ("सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया)।

बी) मोनोसैकेराइड को कॉपर हाइड्रॉक्साइड के साथ गर्म करने पर अभिक्रिया से भी ऐल्डोनिक अम्ल बनता है।

सी) मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट न केवल एल्डिहाइड समूह, बल्कि प्राथमिक अल्कोहल समूह को कार्बोक्सिल समूह में ऑक्सीकरण करते हैं, जिससे डिबासिक चीनी (एल्डेरिक) एसिड होता है। आमतौर पर, इस ऑक्सीकरण के लिए केंद्रित नाइट्रिक एसिड का उपयोग किया जाता है।

2. वसूली।

शर्करा की कमी से पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल होता है। निकल, लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड आदि की उपस्थिति में हाइड्रोजन का उपयोग अपचायक के रूप में किया जाता है।

3. एल्डिहाइड के साथ मोनोसेकेराइड के रासायनिक गुणों की समानता के बावजूद, ग्लूकोज सोडियम हाइड्रोसल्फाइट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है ( NaHSO3)।

द्वितीय. हाइड्रॉक्सिल समूहों पर प्रतिक्रियाएं

मोनोसेकेराइड के हाइड्रॉक्सिल समूहों पर प्रतिक्रियाएं, एक नियम के रूप में, हेमिसिएटल (चक्रीय) रूप में की जाती हैं।

1. क्षारीकरण (ईथरों का बनना)।

गैसीय हाइड्रोजन क्लोराइड की उपस्थिति में मिथाइल अल्कोहल की क्रिया के तहत, ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल के हाइड्रोजन परमाणु को मिथाइल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

मजबूत अल्काइलेटिंग एजेंटों का उपयोग करते समय, जैसेउदाहरण के लिए , मिथाइल आयोडाइड या डाइमिथाइल सल्फेट, ऐसा परिवर्तन मोनोसैकराइड के सभी हाइड्रॉक्सिल समूहों को प्रभावित करता है।

2. एसाइलेशन (एस्टर का निर्माण)।

जब एसिटिक एनहाइड्राइड ग्लूकोज पर कार्य करता है, तो एक एस्टर बनता है - पेंटाएसिटाइलग्लुकोज।

3. सभी पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल की तरह, कॉपर हाइड्रॉक्साइड के साथ ग्लूकोज (द्वितीय ) एक गहरा नीला रंग (गुणात्मक प्रतिक्रिया) देता है।

III. विशिष्ट प्रतिक्रियाएं

उपरोक्त के अलावा, ग्लूकोज को कुछ विशिष्ट गुणों - किण्वन प्रक्रियाओं की भी विशेषता है। किण्वन एंजाइम (एंजाइम) के प्रभाव में चीनी के अणुओं का टूटना है। तीन कार्बन परमाणुओं के गुणक वाले शर्करा को किण्वित किया जाता है। किण्वन कई प्रकार के होते हैं, जिनमें सबसे प्रसिद्ध निम्नलिखित हैं:

ए) मादक किण्वन

सी 6 एच 12 ओ 6 ® 2सीएच 3-सीएच 2 ओएच (एथिल अल्कोहल) + 2सीओ 2

बी) लैक्टिक किण्वन

सी) ब्यूटिरिक किण्वन

C6H12O6® सीएच 3-सीएच 2-सीएच 2-कूह(ब्यूटिरिक एसिड) + 2 एच 2 + 2CO 2

सूक्ष्मजीवों के कारण होने वाले किण्वन के प्रकार व्यापक व्यावहारिक महत्व के हैं। उदाहरण के लिए, अल्कोहल - एथिल अल्कोहल के उत्पादन के लिए, वाइनमेकिंग, ब्रूइंग आदि में, और लैक्टिक एसिड - लैक्टिक एसिड और किण्वित दूध उत्पादों के उत्पादन के लिए।

डिसैक्राइड

हाइड्रोलिसिस पर डिसैकराइड (बायोस) दो समान या अलग मोनोसेकेराइड बनाते हैं। डिसाकार्इड्स की संरचना को स्थापित करने के लिए, यह जानना आवश्यक है: यह किस मोनोसेकेराइड से बना है, इन मोनोसेकेराइड्स में एनोमेरिक केंद्रों का विन्यास क्या है (ए - या बी -), रिंग के आकार क्या हैं (फुरानोज या पाइरानोज) और जिसकी भागीदारी से हाइड्रॉक्सिल दो मोनोसैकराइड अणु जुड़े हुए हैं।

