Химические свойства
Наиболее важные реакционные центры моносахаридов:
–полуацетальный гидроксил;
–спиртовые гидроксильные группы;
–карбонильная группа ациклической формы;
–СН-кислотный центр—атом С-2 в альдозах.
Реакции по карбонильной группе.
1. реакции окисления
А) При мягком окислении, например, под действием бромной воды, затрагивается только карбонильная группа и образуется глюконовая кислота.
В) Реакция окисления глюкозы раствором Толленса альдегидов. Реакция серебряного зеркала, на стенках пробирки образуется серебряный налет.
С) Реакция окисления гидроксидом меди (II)
D) Реакция окисления реактивом Фелинга, образуется кирпично- красный осадок
E)Окисление реактивом Несслера
. 
F)Удлинение цепи альдоз. Альдегидная группа присоединяет синильную кислоту, образующийся циангидрин гидролизуется до гидроксикислоты, содержащей на один атом углерода больше.
2.Реакция восстановления. При восстановлении карбонильной группы глюкозы образуется многоатомный спирты – сорбит:
Реакции по гидроксильным группам.
1. Как многоатомные спирты дает реакцию с гидроксидом меди(II), образуется раствор ярко-синего цвета.
2. Образование сложных эфиров. Реакция ацилирования, взаимодействие с ангидридами кислот. Этерификация глюкозы уксусной кислотой приводит к образованию сложных эфиров по всем пяти группам ОН (заменяются на ОСОСН 3). Образуется пентаацетилглюкоза.
3.Образование простых эфиров. Реакция алкилирования. Взаимодействие спиртовых ОН-групп с алкилгалогенидами. Образуется пентаметилглюкоза.
4.Образование гликозидов. Особенно легко вступает в реакцию гликозидная ОН- группа. Образуется - метилгликозид. Гликозиды — производные циклических форм углеводов, в которых гликозидный гидроксил замещен на остаток спирта, тиола, нуклеинового основания, моносахарида или др.
Специфические реакции.
Брожение – сложный процесс расщепления моносахаридов под влиянием микроорганизмов. В большинстве случаев выделяются газообразные вещества.
| O | 
| |
| C6H12O6 | → | |
Реакция действия щелочей.
Нахолоду происходит взаимопревращение
глюкоза ↔ фруктоза↔манноза↔глюкоза.
При нагревании в щелочной среде глюкоза буреет, происходит разрыв углеродной цепи и окисление образовавшихся продуктов.
Отдельные представители.
ГЛЮКОЗА (Glucosum). Растворы глюкозы широко применяют в медицинской практике при гипогликемии, инфекционных заболеваниях, болезнях печени (гепатит, дистрофия и атрофия печени), декомпенсации сердечной деятельности, отеке легких, геморрагических диатезах, токсикоинфекциях, различных интоксикациях (отравления наркотиками, синильной кислотой и ее солями, окисью углерода, анилином, мышьяковистым водородом, фосгеном и другими веществами) и других патологических состояниях. Растворы глюкозы широко используют при лечении шока и коллапса; они являются компонентами различных кровезамещающих и противошоковых жидкостей и применяются также для разведения различных лекарственных средств при введении их в вену.
Глюконат кальция Calcium gluconate
Восполняет дефицит кальция в организме. Кальций участвует в формировании костной ткани, процессе свертывания крови, необходим для поддержания стабильной сердечной деятельности, осуществления процессов передачи нервных импульсов.
Белый зернистый порошок, без запаха и вкуса, медленно растворим в воде, легко в кипящей. Не растворим в спирте и эфире. С хлоридом железа (3)дает светло – зеленое окрашивание.
Дисахариды
Дисахариды состоят из двух моносахаридных остатков. В природе в свободном виде встречается незначительное число дисахаридов. Важнейшими из них являются мальтоза, целлобиоза, лактоза и сахароза.
Сахароза содержится в сахарном тростнике, сахарной свекле, соках растений и плодах. Она состоит из остатков глюкозы и фруктозы:
При гидролизе сахарозы образуются глюкоза и фруктоза: 
Сахароза – невосстанавливающий дисахарид, не даёт реакции серебряного зеркала.
Полисахариды
Полисахариды – полимеры, построенные из моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями. Полисахариды могут иметь линейное или разветвленное строение.
Крахмал – полисахарид растительного происхождения. Его основная биологическая функция – запасное вещество растений. Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов – амилозы (10-20%) и а милопектина (80-90%)
Амилоза – линейный полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы, связанных α-1,4-гликозидными связями.
Цепь амилозы включает от 200 до 1000 моносахаридных единиц. Макромолекула амилозы свернута в спираль.
