ФармФ Органическая химия УГЛЕВОДЫ II ПОЛИСАХАРИДЫ Лекция 20
ФармФ Органическая химия По химической структуре полисахариды – это полимеры, состоящие из моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями.
ФармФ Органическая химия Классификация полисахаридов по числу моносахаридных остатков : олигосахариды – содержат несколько моносахаридных остатков; высшие полисахариды – содержат множество моносахаридных остатков. 2) по строению моносахаридных остатков : гомополисахариды – состоят из остатков одного моносахарида; гетерополисахариды – состоят из остатков различных моносахаридов.
ФармФ Органическая химия ДИСАХАРИДЫ Дисахариды – это соединения, состоящие из двух моносахаридных остатков, связанных гликозидной связью. Гликозидная связь образуется взаимодействием двух гидроксильных групп. Если один из этих гидроксилов – гликозидный, а второй – спиртовый, то такой дисахарид называется восстанавливающим. Если оба гидроксила гликозидные, то такой дисахарид называется невосстанавливающим.
ФармФ Органическая химия 1. Восстанавливающие дисахариды МАЛЬТОЗА - солодовый сахар. Образуется при гидролизе крахмала ферментами солода, а также при переваривании крахмала ферментами слюны и поджелудочной железы. Молекула мальтозы состоит из двух остатков D -глюкопиранозы, соединенных α-(1→4)-гликозидной связью:
ФармФ Органическая химия
ФармФ Органическая химия Мальтоза восстанавливает реактив Фелинга ( отсюда – восстанавливающий дисахарид):
ФармФ Органическая химия ЦЕЛЛОБИОЗА - образуется при неполном гидролизе целлюлозы. В отличие от мальтозы целлобиоза не расщепляется ферментами ЖКТ, не переваривается и не усваивается организмом. Молекула целлобиозы состоит из двух остатков D -глюкопиранозы, соединенных β-(1→4)-гликозидной связью.
ФармФ Органическая химия
ФармФ Органическая химия Целлобиоза подобно мальтозе восстанавливает реактив Фелинга и её растворы мутаротируют:
ФармФ Органическая химия ЛАКТОЗА молочный сахар, содержится во всех видах молока в количестве до 4% (в женском молоке – 8%). Лактоза расщепляется лактазой – ферментом кишечного сока – и является питательным продуктом в особенности для грудных детей. В фармации лактоза применяется при изготовлении порошков и таблеток. Лактоза – гетеродисахарид. Её молекула состоит из остатков D -галактопиранозы и D -глюкопиранозы, связанных β-(1→4)-гликозидной связью.
ФармФ Органическая химия
ФармФ Органическая химия Лактоза восстанавливает реактив Фелинга и её растворы мутаротируют:
ФармФ Органическая химия 1. Невосстанавливающие дисахариды САХАРОЗА свекловичный, тростниковый сахар. Содержится в соках многих растений и плодов. Сахароза расщепляется сахаразой – ферментом кишечного сока – и является питательным продуктом. Сахароза – гетеродисахарид. Её молекула состоит из остатков D -глюкопиранозы и D -фруктофуранозы, связанных (α-1→β-2)-гликозидной связью.
ФармФ Органическая химия Сахароза не восстанавливает реактив Фелинга.
ФармФ Органическая химия Химические свойства дисахаридов Химические свойства дисахаридов, в основном, повторяют химические свойства соответствующих моносахаридов. Отличительной реакцией дисахаридов является кислотный гидролиз, в результате которого они распадаются на составляющие их моносахариды.
ФармФ Органическая химия ВЫСШИЕ ПОЛИСАХАРИДЫ Углеводы этого класса представляют собой высокомолекулярные полимеры, построенные из моносахаридных остатков, число которых составляет от нескольких сотен до нескольких миллионов.
ФармФ Органическая химия 1. Высшие гомополисахариды КРАХМАЛ Крахмал – основной запасной полисахарид растений, где он образуется из глюкозы. Для животных организмов он является питательным веществом, основным пищевым углеводом: крахмал расщепляется ферментами ЖКТ, образуя глюкозу (переваривание).
ФармФ Органическая химия По физическим свойствам крахмал представляет собой бесцветные аморфные зерна, частично растворимые в воде. Крахмал состоит из двух фракций: амилозы (растворима в холодной воде) и амилопектина (нерастворим в холодной воде).
ФармФ Органическая химия Структура амилозы представляет собой неразветвленную цепь, состоящую из 200-1000 остатков D -глюкопиранозы, соединенных α-(1→4)-гликозидными связями.
ФармФ Органическая химия Амилопектин построен из таких же цепей, как амилоза, но разветвленных. В местах ветвлений боковые цепи соединяются с основной цепью α-(1→6)-гликозидными связями.
ФармФ Органическая химия Расстояние между точками ветвления – 20-25 остатков. Молекулярная масса амилопектина в 10-30 раз больше, чем амилозы.