डिसाकार्इड्स को दो समूहों में बांटा गया है: कम करने और गैर-कम करने वाला।

डिसैकराइड को कम करने में शामिल हैं, विशेष रूप से, माल्ट में निहित माल्टोस (माल्ट शुगर), i. अंकुरित, और फिर अनाज के सूखे और कुचले हुए अनाज।

(माल्टोज)

माल्टोस दो अवशेषों से बना होता हैडी - ग्लूकोपाइरानोज, जो एक (1–4) -ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं, यानी। एक अणु का ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल और दूसरे मोनोसैकेराइड अणु के चौथे कार्बन परमाणु में अल्कोहल हाइड्रॉक्सिल एक ईथर बंधन के निर्माण में भाग लेते हैं। एक विसंगतिपूर्ण कार्बन परमाणु ( 1 से ) इस बंधन के निर्माण में भाग लेना हैए - विन्यास, और एक मुक्त ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल (लाल रंग में इंगित) के साथ एक विसंगति परमाणु में दोनों हो सकते हैंए - (ए - माल्टोस) औरबी - विन्यास (बी - माल्टोस)।

माल्टोस एक सफेद क्रिस्टल है, पानी में अत्यधिक घुलनशील, स्वाद में मीठा, लेकिन चीनी (सुक्रोज) की तुलना में बहुत कम है।

जैसा कि देखा जा सकता है, माल्टोस में एक मुक्त ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल होता है, जिसके परिणामस्वरूप रिंग को खोलने और एल्डिहाइड रूप में स्थानांतरित करने की क्षमता बरकरार रहती है। इस संबंध में, माल्टोस एल्डिहाइड की प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने में सक्षम है, और, विशेष रूप से, "सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया देने के लिए, इसलिए इसे एक कम करने वाला डिसाकार्इड कहा जाता है। इसके अलावा, माल्टोस मोनोसेकेराइड की कई प्रतिक्रियाओं की विशेषता में प्रवेश करता है,उदाहरण के लिए , ईथर और एस्टर बनाता है (मोनोसेकेराइड के रासायनिक गुण देखें)।

गैर-घटाने वाले डिसैकराइड में सुक्रोज (चुकंदर या बेंत) शामिल हैंचीनी)। यह गन्ना, चुकंदर (28% तक शुष्क पदार्थ) में पाया जाता है। पौधे का रस और फल। सुक्रोज अणु का बना होता हैए, डी - ग्लूकोपाइरानोज औरबी, डी - फ्रुक्टोफुरानोज।

(सुक्रोज)

माल्टोस के विपरीत, मोनोसैकेराइड्स के बीच ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड (1–2) दोनों अणुओं के ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल के कारण बनता है, अर्थात कोई मुक्त ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल नहीं है। नतीजतन, सुक्रोज की कोई कम करने की क्षमता नहीं है, यह "सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया नहीं देता है, इसलिए इसे गैर-कम करने वाले डिसैकराइड के रूप में जाना जाता है।

सुक्रोज एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है, स्वाद में मीठा, पानी में अत्यधिक घुलनशील।

सुक्रोज को हाइड्रॉक्सिल समूहों पर प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। सभी डिसाकार्इड्स की तरह, सुक्रोज को अम्लीय या एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस द्वारा मोनोसेकेराइड में परिवर्तित किया जाता है, जिससे यह बना होता है।

पॉलिसैक्राइड

सबसे महत्वपूर्ण पॉलीसेकेराइड स्टार्च और सेल्युलोज (फाइबर) हैं। वे ग्लूकोज अवशेषों से निर्मित होते हैं। इन पॉलीसेकेराइड का सामान्य सूत्र (सी 6 एच 10 ओ 5 एन . ग्लाइकोसिडिक (सी 1-परमाणु पर) और अल्कोहल (सी 4-परमाणु पर) हाइड्रॉक्सिल आमतौर पर पॉलीसेकेराइड अणुओं के निर्माण में भाग लेते हैं, अर्थात। a (1–4)-ग्लाइकोसिडिक बंध बनता है।

स्टार्च

स्टार्च दो पॉलीसेकेराइड का मिश्रण है जो से निर्मित होता हैए, डी - ग्लूकोपाइरानोज लिंक: एमाइलोज (10-20%) और एमाइलोपेक्टिन (80-90%)। प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों में स्टार्च बनता है और जड़ों, कंदों और बीजों में "आरक्षित" कार्बोहाइड्रेट के रूप में जमा होता है। उदाहरण के लिए, चावल, गेहूं, राई और अन्य अनाज के अनाज में 60-80% स्टार्च, आलू के कंद - 15-20% होते हैं। जानवरों की दुनिया में एक संबंधित भूमिका पॉलीसेकेराइड ग्लाइकोजन द्वारा निभाई जाती है, जो मुख्य रूप से यकृत में "संग्रहीत" होती है।

