Carbohidrații și proprietățile acestora. glucoză
SIDA, diabetul zaharat, astmul bronșic, cancerul este o listă incompletă de boli pentru care nu s-au găsit medicamente alternative care ajută la vindecarea completă a acestora. Sarcina sănătății publice este de a găsi medicamente pentru a vindeca aceste boli.
Farmaceutica Chimie - Metode de știință studiază de pregătire, proprietățile fizice și chimice, metodele de control al calității substanțelor medicamentoase, efectul caracteristicilor structurale individuale ale moleculelor de medicament pe natura acțiunilor lor asupra organismului, schimbările care au loc în timpul depozitării.
Soluția problemelor cu care se confruntă chimia farmaceutică va ajuta la identificarea noilor proprietăți ale medicamentelor deja disponibile și la descoperirea unor noi.
Carbohidrații sunt un grup mare de compuși polhidroxicarbonilici care alcătuiesc toate organismele vii. Acestea sunt deosebit de răspândite în lumea plantelor: 80% din masa uscată de plante sunt carbohidrați; Carbohidrații includ, de asemenea, mulți derivați obținuți prin modificarea chimică a acestor compuși prin oxidare, reducere sau adăugare de diverși substituenți.
Carbohidrații sunt implicați în metabolism și energie la om și la animale. Ca principala componenta a alimentelor, carbohidratii furnizeaza cea mai mare parte a energiei necesare pentru viata (mai mult de jumatate din energia la om este produsa de carbohidrati). Unele carbohidrați fac parte din acizii nucleici care efectuează biosinteza proteinelor și transferul de trăsături ereditare.
Prin carbohidrați includ glucoza, fructoza, zahăr (zaharoză), amidon, celuloză (celuloză) și altele. Unele dintre ele sunt produse alimentare de bază, altele (celuloza) utilizate pentru producerea de hârtie, materiale plastice, fibre, etc.
Termenul "carbohidrați" a apărut deoarece primii cunoscuți reprezentanți ai carbohidraților din compoziție au corespuns formulei CmH2nOn (carbon + apă); ulterior au fost descoperite carbohidrați naturali cu o compoziție elementară diferită.
1.1 Clasificarea și diseminarea
Carbohidrații sunt de obicei împărțiți în monozaharide, oligozaharide și polizaharide.
Cele mai frecvente și abundente monozaharide includ in mod natural D-glucoză, D-galactoză, D-manoză, D-Fruko-tozu, D-xiloză, L-arabinoză și D-ribozuglevody. Printre reprezentanții altor clase de monozaharide se numără adesea:
1) deoxizaharuri, în moleculele în care unul sau mai mulți atomi înlocuiți cu grupări OH H (de exemplu, L-ramnoză, L-fucoză, 2-deoxi-D-riboza) .;
2) zahăr amino, în care una sau mai multe grupări OH sunt înlocuite cu grupe amino (de exemplu 2-amino-2-deoxi-D-glucoză sau D-glucozamină);
3) polialcooli (polioli alditoli) formate în reducerea grupării carbonil a monozaharide (de la D-sorbitol, D-glucoză, D-manitol D-manoză);
4) acizii uronici - aldoză, în care gruparea CH2OH este oxidat până la carboxil (de exemplu, acidul D-glucuronic);
5) zaharuri ramificate care conțin un lanț neliniar de atomi de carbon (apioza sau 3-C-hidroximetil-D-glicerotetroza);
6) zaharuri mai mari cu o lungime a lanțului de mai mult de șase atomi de C (de exemplu D-sedogeluloză și acizi sialici.
Cu excepția D-glucozelor și D-fructozei, monozaharidele libere sunt rare în natură. De obicei, ele fac parte dintr-o varietate de glicozide, oligo- și polizaharide și m. sunt obținute din acestea după hidroliza acidă. Au fost dezvoltate numeroase metode pentru sinteza chimică a monozaharidelor rare bazate pe cele mai accesibile.
Oligozaharidele conțin în compoziția lor 2 până la 10-20 resturi de monozaharide legate prin legături glicozidice. Cele mai comune dizaharide, care îndeplinesc funcția de B-B de rezervă: zaharoză în plante, trehaloză în insecte și ciuperci, lactoză în laptele de mamifere. Sunt cunoscute numeroase glicozide ale oligozaharidelor, la care diverse substanțe fiziologic active includ anumite saponine (în plante), multe. antibiotice (în fungi și bacterii), glicolipide.
Polizaharidele sunt compuși cu molecule mari, ale căror molecule lineare sau ramificate sunt construite din resturile de monozaharide legate prin legături glicozidice. Compoziția polizaharidelor poate include și substituiți non-carbohidrați. La rândul lor, lanțurile oligozaharidelor și polizaharidelor superioare pot fi atașate la lanțurile polipeptidice cu formarea glicoproteinelor.
