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    葡萄糖的物理性質(zhì)和存在  ‍‍葡萄糖‍‍是一種白色晶體,易溶于水,有甜味,但不如蔗糖.廣泛存在于生物體中,尤以葡萄和各種成熟的水果里含量特多.其他如蜂蜜和動(dòng)物的血液中也都含有葡萄糖。

    葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)  通過(guò)下述一系列的實(shí)驗(yàn),可以確定葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)：

    1.葡萄糖分子中的元素定性鑒定我們來(lái)看下面的實(shí)驗(yàn)。

    把葡萄糖和鎂粉混和后平鋪在干燥試管里,試管口配單孔塞附導(dǎo)管,裝置如圖8-1.加熱試管,見混和物發(fā)生燃燒現(xiàn)象,同時(shí)有氣體放出用排水集氣法收集放出的氣體,并作燃燒或爆鳴試驗(yàn),證明放出的是氫氣待反應(yīng)完畢試管冷卻后,把管中物質(zhì)倒出觀察,可以看到有黑、白兩種粉末,這是碳和氧化鎂,當(dāng)初的燃燒現(xiàn)象就是由鎂跟葡萄糖里的氧化合而發(fā)生的。

    由實(shí)驗(yàn)可以知道,葡萄糖分子是由碳、氫、氧三種元素組成的。

    2.葡萄糖的定量分析和分子量測(cè)定測(cè)定結(jié)果,知道葡萄糖的分子組成是含碳40%,氫6,67%,氧53,33%,分子量

是180,所以它的分子式確定為C6H12O6.

    3.官能團(tuán)的鑒定  把葡萄糖溶液加入氫氧化銅的沉淀里,發(fā)現(xiàn)沉淀消失,溶液呈絳藍(lán)色,和甘油跟氫氧化銅的反應(yīng)一樣.可見葡萄糖也是多元醇,分子中也含有多個(gè)羥基.但究竟是幾個(gè)羥基呢?是不是跟甘油完全一樣也是含有三個(gè)經(jīng)羥基呢?要找出這個(gè)問(wèn)題的答案,還需要使葡萄糖與乙酸反應(yīng)反應(yīng)結(jié)果知道,1個(gè)克分子葡萄糖能眼5個(gè)克分子的乙酸生成一個(gè)克分子的五乙酸葡萄糖酯.我們前面已經(jīng)學(xué)過(guò),知道醇類跟酸類起酯化反應(yīng)時(shí)是一個(gè)羥基跟一個(gè)羧基作用的,因此可以決定葡萄糖分子里含有5個(gè)羥基.葡萄糖的分子式是C6H12O6,括出5個(gè)羥基,這個(gè)分子式可以寫成C6H7O(OH)5。葡萄糖跟乙酸的反應(yīng)方程式如下:

這五個(gè)羥基是怎樣跟碳原子相連接的呢?研究證明,在一個(gè)碳原子上接連有二個(gè)羥基的化合物是不穩(wěn)定的,但葡萄糖是一種穩(wěn)定的化合物.由此可知,在葡萄糖分子中五個(gè)羥基是分別連接在五個(gè)碳原子上的。

    再把葡萄糖溶液跟銀氨溶液作用,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),這和醛類的反應(yīng)一樣,由此可以推知,葡萄糖分子里一定還含有醛基.從葡萄糖的分子式里我們知道,它有六個(gè)氧原子,其中五個(gè)已和氫原子組成五個(gè)羥基,第六個(gè)氧原子就是醛基的組成部分了.因此醛基只能位于碳鏈的末端,如下式所示:

    葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)在葡萄糖的分子里既有醛基又有多個(gè)羥基,因此葡萄糖就具有醛和多元醇的化學(xué)性質(zhì),如：

    1.與氧化劑的反應(yīng)在葡萄糖官能團(tuán)的鑒定里已經(jīng)談過(guò),葡萄糖能跟氧化銀的氨溶液起銀鏡反應(yīng),葡萄糖被弱氧化

劑一一氧化銀氧化為葡萄糖酸:

①葡萄糖的簡(jiǎn)式,應(yīng)該是CH2OH-(CHOH)4-CIO,這樣樣能全部反映出它的結(jié)構(gòu)來(lái).但在某些反應(yīng)式里,可以就用它的分子式 C6H12O6,而在式子的下面注明“葡萄糖”.

弱氧化劑氫氧化銅也能使蘅萄糖氧化.如把把葡萄糖溶液氫氧化銅沉淀里,加熱后則生成紅色的氧化亞銅沉淀：

    從上面這兩個(gè)反應(yīng)來(lái)看,顯然,葡萄糖具有還原性.凡是能被溫?zé)岬你y氨溶液或氫氧化銅氧化的糖,統(tǒng)稱為還原性糖。否則就稱為非還原性糖,葡萄糖是一種還原性糖.