स्टार्च एक सफेद पाउडर है जिसमें छोटे दाने होते हैं, जो ठंडे पानी में अघुलनशील होते हैं। जब स्टार्च को गर्म पानी से उपचारित किया जाता है, तो दो अंशों को अलग करना संभव होता है: एक अंश जो गर्म पानी में घुलनशील होता है और इसमें एमाइलोज पॉलीसेकेराइड होता है, और एक अंश जो केवल गर्म पानी में एक पेस्ट बनाने के लिए सूज जाता है और इसमें एमाइलोपेक्टिन पॉलीसेकेराइड होता है।

एमाइलोज की एक रैखिक संरचना होती है,ए, डी - ग्लूकोपाइरानोज अवशेष (1–4) -ग्लाइकोसिडिक बंधों से जुड़े होते हैं। एमाइलोज (और सामान्य रूप से स्टार्च) की मौलिक कोशिका को निम्नानुसार दर्शाया गया है:

एमाइलोपेक्टिन अणु एक समान तरीके से बनाया गया है, लेकिन इसकी श्रृंखला में शाखाएं हैं, जो एक स्थानिक संरचना बनाती हैं। शाखा बिंदुओं पर, मोनोसैकेराइड अवशेष (1–6) -ग्लाइकोसिडिक बंधों से जुड़े होते हैं। शाखा बिंदुओं के बीच आमतौर पर 20-25 ग्लूकोज अवशेष होते हैं।

(एमाइलोपेक्टिन)

स्टार्च आसानी से हाइड्रोलिसिस से गुजरता है: जब सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो ग्लूकोज बनता है।

(सी 6 एच 10 ओ 5 ) एन (स्टार्च) + एनएच 2 ओ - - एच 2 एसओ 4, टी ° ® एनसी 6 एच 12 ओ 6 (ग्लूकोज)

प्रतिक्रिया की स्थिति के आधार पर, मध्यवर्ती उत्पादों के गठन के साथ हाइड्रोलिसिस चरणबद्ध तरीके से किया जा सकता है।

(सी 6 एच 10 ओ 5 ) एन (स्टार्च) ® (सी 6 एच 10 ओ 5 ) मी (डेक्सट्रिन (एम)< n )) ® xC 12 H 22 O 11 (мальтоза) ® nC 6 H 12 O 6 (глюкоза)

स्टार्च के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया आयोडीन के साथ इसकी बातचीत है - एक तीव्र नीला रंग मनाया जाता है। इस तरह का धुंधलापन तब दिखाई देता है जब आयोडीन के घोल की एक बूंद आलू के टुकड़े या सफेद ब्रेड के टुकड़े पर रखी जाती है।

स्टार्च "चांदी के दर्पण" प्रतिक्रिया में प्रवेश नहीं करता है।

स्टार्च एक मूल्यवान खाद्य उत्पाद है। इसके अवशोषण की सुविधा के लिए, स्टार्च युक्त उत्पादों को गर्मी उपचार के अधीन किया जाता है, अर्थात। आलू और अनाज उबाले जाते हैं, रोटी बेक की जाती है। इस मामले में किए गए डेक्सट्रिनाइजेशन (डेक्सट्रिन का गठन) की प्रक्रियाएं शरीर द्वारा स्टार्च के बेहतर अवशोषण और बाद में ग्लूकोज के हाइड्रोलिसिस में योगदान करती हैं।

खाद्य उद्योग में, स्टार्च का उपयोग सॉसेज, कन्फेक्शनरी और पाक उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है। इसका उपयोग ग्लूकोज प्राप्त करने के लिए, कागज, कपड़ा, चिपकने वाले, दवाओं आदि के निर्माण में भी किया जाता है।

सेलूलोज़ (फाइबर)

सेल्युलोज सबसे आम पौधा पॉलीसेकेराइड है। इसमें महान यांत्रिक शक्ति है और पौधों के लिए सहायक सामग्री के रूप में कार्य करती है। लकड़ी में 50-70% सेल्युलोज होता है, कपास लगभग शुद्ध सेल्युलोज होता है।

स्टार्च की तरह, सेल्यूलोज की संरचनात्मक इकाई हैडी - ग्लूकोपाइरानोज, जिसके लिंक (1-4) -ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं। हालांकि, सेल्युलोज स्टार्च से अलग है।बी - चक्रों और कड़ाई से रैखिक संरचना के बीच ग्लाइकोसिडिक बांडों का विन्यास।