Un grup special de biopolimeri care moleculele de poliol resturile glikozilpoliolov, nucleozide sau mono - și oligozaharide care nu sunt conectate prin legături glicozidice și fosfodiester. Acest grup include acizi teicoic componente ale peretelui celular bacterian ale anumitor drojdii și acizi nucleici, care se bazează pe poli-D-riboză (ARN) sau poli-2-dezok-B-D-riboza lanț (ADN).
Proprietăți fizico-chimice. Abundența grupărilor funcționale polare în moleculele de monozaharide conduce la faptul că aceste substanțe sunt ușor solubile în apă și insolubile în solvenți organici cu polaritate scăzută. Capacitatea de a tautomeric transformări de cristalizare în mod normal dificil de mono - și oligozaharide, dar dacă o astfel de conversie nu este posibil (de exemplu, în nereductoare glicozide și oligozaharide tip zaharoză.), O substanță cristalizată cu ușurință. Multe glicozide cu agliconi polari scăzuți (saponine) prezintă proprietățile agenților tensioactivi.
Polizaharidele sunt polimeri hidrofili, mulți dintre aceștia formează soluții apoase foarte vâscoase și, în unele cazuri, geluri puternice.
Unele polizaharide formează structuri supramoleculare foarte ordonate care inhibă hidratarea moleculelor individuale; astfel de polizaharide (chitină, celuloză) sunt insolubile în apă.
Rolul biologic. Funcțiile carbohidraților din organismele vii sunt extrem de diverse. La plante monozaharidele sunt produse primare de fotosinteză și servesc drept compuși de pornire pentru biosinteza polizaharide și glicozide, precum și altele. Clasa B-B (aminoacizi, grași K-T, fenoli și altele.). Aceste transformări sunt realizate de enzime, substraturi care sunt de obicei derivați de zaharuri de mare energie, în principal nucleozid difosfat-zahăr.
Carbohidrații sunt depozitați în plante (sub formă de amidon), animale, bacterii și ciuperci (sub formă de glicogen), care servesc drept rezervă de energie. Sursa de energie sunt reacțiile de scindare a glucozei formate din aceste polizaharide. Sub formă de glicozide în plante și animale se efectuează transportul unor metaboliți diferiți. Polizaharidele și polimerii mai complexi ai carbohidraților îndeplinesc funcții de susținere în organismele vii. Peretele celular rigid din plantele superioare este un complex complex de celuloză, hemiceluloză și pectină. Amplificarea polimerului în peretele celular al bacteriilor sunt peptidoglicani (mureini) și chitină în peretele celular al ciupercilor și al coperților exterioare ale artropodelor. În corpul animalelor, funcțiile de susținere sunt efectuate de țesuturile conjunctive proteoglicani. Aceste substanțe sunt implicate în asigurarea proprietăților fizico-chimice specifice ale unor astfel de țesuturi, cum ar fi oasele, cartilajul, tendoanele și pielea. Ca polianii hidrofilici, aceste polizaharide ajută de asemenea la menținerea echilibrului de apă și a permeabilității ionilor selectivi ai celulelor.
În mod special responsabil este rolul carbohidraților complexi în formarea suprafețelor celulare și membranelor și oferindu-le proprietăți specifice. Astfel, glicolipide - principalele componente ale membranelor celulare nervoase și membranele eritrocitelor și lipopolizaharide - bacterii Gram-negative membrana exterioara. suprafața celulei Carbohidrații determină adesea specificitatea reacțiilor imunologice (substanțe de grup sanguin, antigene bacteriene) și interacțiunea virusurilor cu celule. Structuri glucidici sunt implicate în alte interacțiuni foarte specifice de fenomene celulare, cum ar fi fertilizarea, recunoașterea celulelor în timpul diferențierii țesuturilor, respingerea țesuturilor și t străine. D.
Carbohidratii constituie partea principală a dietei umane, și, prin urmare, sunt utilizate pe scară largă în industria alimentară și produse de cofetărie (amidon, zaharoză, etc.). Mai mult decât atât, în tehnologia alimentară utilizată substanță polizaharidă structurată, nu este ea însăși având o valoare alimentară, - (. Alginați, pectine, galactomanani și alte legume) agenți de gelifiere, agenți de îngroșare, stabilizatori, suspensii și emulsii.
Transformările de monozaharide cu fermentație alcoolică sunt baza proceselor de obținere a etanolului, berii, panificației; alte tipuri de fermentare fac posibilă extragerea acizilor glicerina, lactic, citric, gluconic și a multor alte substanțe din zaharuri prin metode biotehnologice.
Glucoza, acidul ascorbic, antibioticele care conțin carbohidrați, heparina sunt utilizate pe scară largă în medicină. Celuloza este baza pentru obținerea rayon, hârtie, unele materiale plastice, BB și colab. Zaharoza și ridică, polizaharide considerate ca materie primă regenerabilă, care poate înlocui petrolul în viitor.
Mai mult: Glucoza