Курсова робота
По темі:
Вуглеводи і їх властивості . Глюкоза
Введення
СНІД, цукровий діабет, бронхіальна астма, рак - це неповний перелік захворювань для яких так і не знайдені альтернативні препарати, що допомагають повністю вилікувати їх. Завданням охорони здоров'я є знайти лікарські препарати для виліковування цих хвороб.
Фармацевтична хімія - наука, що вивчає способи отримання, фізичні та хімічні властивості, методи контролю якості лікарських речовин, вплив окремих особливостей будови молекул лікарських речовин на характер дії їх на організм, зміни, що відбуваються при їх зберіганні.
Рішення завдань, що стоять перед фармацевтичною хімією допоможе виявити нові властивості вже наявних лікарських препаратів і відкрити нові.
1. Вуглеводи
Вуглеводи - Обширна група полігідроксікарбонільних сполук, що входять до складу всіх живих організмів. Особливо широко вони поширені в рослинному світі: 80% сухої маси рослин становлять вуглеводи; до вуглеводів відносять також багато похідні, одержувані при хімічній модифікації цих сполук шляхом окислення, відновлення або введення різних заступників.
Вуглеводи беруть участь в обміні речовин і енергії в організмі людини і тварин. Будучи основним компонентом їжі, вуглеводи постачають більшу частину енергії, необхідної для життєдіяльності (більше половини енергії у людини утворюється за рахунок вуглеводів). Деякі вуглеводи входять до складу нуклеїнових кислот, здійснюють біосинтез білка і передачу спадкових ознак.
До вуглеводам відносять глюкозу, фруктозу, цукор (сахарозу), крохмаль, целюлозу (Клітковину) та ін Одні з них є основними продуктами харчування, інші (Целюл
оза) використовуються для одержання паперу, пластмас, волокон і т.д.
Термін "Вуглеводи" виник тому, що перші відомі представники вуглеводи за складом відповідали формулі CmH2nOn (вуглець + вода); згодом були виявлені природні вуглеводи з іншим елементним складом.
1.1 Класифікація та поширення
Вуглеводи прийнято ділити на моносахариди, олігосахариди і полісахариди.
До найбільш звичайним і поширеним в природі моносахаридів відносять D-глюкозу, D-галактозу, D-манозу, D-фрук-тозу, D-ксилозу, L-арабинозу і D-рібозуглеводи. З представників інших класів моносахаридів часто зустрічаються:
1) дезоксісахара, в молекулах яких одна або декілька груп ОН замінені атомами H (напр., L-Рамноза, L-фукоза, 2-дезокси-D-рибоза);
2) аміносахара, де одна або декілька груп ОН замінені на аміногрупи (напр., 2-аміно-2-дезокси-D-глюкоза, або D-глюкозамін);
3) багатоатомні спирти (поліоли, альдіти), що утворюються при відновленні карбонільної групи моносахаридів (D-сорбіт з D-глюкози, D-маніт з D-манози);
4) уроновие кислоти - альдози, у яких група CH2OH окислена в карбоксильну (Напр., D-глюкуронова кислота);
5) розгалужені цукру, що містять нелінійну ланцюг вуглецевих атомів (апіоза, або 3-С-гідроксиметил-D-гліцерил-тетроза);
6) вищі цукру з довжиною ланцюга більше шести атомів С (напр., D-седогеп-тулоза і сіалова кислоти.
За винятком D-глюкози і D-фруктози вільні моносахариди зустрічаються в природі рідко. Зазвичай вони входять до складу різноманітних глікозидів, оліго - і полісахаридів і м. б. отримані з них після кислотного гідролізу. Розроблені численні методи хімічного синтезу рідких моносахаридів виходячи з більш доступних.
Олігосахариди містять у своєму складі від 2 до 10-20 моносахаридних залишків, пов'язаних глікозидними зв'язками. Найбільш поширені дисахариди, що виконують функцію запасних BB: сахароза в рослинах, трегалоза в комах і грибах, лактоза в молоці ссавців. Відомі численні глікозиди олігосахаридів, до яких відносять різні фізіологічно активні речовини деякі сапоніни (в рослинах), мн. антибіотики (в грибах і бактеріях), гліколіпіди.