    2.酯化反應(yīng)和醇一樣,葡萄糖能跟酸起酯化反應(yīng).如上面所述的,葡萄糖跟乙酸反應(yīng)生成五乙酸葡萄糖酯、

    3.發(fā)酵作用葡萄糖分子里含有多個(gè)羥基和一個(gè)醛基基,具有二種官能團(tuán),因此還具有不同于醛和醇的化學(xué)性質(zhì),最重要的便是它在有機(jī)催化劑酒化酶的存在下能發(fā)酵為醇：

‍C6H12O6=(酒化酶)=2C2H5OH+2CO2↑‍

    葡萄糖的用途  前面已講過(guò)過(guò),碳水化合物與人類生活有密切關(guān)系,葡萄糖便是我們?nèi)祟惢顒?dòng)所需能量的來(lái)源之一。。它在人體組織里進(jìn)行氧化而放出熱量：

‍C6H12O6+6O2=6O2+6H2O+673千卡‍

所以葡萄糖常用來(lái)作為病人的營(yíng)養(yǎng)劑

    醫(yī)藥工業(yè)上,葡萄糖用來(lái)制取葡萄糖酸鈣、合成維生素C等藥劑.此外,也可用來(lái)作為棉織物印染時(shí)的漿料和制鏡時(shí)銀的還原劑。

    葡萄糖的制取  我們知道,二糖和多糖都能水解為單糖,葡萄糖就是利用自然界里的多糖或二糖進(jìn)行水解來(lái)制取的工業(yè)上一般用淀粉、木屑和稻草在酸性溶液中水解成葡萄糖,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是：

    果糖的物理性質(zhì)和存在 果糖是一種黃白色的晶體,和葡萄糖相似,也易溶于水,比各種糖都來(lái)得甜.

    果糖和葡萄糖共存于水果和蜂蜜里,尤以蘋果和蜂蜜里的含量較多。

    果糖的分子結(jié)構(gòu)  果糖和葡萄糖互為同分異構(gòu)體,它的分子式也是CH12O6.果糖的分子結(jié)構(gòu)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,和葡萄糖有所不同,它的分子除也含有五個(gè)羥基外,不含醛基而含有基.結(jié)構(gòu)式如下：

    果糖的化學(xué)性質(zhì)  果糖能跟酸起酯化反應(yīng),具有醇的化學(xué)性質(zhì);能使氫氧化銅沉淀消失,成為絳藍(lán)色溶液,具有多元醇的性質(zhì).此外,果糖也能在溫?zé)釙r(shí)被氫氧化銅氧化,生成紅色氧化亞銅沉淀,跟銀氨溶液,產(chǎn)生銀鏡反應(yīng).因此果糖也是?種還原性糖.從這些性質(zhì)來(lái)看,好象都和葡萄糖一樣.可是我們知道,在果糖的分子結(jié)構(gòu)里是沒(méi)有醛基的的,按理不能與氧化劑發(fā)生反應(yīng).現(xiàn)在它所以能與氧化劑反應(yīng),是是因?yàn)橥?/span>在果糖分子里受到了相鄰碳原子上羥基的影響,比普通的酮基增大了活動(dòng)性,結(jié)果才使果糖也能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和使氫氧化銅還原為氧化亞銅.不過(guò)反應(yīng)的產(chǎn)物和葡萄糖不一樣,果糖被氧化成兩種含有羥基的羧酸:

    果糖也能能發(fā)酵成乙醇.但在果糖溶液中加入消石灰能生成果糖化鈣C6H12O6.CA(OH)2.H2O沉淀,在葡萄糖溶液中則生

成可溶性的葡萄糖化鈣。

    果糖的用途和制取果糖主要用作醫(yī)藥上的滋補(bǔ)劑、因為果糖和葡萄糖混和一起存在于水果里,所以制取果糖的方法,應(yīng)當(dāng)是設(shè)法把果糖和葡萄糖分離.根據(jù)上述果糖和葡萄糖對(duì)消石灰的不同性質(zhì),只要在混和物里加入消石灰,使果糖成為果糖化鈣的沉淀,葡萄糖留在溶液里,便可以通過(guò)過(guò)濾而達(dá)到分離的目的.再在沉淀里通入二氧化碳,沉淀去碳酸鈣而得果糖.

C6H12O6.CA(OH)2.H2O+CO2=C6H12O6+CACO3↓+2H2O