सेल्युलोज में फिलामेंटस अणु होते हैं, जो श्रृंखला के भीतर हाइड्रॉक्सिल समूहों के हाइड्रोजन बांडों के साथ-साथ आसन्न श्रृंखलाओं के बीच बंडलों में इकट्ठे होते हैं। यह चेन पैकिंग है जो उच्च यांत्रिक शक्ति, फाइबर सामग्री, पानी की अघुलनशीलता और रासायनिक जड़ता प्रदान करती है, जो सेलूलोज़ को सेल की दीवारों के निर्माण के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है।

बी - ग्लाइकोसिडिक बंधन मानव पाचन एंजाइमों द्वारा नष्ट नहीं होता है, इसलिए सेल्यूलोज उसके लिए भोजन के रूप में काम नहीं कर सकता है, हालांकि एक निश्चित मात्रा में यह सामान्य पोषण के लिए आवश्यक गिट्टी पदार्थ है। जुगाली करने वाले जानवरों के पेट में सेल्यूलोज-पाचन एंजाइम होते हैं, इसलिए जुगाली करने वाले जानवर फाइबर का उपयोग खाद्य घटक के रूप में करते हैं।

पानी और आम कार्बनिक सॉल्वैंट्स में सेल्यूलोज की अघुलनशीलता के बावजूद, यह श्वित्ज़र के अभिकर्मक (अमोनिया में कॉपर हाइड्रॉक्साइड का एक समाधान), साथ ही साथ जस्ता क्लोराइड के एक केंद्रित समाधान और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में घुलनशील है।

स्टार्च की तरह, सेल्यूलोज ग्लूकोज बनाने के लिए एसिड हाइड्रोलिसिस से गुजरता है।

सेल्युलोज एक पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल है, पॉलीमर की प्रति यूनिट सेल में तीन हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। इस संबंध में, सेल्युलोज को एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं (एस्टर के गठन) की विशेषता है। सबसे बड़ा व्यावहारिक महत्व नाइट्रिक एसिड और एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ प्रतिक्रियाएं हैं।

पूरी तरह से एस्ट्रिफ़ाइड फाइबर को पाइरोक्सिलिन के रूप में जाना जाता है, जो उचित प्रसंस्करण के बाद, धुआं रहित पाउडर में बदल जाता है। नाइट्रेशन की स्थिति के आधार पर, सेल्यूलोज डिनिट्रेट प्राप्त किया जा सकता है, जिसे तकनीक में कॉलोक्सिलिन कहा जाता है। इसका उपयोग बारूद और ठोस प्रणोदक के निर्माण में भी किया जाता है। इसके अलावा, सेल्युलाइड कोलोक्सीलिन के आधार पर बनाया जाता है।

गैर-दहनशील फिल्म और एसीटेट रेशम के निर्माण के लिए ट्राईसेटाइलसेलुलोज (या सेल्युलोज एसीटेट) एक मूल्यवान उत्पाद है। ऐसा करने के लिए, सेलूलोज़ एसीटेट को डाइक्लोरोमेथेन और इथेनॉल के मिश्रण में भंग कर दिया जाता है, और इस समाधान को स्पिनरनेट के माध्यम से गर्म हवा की धारा में मजबूर किया जाता है। विलायक वाष्पित हो जाता है और घोल की धाराएँ एसीटेट रेशम के सबसे पतले धागों में बदल जाती हैं।

सेल्युलोज "चांदी का दर्पण" प्रतिक्रिया नहीं देता है।

सेल्यूलोज के उपयोग के बारे में बोलते हुए, कोई यह नहीं कह सकता कि विभिन्न कागजों के निर्माण के लिए बड़ी मात्रा में सेल्यूलोज की खपत होती है। कागज फाइबर फाइबर की एक पतली परत है, जिसे एक विशेष पेपर मशीन पर चिपकाया और दबाया जाता है।

ऊपर से, यह पहले से ही स्पष्ट है कि मनुष्यों द्वारा सेल्यूलोज का उपयोग इतना व्यापक और विविध है कि एक स्वतंत्र खंड सेल्यूलोज के रासायनिक प्रसंस्करण के उत्पादों के उपयोग के लिए समर्पित किया जा सकता है।

खंड का अंत

योजना:

