ЭСБЕ/Гидраты углерода или углеводы: различия между версиями
[досмотренная версия] | [досмотренная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ButkoBot (обсуждение | вклад) Automated import of articles |
Lunobot (обсуждение | вклад) м оформление с помощью AWB |
||
Строка 6:
|СПИСОК=
}}
'''Гидраты углерода
или ''углеводы'' (хим.). — Уже Лавуазье заметил, что в обыкновенном
(тростниковом) сахаре, представляющем соединение углерода, водорода и кислорода,
отношение между последними двумя элементами почти такое же, как и в воде; более
Строка 24 ⟶ 26 :
и т. д., а потому к углеводам причислялись только нейтральные соединения общей
формулы С <sub>x</sub> (Н <sub>2</sub> О)<sub>у</sub>,
где
из этих основных форм выделением из
частиц углевода — (
— 1) частицы воды, а именно: глюкоза и ее изомеры состава — C <sub>6</sub>H<sub>12</sub> О <sub>6</sub>,
тростниковый сахар и его изомеры (дисахариды, сахаробиозы) — С <sub>12</sub> Н <sub>22</sub> О <sub>11</sub>,
Строка 32 ⟶ 34 :
генцианоза — С <sub>36</sub> Н <sub>62</sub> О <sub>31</sub>,
целлюлоза или клетчатка и сахароколлоиды. Эти последние (целлюлоза и
сахароколлоиды) отвечают по составу общей формуле
или, вернее,
''(n'' — 1)H<sub>2</sub>O.
Кроме состава и нейтральности, для углеводов считались характерными следующие
(или прямо проявляющиеся, или иногда после известных слабых изменений, напр.,
инверсии [см.]) свойства: 1) способность вращать плоскости поляризации луча
Строка 64 ⟶ 70 :
для кетоз [СН <sub>3</sub>.СО.СН <sub>2</sub> (ОН)
и СН <sub>2</sub> (ОН)СО.СН <sub>2</sub> (ОН)
— ацетол
представляет легко растворимую в воде жидкость, кип. при 147 °С и застывающую в
смеси льда с соляной кисл. в твердую кристаллическую массу (Перкин мл.). Водные
Строка 72 ⟶ 78 :
а с фенилгидразином — труднорастворимый в воде гидразон С <sub>3</sub> Н <sub>5</sub> (ОН).N <sub>2</sub> Н.С <sub>6</sub> Н <sub>5</sub>
и "озазон", представляющий желтые иглы состава C <sub>15</sub>H<sub>16</sub>N<sub>4</sub>,
пл. при 145°С (Лаубман, Пехман). Вполне аналогичные реакции наблюдены и для
''диметилкетола'' — СH <sub>3</sub>.СН(ОН).СО.СН <sub>3</sub>,
кип. при 141° — 142°С "озанон" которого — C <sub>4</sub>H<sub>6</sub>:(N<sub>2</sub> H.С <sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>,
пл. при 242°С (Пехман), и
кип. при 152°—153°С и дающего "озазон" — C <sub>5</sub>H<sub>6</sub>:(N<sub>2</sub> Н.C <sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>,
пл. при 166°—167°С (Пехман и Даль). Это — жидкости в воде легко растворяющиеся,
Строка 93 ⟶ 100 :
для воды только в том частном случае, когда атомность предельного спирта,
которому данный альдегид или кетон отвечает, равна числу углеродных атомов,
содержащихся в его частице.
Если атомность меньше, то на каждый кислородный атом будет приходиться, в
альдозе или кетозе, больше двух атомов водорода. В непредельных альдозах и
кетозах (таковых пока не известно, но их следует ожидать) водорода будет меньше
Строка 111 ⟶ 120 :
тем, что ими анализировались несвободные пектиновые вещества, а большей частью
их нерастворимые свинцовые производные, которые невозможно получить в чистом
виде с постоянным составом (см. подробнее Пектиновые вещества).]