Амилопектин – разветвленный полисахарид, построенный из остатков α-глюкозы, которые связаны в основной цепи α-1,4-гликозидными.
Крахмал гидролизуется под действием кислот (но не щелочей) и фермента амилазы. Конечным продуктом гидролиза крахмала является α-глюкоза.
(C6H10O5)n ---> (C6H10O5)m --->C12H22O11 --->C6H12O6
крахмал декстрины мальтоза D-глюкоза
Комплексы крахмала с иодом имеют интенсивную синюю окраску. Реакция используется как качественная на иод и крахмал.
Применение крахмала: как наполнитель, а в хирургии - для приготовления неподвижных повязок. Широко используется в присыпках, мазях, пастах вместе с оксидом цинка, тальком. Внутрь применяют - как обволакивающее, при желудочно-кишечных заболеваниях.
Целлюлоза – самый распространенный растительный полисахарид. Выполняет функцию опорного материала растений. Это линейный полисахарид, построенный из остатков β-глюкозы, связанных β-1,4-гликозидными связями.
В отличие от крахмала целлюлоза в воде не набухает и не растворяется. Для перевода целлюлозы в растворимую форму необходима её химическая модификация.
При гидролизе целлюлоза образует β-глюкозу. С уксусным ангидридом и азотной кислотой легко образует сложные эфиры – ацетат и нитрат целлюлозы.
Большое практическое значение имеют сложные эфиры целлюлозы с уксусной кислотой:
Применение: для изготовления перевязочного материала, коллодия.
Тема 4.1: «Изопреноиды. Терпеноиды»
План
1.Понятие. Классификация. Нахождение в природе.
2.Производные ациклических и моноциклических терпенов.
3.Производные бициклических терпенов.
К терпеноидам относится обширная группа природных соединений природного происхождения. Они составляют основную часть эфирных масел, амбры. Углеродные цепи ряда терпеноидов являются промежуточными продуктами в синтезе стероидных гормонов, холестерина, ферментов, витаминов Д, Е, К, желчных кислот. Растительные терпеноиды имеют широкий спектр биологического действия и поэтому представляют интерес для поиска новых лекарственных препаратов.
Терпеноиды (от нем. Terpentin- скипидар) природные органические соединения с общей формулой (C5H8)n - где n> или = 2. В основе терпеноидов молекула изопрена, поэтому их также называют изопреноида.
Связывание молекул изопрена происходит по принципу «голова к хвосту» (изопреновое правило, сформулированное в 1921 году Л. Ружичкой), которое позволило выяснить строение многих терпенов и родственных им соединений.
Классификация терпенов.
1. По количеству изопреновых звеньев терпены подразделяют на следующие ряды: монотерпены, или собственно терпены (соединения содержащие 2 изопреновых фрагмента (C5H8)2
Сесквитерпены ( n=3, название произошло от сескви- полтора (C5H8)3 Дитерпены ( состоят из четырех изопреновых звеньев(C5H8)4
Тритерпены ( состоят из шести изопреновых звеньев(C5H8)6
Тетратерпены ( состоят из восьми изопреновых звеньев(C5H8)8
Политерпены ( состоят из n изопреновых звеньев(C5H8)n
2. По наличию или отсутствию циклов, по количеству имеющихся циклов каждый из вышеприведенных рядов подразделяется на следующие группы:
В основе углеродного скелета ациклических терпенов лежат структуры изомерных димеров изопрена — оцимена(3,7-диметилоктатриен-1,3,7) и мирцена(7-метил-3-метиленоктадиен-1,6):
При написании терпеноидов широко применяются общепринятые формулы, в которых показан только углеродный скелет.
К представителям тетратерпенов относят каротиноиды: (C40H64)
МОНОЦИКЛИЧЕСКИЕ ТЕРПЕНЫ
Лимонен и ментан — наиболее важные представители моноциклических терпенов.
| МЕНТАН-1-метил-4-изопропилциклогексан Ментан — родоначальник группы моноциклических терпеноидов, в природе в свободном виде не встречается. Он может быть получен гидрированием лимонена или п- цимола. Ментан — жидкость со свойствами предельных циклических углеводородов. |
| Цимол |
Важное практическое значение имеют гидроксильные производные ментана - одноатомный спирт ментол и двухатомный спирт терпин.
Ментол (5-метил-2-изопропилциклогексанол)- основной компонент эфирного масла мяты перечной. Обладает специфическим запахом, антисептическим действием и вызывает характерное чувство холода при действии на кожу. Ментол — твердое кристаллическое вещество с запахом мяты,используется как слабое антисептическое, успокаивающее, обезболивающее средство в составе лекарственных веществ (бороментол, пектусин и др.), При взаимодействии с изовалериановой кислотой образуется сложный эфир: ментилизовалерианат.