ФармФ Органическая химия Химические свойства крахмала а) гидролиз
ФармФ Органическая химия б) йодкрахмальная реакция
ФармФ Органическая химия ГЛИКОГЕН (ЖИВОТНЫЙ КРАХМАЛ) - полисахарид животных организмов. Гликоген у животных выполняет функции запасного углевода и регулирует содержание глюкозы в крови. Гликоген по структуре подобен амилопектину, но имеет больше ветвлений (расстояние между точками ветвления 10-12 остатков) и в несколько раз большую молекулярную массу (до 100 млн).
ФармФ Органическая химия ЦЕЛЛЮЛОЗА (КЛЕТЧАТКА) - структурный материал растительных клеток и опор-ный материал растений. Древесина содержит около 70% целлюлозы, хлопковое волокно – почти 100%. Целлюлоза не расщепляется ферментами ЖКТ и не является питательным веществом, но она необходима в пище как балластное вещество для нормальной работы кишечника.
ФармФ Органическая химия Целлюлоза широко применяется в технике: древесина, бумага, искусственные волокна и др. В фармации в качестве наполнителей, вспомогательных веществ широко применяются сама целлюлоза и её химически модифицированные производные: ацетилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и др.
ФармФ Органическая химия Структура целлюлозы представляет собой длинные неразветвленные цепи, состоящие из остатков D -глюкопиранозы, соединенных β-(1→4)-гликозидными связями.
ФармФ Органическая химия Цепи целлюлозы содержат до 12000 глюкопиранозиль-ных остатков (м.м. до 1-2 млн). Параллельно уложенные цепи скрепляются внутри- и межцепочечными водород-ными связями, образуя выраженную волокнистую макроструктуру. Целлюлоза гидролизуется в кислой среде, при её полном гидролизе образуется глюкоза.
ФармФ Органическая химия Целлюлоза широко используется в технике для получения искусственных материалов. Химическая модификация – образование простых и сложных эфиров целлюлозы по гидроксильным группам – дает большой ряд ценных в практическом отношении продуктов.
ФармФ Органическая химия Например:
ФармФ Органическая химия ПЕКТИНЫ В основе пектинов лежит пектовая кислота – полисахарид, состоящий из остатков галактуроновой кислоты, связанных α-(1→4)-гликозидными связями.
ФармФ Органическая химия Пектины распространены в плодах и овощах, используются в пищевой промышленности (желе, мармелады) и в фармации (вспомогательные вещества, наполнители).
ФармФ Органическая химия ДЕКСТРАНЫ - полисахариды бактериального происхождения. Декстраны построены из остатков D -глюкопиранозы, соединенных в основной цепи α-(1→6)-гликозидными связями; в местах ответвлений – α-(1→3)- и α-(1→4)-гликозидные связи.
ФармФ Органическая химия
ФармФ Органическая химия Продукты частичного гидролиза бактериальных декстранов (клинические декстраны) используются в виде водных растворов (препараты – полиглюкин, реополиглюкин) как заменители плазмы крови и детоксицирующие средства.
ФармФ Органическая химия Высшие гетерополисахариды ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНЫ Гликозаминогликаны, называемые также мукополисахаридами ( mucus (лат.) – слизь) – это высокомолекулярные (м.м. 2-7 млн) кислые гетерополисахариды, содержащие большое количество карбоксильных и сульфогрупп. В организме они являются основными структурными компонентами соединительной ткани. Полимерные цепи гликоаминогликанов построены из дисахаридных (биозных) фрагментов, состоящих из остатков различных моносахаридов.
ФармФ Органическая химия 1. ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА Гиалуроновая кислота – структурный компонент связок, сухожилий, сосудов, стекловидного тела глаза и др. Она обеспечивает непроницаемость соединительной ткани для патогенных микроорганизмов.
ФармФ Органическая химия 2. ХОНДРОИТИН-СУЛЬФАТ Хондроитин-сульфат – основной компонент хрящевой ткани.
ФармФ Органическая химия 1. ГЕПАРИН Гепарин – гетерополисахарид, построенный подобно гиалуроновой кислоте и хондроитин-сульфату, но менее регулярный. В его состав входят остатки глюкуроновой кислоты, сульфатированной идуроновой кислоты ( L -стереоизомер глюкуроновой) и глюкозамина, последний содержит у аминогруппы ацетильные и сульфогруппы.
ФармФ Органическая химия Гепарин – структурный компонент внутренних стенок кровеносных сосудов, он препятствует свертыванию крови. Растворы гепарина применяются в качестве лекарственных средств – антикоагулянтов.
ФармФ Органическая химия ЛИТЕРАТУРА : Основная 1. Тюкавкина Н.А., Зурабян С.Э., Белобородов В.Л. и др. – Органическая химия (специальный курс), кн.2 – Дрофа, М., 2008 г., с. 137-157. Дополнительная 1. Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 400-420. 2. Овчинников Ю.А. – Биоорганическая химия – М., Просвещение, 1987, с.462-480. 16.09.09