Как на примеры, поясняющие сказанное, кроме описанных кетолов, можно указать на
изодульцит — С <sub>6</sub> Н <sub>14</sub> О <sub>6</sub>
Строка 136 ⟶ 145 :
так как они в этих условиях или не окисляются, или дают кислоты с содержанием
меньшего числа углеродных атомов в частице; напр., фруктоза дает при окислении
азотной кислотой щавелевую кислоту и виноградную (мезовинную?) кислоту:
СН <sub>2</sub> (ОН).СН(ОН).СН(ОН).СН(ОH).СО.СН <sub>2</sub> (ОН)
+ 3Н <sub>2</sub> =
СО(ОН).СН(ОН).СН(ОН).СО(ОН) + СО(ОН).СО(ОН) + 2Н <sub>2</sub> О
(Килиани); затем альдозы, а равно и кетозы, способны присоединять синильную
кислоту (HCN), давая нитрилы соответственных оксикислот, реагировать с двумя
частицами фенилгидразина, образуя так называемые "озазоны", с одной частицей
Строка 154 ⟶ 167 :
также, если действовать на альдегид едкой щелочью (Бородин) или сухим поташом
(Михаэль и Копп). Вюрц показал, что альдоль есть
</sub> СОН и высказал предположение,
что он образуется на альдегида при действии соляной кислоты в силу следующих
последовательных реакций:
СН <sub>3</sub>.COH + HCl
и
ОН <sub>3</sub>.СН(ОН)Cl +
СН <sub>3</sub>.СОН = СН <sub>3</sub>.ОН(ОН).СН <sub>2</sub>.COH
+ HCl.
Альдольным уплотнением называется всякий случай конденсации альдегидных
частиц по приведенному типу.] глицеринового альдегида, потому что, кроме него,
бродят еще альдозы С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>
Строка 194 ⟶ 215 :
вещество, полученное А. Колли при нагревании глюкозы с хлористым ацетилом [Так
как ацетохлоргидроза обладает восстановительной способностью, оптически
деятельна
глюкозу, то ее вероятное строение СОН.C <sub>5</sub>H<sub>6</sub>(C<sub>2</sub>H<sub>3</sub>O<sub>2</sub>)<sub>4</sub>.Cl.
Михаэль, действуя на ацетохлоргидрозу калиевым производным салицилового
Строка 203 ⟶ 223 :
обязаны и способностью образовывать металлические производные, напр. C <sub>6</sub>H<sub>11</sub>KO<sub>6</sub>,
C<sub>6</sub>H<sub>11</sub>NaO<sub>6</sub>
и т д. (см. Глюкозы).
Переходя к дисахаридам заметим, что, так как при гидролизе они дают глюкозы,
C<sub>12</sub>H<sub>22</sub>O<sub>11</sub> + H<sub>2</sub> O
= 2С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>,
то их следует считать эфирными ангидридами гексоз; в свойствах дисахаридов
наблюдается некот. разница, смотря по тому, на счет каких групп произошло
выделение элементов воды при соединении частиц глюкозы; так, напр., молочный
Строка 292 ⟶ 318 :
и Гюнтер получили фукозу (метилпентозу) — C <sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>5</sub>.
Надо думать, что найдутся клетчатки, дающие при гидролизе и другие альдозы или
кетозы (см. Клетчатка).
Сопоставляем все известные до сих пор "гидраты углерода".
''Оксиметилен'' — СН <sub>2</sub> О,
альдегид муравьиной кислоты, получен впервые Бутлеровым. Приведенной формуле
отвечает только в газообразном состоянии. Как первый член ряда оксиметилен
Строка 301 ⟶ 330 :
щелочей, как показал Бутлеров, способен к альдольному уплотнению, образуя,
смотря по условиям, или метиленитан (Бутлеров) или метозу (Лёв). Последняя
представляет сравнительно чистую
''Альдегид гликолевой кислоты'' СН <sub>2</sub> (ОН).СОН
получен Пиннером нагреванием с уксусной кислотой ацеталя гликоля:
CH<sub>2</sub>(OH).CH(OC<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>
+ 2СН <sub>3</sub>.СО(ОН) =
СН <sub>2</sub> (ОН).СНО + 2СН <sub>3</sub>.СО.ОС <sub>2</sub> Н <sub>5</sub>
+ Н <sub>2</sub> О.