30%-ный раствор ментола в ментилизовалерианате под названием валидол используют при стенокардии. 
Ментандиол - двухатомный спирт, его моногидрат под названием терпингидрат проявляет антисептическое, слабое мочегонное действие, используется как отхаркивающее средство.
При нагревании терпина (1,8-ментандиол) в присутствии кислоты образуются изомерные терпинеолы:
Ментен-1-ол-8 ментен-8-ол-1
Запах сирени ландыша
Лимонен имеет одну двойную связь в цикле между первым и вторым атомом углерода и вторую в боковой углеродной цепи — обладает свойствами непредельных углеводородов. Лимонен (жидкость) и его рацемат входят в состав скипидара, эфирных масел хвойных деревьев, в эфирного масла цитрусовых (до 90 %), бергамота, тмина, сельдерея. Лимонен обусловливает запах лимонного масла, из которого и был впервые получен.
(ментадиен-1,8)
БИЦИКЛИЧЕСКИЕ ТЕРПЕНЫ содержат в молекуле два цикла. Их молекулы присоединяют по два атома брома, следовательно содержат одну двойную связь. Различные группы бициклических терпенов производят от углеводородов, не содержащих двойных связей: карана, пинана, камфана, туйана. Которые, кроме шестичленного цикла, содержат трех-, четырех- и пятичленные циклы
Производные туйана (туйон) и карана (карены) содержатся в эфирном масле шалфея. Наибольшее значение из бицикличечких терпенов имеет пинен, относящийся к группе пинан (2.6.6-триметилбицикло -(3,1,1) гептан). Пинен – составная часть скипидаров, получаемых из хвойных растений. Название пинен произошло от лат pinus- сосна. Строение пинена- вещества очень не стойкого- установил наш соотечественник Е.Е. Вагнер.
Важным свойством терпенов является их способность окисляться кислородом воздуха. Кислород присоединяется по месту двойной связи с образованием пероксидов
Воздух вокруг хвойных деревьев озонирован. Это связано с тем, что в составе их эфирных масел в большом количестве содержится, образующий пероксиды а-пинен. Пероксиды разлагаются с образованием атомарного кислорода, который, соединяясь с кислородом воздуха, образует озон.
Очищенный скипидар – бесцветная жидкость, легче воды, со своеобразным запахом, нерастворима в воде, но смешивается в любых соотношениях с органическими растворителями. В медицине применяют для втирания в кожу как раздражающее средство при простудных заболеваниях. Велико значение скипидара (в виду содержания в нем пинена) для синтеза терпингидрата и камфоры.
Получение рацемической камфоры из а-пинена (синтез В. Е. Тищенко):
Камфора - молекулярная формула камфоры С10Н16О - очень ценный медицинский препарат, активизирующий сердечную деятельность, используют как кардиотоническое, аналептическое, местнораздражающее и антисептическое средство. Получают из 100-летних деревьев камфорного дерева, которое произрастает во Вьетнаме, Китае, Японии, на Тайване, а также культивируется в тропиках. Камфора содержится в эфирных маслах камфорного лавра, сибирской пихты, базилика, полыни, камфорного шалфея. Природные источники не удовлетворяют потребности в камфоре, поэтому используются полусинтетические и синтетические способы получения.
Камфора - типичный кетон. Взаимодействие с бромом. Карбонильная группа активирует атомы водорода в α-положении, метиленовая группа проявляет С Н - кислотный характер, в результате чего возможно замещение на галоген:
Бромкамфору применяют при заболеваниях центральной нервной системы как успокаивающее средство.
БОРНЕОЛ (борниловый спирт, камфанол-2) это спирт камфанового ряда
Борнеолы малотоксичны, однако действуют на центр. нервную систему, снижают кровяное давление.
Борнеол традиционно применялся в китайской медицине.
Составить конспект лекции и ответить на вопросы:
1. Укажите формулу определения числа конфигурационных стереоизомеров.
Сколько стереоизомеров имеет глюкоза? Приведите формулы D – и L –глюкозы.
2. Напишите формулы Хеуорса глюкозы и дайте им названия.
3. Напишите реакцию окисления глюкозы в нейтральной среде. С каким реактивом можно эту реакцию проводить?
4. Напишите уравнение реакции образования гликозида. При каких условиях протекает эта реакция?
5. Приведите формулу и латинское название терпингидрата, глюкозы, ментола, камфоры и бромкамфоры. Как применяются в медицине терпингидрат, глюкоза, ментол, камфора и бромкамфора?