1. अवधारणा की परिभाषा: कार्बोहाइड्रेट। वर्गीकरण।

2. कार्बोहाइड्रेट की संरचना, भौतिक और रासायनिक गुण।

3. प्रकृति में वितरण। रसीद। आवेदन पत्र।

कार्बोहाइड्रेट - कार्बनिक यौगिक जिसमें परमाणुओं के कार्बोनिल और हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, जिनका सामान्य सूत्र C n (H 2 O) m, (जहाँ n और m> 3) होता है।

कार्बोहाइड्रेट सर्वोपरि जैव रासायनिक महत्व के पदार्थ वन्यजीवों में व्यापक रूप से वितरित किए जाते हैं और मानव जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यौगिकों के इस समूह के पहले ज्ञात प्रतिनिधियों के विश्लेषण के आंकड़ों के आधार पर कार्बोहाइड्रेट नाम उत्पन्न हुआ। इस समूह के पदार्थों में कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन होते हैं, और उनमें हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या का अनुपात पानी के समान होता है, अर्थात। प्रत्येक 2 हाइड्रोजन परमाणुओं के लिए एक ऑक्सीजन परमाणु होता है। पिछली शताब्दी में उन्हें कार्बन हाइड्रेट्स माना जाता था। इसलिए रूसी नाम कार्बोहाइड्रेट, 1844 में प्रस्तावित। के. श्मिट। कार्बोहाइड्रेट के लिए सामान्य सूत्र, जैसा कि कहा गया है, सी एम एच 2 पी ओ पी है। कोष्ठक से "एन" निकालते समय, सूत्र सी एम (एच 2 ओ) एन प्राप्त होता है, जो बहुत स्पष्ट रूप से नाम को दर्शाता है " कार्बोहाइड्रेट ”। कार्बोहाइड्रेट के अध्ययन से पता चला है कि ऐसे यौगिक हैं, जिन्हें सभी गुणों के अनुसार, कार्बोहाइड्रेट के समूह के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए, हालांकि उनकी एक रचना है जो सूत्र C m H 2p O p के बिल्कुल अनुरूप नहीं है। फिर भी, पुराने नाम "कार्बोहाइड्रेट" आज तक जीवित है, हालांकि इस नाम के साथ, एक नया नाम, ग्लाइसाइड्स, कभी-कभी विचाराधीन पदार्थों के समूह को संदर्भित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

कार्बोहाइड्रेट में विभाजित किया जा सकता है तीन समूह : 1) मोनोसैक्राइड - कार्बोहाइड्रेट जिन्हें सरल कार्बोहाइड्रेट बनाने के लिए हाइड्रोलाइज्ड किया जा सकता है। इस समूह में हेक्सोज (ग्लूकोज और फ्रुक्टोज), साथ ही पेंटोस (राइबोज) शामिल हैं। 2) oligosaccharides - कई मोनोसेकेराइड (उदाहरण के लिए, सुक्रोज) के संघनन उत्पाद। 3) पॉलिसैक्राइड - बहुलक यौगिक जिनमें बड़ी संख्या में मोनोसैकराइड अणु होते हैं।

मोनोसैक्राइड. मोनोसैकेराइड विषम क्रियात्मक यौगिक हैं। उनके अणुओं में एक साथ कार्बोनिल (एल्डिहाइड या कीटोन) और कई हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, अर्थात। मोनोसेकेराइड पॉलीहाइड्रॉक्सीकार्बोनिल यौगिक हैं - पॉलीहाइड्रॉक्सील्डिहाइड और पॉलीहाइड्रॉक्सीकेटोन। इसके आधार पर, मोनोसेकेराइड को एल्डोज (मोनोसेकेराइड में एक एल्डिहाइड समूह होता है) और केटोज (कीटो समूह निहित होता है) में विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज एक एल्डोज है और फ्रुक्टोज एक कीटोस है।

रसीद।प्रकृति में ग्लूकोज मुख्य रूप से मुक्त रूप में पाया जाता है। यह कई पॉलीसेकेराइड की एक संरचनात्मक इकाई भी है। मुक्त अवस्था में अन्य मोनोसेकेराइड दुर्लभ होते हैं और मुख्य रूप से ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड के घटकों के रूप में जाने जाते हैं। प्रकृति में, प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप ग्लूकोज प्राप्त होता है: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (ग्लूकोज) + 6O 2 पहली बार, स्टार्च के हाइड्रोलिसिस के दौरान रूसी रसायनज्ञ जी.ई. किरचॉफ द्वारा 1811 में ग्लूकोज प्राप्त किया गया था। बाद में, ए.एम. बटलरोव द्वारा एक क्षारीय माध्यम में फॉर्मलाडेहाइड से मोनोसेकेराइड के संश्लेषण का प्रस्ताव दिया गया था