В чистом виде не выделен; водный раствор обладает сильно восстановительными
свойствами.
''Двуоксиацетон'' СH <sub>2</sub> (ОН).СО.СН <sub>2</sub> (ОН)
и ''глицериновый альдегид'' СН <sub>2</sub> (ОН).СН(ОН).СОН;
(известные монооксикетоны — "кетолы" Пехмана перечислены выше) — представляют,
по терминологии Э. Фишера, триозы.
''Эритроза'' — СН <sub>2</sub> (ОН)
[СH (ОН)] <sub>2</sub> СОН —
может быть с примесью
СН <sub>2</sub> (ОН).СО.СН(ОН).СН <sub>2</sub> (ОН)
и СН <sub>2</sub> (ОН).СН(ОН).СО.СН <sub>2</sub> (ОН),
известна пока только в виде "озазона" — C <sub>16</sub>H<sub>18</sub>N<sub>4</sub>O<sub>2</sub>,
пл. при 166°—167° (Э. Фишер и Тафель) — единственная тетроза.
''Пентозы. Арабиноза, ксилоза'' и ''рибоза''отвечают структурной формуле
СН <sub>2</sub> (ОН)[СН(ОН)] <sub>3</sub>.СОН
= С <sub>5</sub> Н <sub>10</sub> О <sub>5</sub>.
''Рамноза'' (''изодульцит'',
''метиларабиноза)'' есть СН <sub>3</sub> [СН(ОН)] <sub>4</sub>.СОН;
это же строение имеет, вероятно, и ''фукоза''; эмпирическая формула обеих С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>.
''Гексозы'' (глюкозы, по прежней терминологии; монозы Шейблера). Из альдоз
отвечающих, следовательно, общей структурной формуле CH <sub>2</sub> (ОН)[СН(ОН)] <sub>4</sub>.СОН
= С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>,
известны:
видоизменениях: правовращающая —
левовращающая — ''l''глюкоза
и оптически недеятельная — ''i''глюкоза '' (i'' = inactivus):
''манноза d, l'' и ''i;''''гулоза'' ''d,'' ''l''и ''i;'' ''галактоза d,
l'' и ''i,'' и
''талоза'' ''d''. Из
кетоз известны ''фруктоза'' (левюлоза), отвечающая формуле СН <sub>2</sub> (ОН)[СH(ОН)] <sub>3</sub>.СО.СН <sub>2</sub> (ОН)
в трех видоизменениях ''d,'' ''l''и ''i'' [Фишер называет
левюлозу ''d'' фруктозой,
считая ее принадлежащей к ряду ''d''
маннозы. Не говоря уже, что к левюлозе мы можем теперь перейти, благодаря
исследованиям того же Фишера, из какой угодно гексозы, и следовательно
Строка 359 ⟶ 402 :
правовращающим, — влечет за собой значительную путаницу. Проще оставить за
левюлозы, по предложению Толенса, название антилевюлозы.] (последняя =
Рамнозе отвечает
= С <sub>7</sub> Н <sub>14</sub> О <sub>6</sub>.
Неизвестно строение
Гептозы.'' Известны ''d манногептоза'': СН <sub>2</sub> (ОН)[СН(ОН)] <sub>5</sub>.СОН
= С <sub>7</sub> Н <sub>14</sub>O<sub>7
</sub>
и ''d''
''рамногептоза'' —
= С <sub>8</sub> Н <sub>
''Октоза'' известна пока только так называемая ''маннооктоза''
= С <sub>8</sub> Н <sub>15</sub> О <sub>8</sub>.