Полісахариди - Високомолекулярні сполуки лінійні або розгалужені молекули яких побудовані із залишків моносахаридів, зв'язаних глікозидними зв'язками. В склад полісахаридів можуть входити також заступники невуглеводної природи. У свою чергу ланцюга вищих олігосахаридів та полісахаридів можуть приєднуватися до поліпептидних ланцюгів з утворенням глікопротеїнів.
Особливу групу складають біополімери, в молекулах яких залишки поліолів, глікозілполіолов, нуклеозидів або моно - і олігосахаридів сполучені не глікозидними, а фосфодіефірнимі зв'язками. До цієї групи відносять тейхоевие кислоти бактерій, компоненти клітинних стінок деяких дріжджів, а також нуклеїнові кислоти, в основі яких лежить полі-D-рібозофосфатная (РНК) або полі-2-дезок-сі-D-рібозофосфатная (ДНК) ланцюг.
Фізико-хімічні властивості. Достаток полярних функціональних груп в молекулах моносахаридів призводить до того, що ці речовини легко розчиняються у воді і не розчиняються у малополярних органічних розчинниках. Здатність до таутомерних перетворень зазвичай утрудняє кристалізацію моно - і олігосахаридів, проте якщо такі перетворення неможливі (напр., як у гликозидах і невідновлювальних олігосахариди типу сахарози), то речовини кристалізуються легко. Багато глікозиди з малополярнимі аглікон (сапоніни) проявляють властивості ПАР.
Полісахариди - Гідрофільні полімери, багато з них утворюють високов'язкі водні розчини, а в ряді випадків міцні гелі.
Деякі полісахариди утворюють високоупорядоченние надмолекулярних структури, перешкоджають гідратації окремих молекул; такі полісахариди (хітин, целюлоза) не розчинні у воді.
Біологічна роль. Функції вуглеводів в живих організмах надзвичайно різноманітні. У рослинах моносахариди є первинними продуктами фотосинтезу і служать вихідними сполуками для біосинтезу глікозидів і полісахаридів, а також ін класів BB (амінокислот, жирних K-T, фенолів та ін.) Ці перетворення здійснюються ферментами, субстратами для яких служать, як правило, багаті енергією похідні цукрів, головним чином нуклеозіддіфосфат-цукру.
Вуглеводи запасаються в рослинах (У вигляді крохмалю), тварин, бактеріях і грибах (у вигляді глікогену), де служать енергетичним резервом. Джерелом енергії є реакції розщеплення глюкози, що утворюється з цих полісахаридів. У вигляді глікозидів в рослинах і тварин здійснюється транспорт різних метаболітів. Полісахариди і більше складні угльоводсодержащие полімери виконують в живих організмах опорні функції. Жорстка клітинна стінка у вищих рослин являє собою складний комплекс з целюлози, геміцелюлози та пектинів. Армуючим полімером в клітинній стінці бактерій служать пептидоглікану (муреин), а в клітинній стінці грибів і зовнішніх покривах членистоногих - хітин. В організмі тварин опорні функції виконують протея-ГЛІКАНА сполучні тканини. Ці речовини беруть участь в забезпечення специфічних фізико-хімічних властивостей таких тканин, як кістки, хрящі, сухожилля, шкіра. Будучи гідрофільними полианионов, ці полісахариди сприяють також підтримці водного балансу і виборчої іонної проникності клітин.
Особливо відповідальна роль складних вуглеводи в утворенні клітинних поверхонь і мембран і доданні їм специфічних властивостей. Так, гліколіпіди - найважливіші компоненти мембран нервових клітин і оболонок еритроцитів, а ліпополісахариди - зовнішньої оболонки грамнегативних бактерій. Вуглеводи клітинної поверхні часто визначають специфічність імунологічних реакцій (групові речовини крові, бактеріальні антигени) і взаємодія клітин з вірусами. Вуглеводні структури беруть участь і в інших високоспецифічних явищах клітинного взаємодії таких, як запліднення, впізнавання клітин при тканинній диференціації, відторгнення чужорідних тканин і т. д.
Вуглеводи складають головну частину харчового раціону людини, в зв'язку з чим широко використовуються в харчовій і кондитерської промисловості (крохмаль, сахароза та ін.) Крім...
