Cacbohiđrat là gì? Có mấy loại Cacbohidrat quan trọng

Cacbohidrat được biết đến là hợp chất hữu cơ cấu tạo nên hầu hết các vật chất trên trái đất. Vậy cụ thể cacbohidrat là gì? Lý thuyết về cacbohidrat? Tính chất, ứng dụng và cách điều chế cacbohidrat như nào?… Nội dung bài viết dưới đây của Trang tài liệu sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích về chủ đề trên, cùng tìm hiểu nhé!

Tìm hiểu về Cacbohidrat

Định nghĩa Cacbohidrat là gì?

Khái niệm: Cacbohidrat (còn gọi là gluxit hoặc saccarit) được biết đến là những hợp chất hữu cơ tạp chức, với công thức chung là Cn(H2O)m chứa nhiều nhóm OH và nhóm cacbonyl (andehit hoặc xeton) trong phân tử hóa học.

Phân loại Cacbohidrat

Gluxit được chia thành 3 loại thường gặp là:

• Monosaccarit: glucozơ, fructozơ có CTPT là C6H12O6
• Đisaccarit: saccarozơ và mantozơ có CTPT là C12H22O11
• Polisaccarit: xenlulozơ và tinh bột có CTPT là (C6H10O5)n

Lý thuyết về Glucozơ

Cấu trúc phân tử Glucozơ

Công thức phân tử C6H12O6

Công thức cấu tạo CH2OH–(CHOH)4–CHO

Glucozơ tồn tại ở cả hai dạng mạch hở và mạch vòng (dạng α là 36% dạng β là 64%).

Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

• Là chất rắn, không màu, tan tốt trong nước, độ tan trong nước tăng khi nhiệt độ tăng.
• Có vị ngọt kém đường mía.
• Có nhiều trong các loại hoa quả: Quả nho, mật ong (30%), máu người (0,1%).

Tính chất hóa học của Glucozơ

Trong phân tử glucozơ có 5 nhóm OH nằm liền kề và 1 nhóm CHO nên glucozơ có các phản ứng của ancol đa chức và của anđehit.

Hòa tan Cu(OH)2 ở ngay nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam

• 2C6H12O6+Cu(OH)2→(C6H11O6)2Cu+2H2O
• → Phản ứng này chứng minh glucozo có nhiều nhóm OH.

Tác dụng với anhiđrit axit tạo thành este 5 chức:

• CH2OH(CHOH)4CHO+5(CH3CO)2O→CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO+5CH3COOH
• → Phản ứng này dùng để chứng minh trong phân tử glucozơ có 5 nhóm OH.

Tác dụng với H2 tạo thành ancol sobitol:

• CH2OH(CHOH)4CHO+H2→Ni,t∘CH2OH(CHOH)4CH2OH

Tác dụng với AgNO3/NH3 tạo thành Ag (phản ứng tráng gương):

• CH2OH(CHOH)4CHO+2AgNO3+3NH3+H2O→CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag+2NH4NO3

Phản ứng với Cu(OH)2 ở nhiệt độ cao:

• CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH→CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O+3H2O

Phản ứng làm mất màu dung dịch Brom:

• CH2OH(CHOH)4CHO+Br2+H2O→CH2OH(CHOH)4COOH+2HBr
• → Các phản ứng này chứng tỏ glucozơ có nhóm CHO.

Phản ứng lên men như sau:

• C6H12O6→2CO2+2C2H5OH
• Phản ứng với CH3OH/HCl tạo metylglicozit
• Chỉ có nhóm OH hemiaxetal tham gia phản ứng.
• → Phản ứng này chứng tỏ glucozo có dạng mạch vòng.

Sau phản ứng nhóm metylglicozit không chuyển trở lại nhóm CHO nên không tráng gương được.

Ngoài ra khi khử hoàn toàn glucozơ thu được n-hexan chứng tỏ glucozơ có mạch 6C thẳng.

Cách điều chế Glucozơ

Thủy phân saccarozơ, tinh bột, mantozơ, xenlulozơ

Mantozơ:

C12H22O11+H2O→2C6H12O6

Tinh bột và xenlulozơ:

C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6

Saccarozơ:

C12H22O11+H2O→C6H12O6(glucozo)+C6H12O6(fructozo)

Trùng hợp HCHO:

6HCHO→Ca(OH)2,t∘C6H12O6

Lý thuyết về Fructozơ

Cấu trúc phân tử Fructozơ

Công thức phân tử C6H12O6.

Công thức cấu tạo CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CO – CH2OH.

Trong dung dịch, frutozơ tồn tại chủ yếu ở dạng β, vòng 5 hoặc 6 cạnh

Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

• Là chất rắn kết tính, dễ tan trong nước.
• Vị ngọt hơn đường mía.
• Có nhiều trong hoa quả và đặc biệt trong mật ong (40%):

Tính chất hóa học của Fructozơ

Vì phân tử fructozơ chứa 5 nhóm OH trong đó có 4 nhóm liền kề và 1 nhóm chức C = O nên có các tính chất hóa học của ancol đa chức và xeton.

• Hòa tan Cu(OH)2 ở ngay nhiệt độ thường.
• Tác dụng với anhiđrit axit tạo este 5 chức.
• Tác dụng với H2 tạo sobitol.

Trong môi trường kiềm fructozơ chuyển hóa thành glucozơ nên fructozơ có phản ứng tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm. Nhưng fructozơ không có phản ứng làm mất màu dung dịch Brom.

Lý thuyết về Saccarozơ

 – Saccarozơ là chất kết tinh, không màu, dễ tan trong nước, ngọt hơn glucozơ 

 – Nhiệt độ nóng chảy: 185 độ C

 – Có nhiều trong cây mía (nên saccarozơ còn được gọi là đường mía), củ cải đường, thốt nốt…

 – Có nhiều dạng sản phẩm: đường phèn, đường kính, đường cát…

Lý thuyết về Tinh bột

 – Tinh bột là chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước nguội

 – Trong nước nóng từ 65^oC trở lên, tinh bột chuyển thành dung dịch keo (hồ tinh bột)

 – Tinh bột có nhiều trong các loại ngũ cốc, củ (khoai, sắn), quả (táo, chuối)…

Lý thuyết Xenlulozơ

 – Xenlulozơ là chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước và trong dung môi hữu cơ thông thường như benzen, ete

– Xenlulozơ là thành phần chính tạo ra lớp màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối

– Xenlulozơ có nhiều trong trong cây bông (95 – 98 %), đay, gai, tre, nứa (50 – 80 %), gỗ (40 – 50 %)