''Ноноза'' тоже пока получена в одном видоизменении, а именно ''d
маннононоза''
СН <sub>2</sub> (ОН)[СН(ОН)] <sub>7</sub>
.СОН = С <sub>9</sub> Н <sub>18</sub>O<sub>9</sub>.
(о всех перечисленных соединениях см. Глюкозы).
''Сахарозы'' (сахарабиозы Шейблера, дисахариды) отвечают общей формуле С <sub>12</sub> Н <sub>22</sub> О <sub>11</sub>.
Известны: ''тростниковый сахар; молочный сахар'' (лактоза, лактобиоза);
''мальтоза'' (мальтобиоза, птиалоза [Лактоза и мальтоза кристаллизуются с одной
частицей воды.]; ''трегалоза'' (микоза [Трегалоза кристаллизуется с двумя
частицами воды.]), ''мелибиоза,'' полученная Шейблером и Миттельмейером
наряду с левюлозой при осторожном гидролизе рафинозы; ''тураноза,''полученная Алехиным из мелезитозы, и ''изомальтоза'' — единственная "биоза",
полученная синтетически Э. Фишером при действии, ниже + 10°С, соляной кислоты на
глюкозу; описан только ее "озазон".
''Caxapompиoзы'' (и полисахариды). ''Рафиноза'' (госсипоза, мелитриоза,
рафинотриоза) C <sub>18</sub>H<sub>32</sub>O<sub>16</sub> + 5H<sub>2</sub>O,
</sub> + 2Н <sub>2</sub> O
(Алехин).
и
''лактозин'' — С <sub>36</sub>H<sub>62</sub>O<sub>31</sub> [Гепцианова
получена Арт. Мейером из корня Gentiana lutea; продукт инверсия вращает сильно
влево, Лактозин найдет Мейером же в растениях из сем. гвоздичных, при гидролизе
дает галактозу и глюкозу, лишенную оптической деятельности (?).]).
''Сахароколлоиды'' (аморфные или труднокристаллизирующиеся полисахариды). Сюда
относятся: ''крахмал'' и многочисленные производные из него образующиеся,
известные под общим названием ''декстринов'';
''гликозан,'' аморфное камедеподобное вещество, получаемое нагреванием до 170°С
глюкозы (декстрозы) и образующееся в некоторых случаях при гидролизе, перегретым
паром, глюкозидов;
брожения
и образующийся также при молочном брожении, по свойствам (разбухает в воде,
растворяется в известковом молоке, не восстановляет Фелинговой жидкости,
= + 200°) очень близок к декстрину, получаемому из крахмала при действии
диастаза (может быть даже тождествен);
вещество, образующееся при брожении продажного виноградного сахара (содержащего
крахмал) и находящееся в галлизированном вине (свойства г. изучены плохо);
''гликоген'' (см.); по-видимому, все перечисленные вещества дают при гидролизе
''глюкозу'' (декстрозу); ''инулин'' (геленин, алантин, синантерин,
синистерин), ''левулин'' (синантроза), находящийся в количестве до 8—12% в
соке клубней топинамбура (Helianthus tuberosus) и до 45% в зернах неспелой ржи
(Мюнц), оптически недеятельное, легко бродящее вещество;
(сахарид), аморфное вещество, получаемое нагреванием тростникового сахара
(одновременно образуется глюкоза:
С <sub>12</sub>H<sub>22</sub>O<sub>11</sub>
= С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>
+ С <sub>6</sub> Н <sub>10</sub> О <sub>5</sub>);
''
иризин — ''из корней Iris pseudacorus — может быть тождествен с инулином;
при гидролизе этих углеводов получается фруктоза (левюлоза), в некоторых случаях
(напр. синантроза) сопровождаемая декстрозой (или другой альдозой?); из
''левулана,'' вещества выделяемого из свекловичного сока при Стефеновском
способе осаждения сахара (Ф. Липпман), а ''галактана,'' добываемого из
бобовых растений, из
''β,
γ''
и
гидролизе галактоза (содержатся ли в них и другие представители гексоз —
неизвестно). Наконец растительные камеди и слизи, каковы
семени, слизь из салепного корня и т. д., по-видимому, являются производными
многих гексоз одновременно и даже пентоз (см. соотв. статью). Из салепного корня
Толленс и Ганс получили, между прочим, маннозу.
''Клетчатка'' (см. это сл. и Волокна растений). Из веществ еще недавно
причислявшихся к углеводам упомянем о фенозе и инозите. ''Феноза'' — С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>
— получена Кариусом присоединением к бензолу хлорноватистой кислоты и осторожным
омылением образующегося хлоргидрина — С <sub>6</sub> Н <sub>9</sub> Сl <sub>3</sub> О <sub>3</sub>.
Камедеобразная масса, обладающая сладким, но острым, вкусом (Лёв).
разлагается при 100°, при нагревании с разбавленными кислотами и щелочами дает
гуминовые (?) вещества, восстановляет Фелингову жидкость, с уксуснокислым
свинцом дает осадок С <sub>6</sub> Н <sub>6</sub> О <sub>6</sub> Рb <sub>3
</sub> и с йодистым водородом —
вторичный йодистый гексил (?). Не бродит. Строение фенозы неизвестно.
''Инозит'' (фазеоманит, матезодамбоза, дамбоза, нуцит, сеннит) — С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>
+ Н <sub>2</sub> О — известен
в двух оптически деятельных видоизменениях — правом и левом, пл. при 247°С, и
Строка 463 ⟶ 535 :
распространен как в животном, так и в растительном царствах: он найден в мясном
соке, в разных органах высших и низших животных, в горохе, картофельных ростках
в спарже, в грибах и т. д. (Шеерер, Соколов и др.).
Правовращающий инозит ''[(α)D''
= + 65°] получен из монометилового эфира —
С <sub>7</sub> Н <sub>14</sub> О <sub>6</sub>
+ HJ = С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>
+ CH<sub>3</sub>J,
найденного Бертело в смоле Pinus lambertiana, так называемого
''β'' пинита (матезита Жирара;
матезит извлекается водой из каучука с Мадагаскара); кипит под ум. давлением при
250°С (Макэн и Танрэ), а левый — из отвечающего пиниту — квебрахита
(С <sub>7</sub> Н <sub>14</sub> О <sub>6</sub>
+ Н <sub>2</sub> О = С <sub>6</sub> Н <sub>12</sub> О <sub>6</sub>
+ СН <sub>3</sub> (ОН)
[квебрахит получен из коры квебрахо Танрэ] и отличается от правого только
противоположным вращением плоскости поляризации света. Инозит есть
гексагидрогексаоксибензол [СН(ОН)] <sub>6</sub>
и, как таковой, дает с йодистым водородом (после обработки продукта реакции
спиртовой щелочью) — трийодфенол, а при осторожном окислении — перхинон Ницкого
и Бенкизера —
C<sub>6</sub>O<sub>6</sub> + 8Н <sub>2</sub> О
= С <sub>6</sub> Н <sub>16</sub> О <sub>14</sub>
(Макэн).
С кислотами и основаниями инозит реагирует как шестиатомный спирт.
Углеводы считаются ботаниками первичными продуктами ассимиляции углекислоты
растениями. Но вопрос о способе их образования должен пока считаться нерешенным.
Основываясь на составе оксиметилена (см. соотв. статью) и на том, что, при
Строка 533 ⟶ 621 :
взгляду, явления, происходящие в растениях, были бы аналогичными, до некоторой
степени, взаимному разложению окиси серебра и перекиси водорода, с выделением
кислорода из обоих веществ.
''
А''. ''И. Горбов.''
''Δ''.
|