Glucose

Template:Chembox new Glucose là một loại đường đơn (monosaccarit), và cũng là một gluxit( cacbohydrat) tiêu biểu. Tên "glucose" đến từ ngôn ngữ Hy Lạp, chữ "glu" nghĩa là rượu nho ngọt, nước nho; còn đuôi "ose" nhằm thể hiện sự phân loại chất trong hóa học(đuôi "ose" biểu thị cho các chất cacbohydrat). Nó là đường hexose do cấu trúc phân tử mang 6 cacbon. Glucose có cấu tạo phân tử: C6H12O6 có 2 dạng là mạch vòng và mạch hở. Nhưng trong thực tế glucose chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng, có hai loại là α-Glucose và β-Glucose. Glucose có vai trò sinh học quan trọng đối với sinh vật, và vô cùng gần gũi với đời sống con người.

Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

Tính chất vật lý

Glucose là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía (sucrose).trái|250px|thumb|Liên kết hydro trong nước

Trạng thái tự nhiên

Glucose có trong hầu hết các bộ phận của cây như hoa, lá, rễ,...và nhất là trong quả chín. Đặc biệt có nhiều trong quả nho chín nên cũng có thể gọi là đường nho. Trong mật ong có nhiều glucose(khoảng 30%). Glucose cũng có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người có một lượng nhỏ glucose với nồng độ hầu như không đổi khoảng 0,1%.

Cấu trúc phân tử

Mạch hở

Mạch hở với những phản ứng tìm ra cấu trúc phân tử glucose

phải|300px|Nho là một trong những loại trái cây khi chín có nhiều glucose|thumb

Glucose có phân tử khối là 180 và công thức phân tử là C6H12O6. Để xác định cấu tạo của glucose các nhà khoa học căn cứ vào các dữ liệu sau:
Glucose có phản ứng tráng gương => Có nhóm cacbandehit -CH=O => Đây là 1 chất aldehyde
Glucose có phản ứng với Cu(OH)2 tạo dung dịch màu xanh đậm=> Có nhiều nhóm -OH có vị trí gần nhau

Glucose tạo este chứa 5 gốc acid -CH3COO chứng tỏ phân tử có 5 nhóm hydroxit -OH.

Glucose bị khử hoàn toàn, thu được hexan, chứng tỏ có 6 nguyên tử cacbon trong phân tử glucose tạo thành 1 mạch không nhánh.

Vậy: Glucose là hợp chất tạp chức, ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của aldehyde đơn chức do chỉ có 1 nhóm -CH=O và ancol 5 chức do có 5 nhóm OH. Công thức cấu tạo của glucose mạch hở như sau: left|frameless|161x161px

ỨNG VỚI CÔNG THỨC: CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH - CHOH -CH=O

Hoặc viết gọn hơn là: CH2OH[ CHOH]4CHO

Mạch vòng

Hemiacetal và lý giải mạch vòng

Nhưng trong thực tế, glucose tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α-Glucose và β-Glucose, vì nhóm OH (liên kết với cacbon số thứ tự 5) dễ dàng cộng vào liên kết đôi C=O của nhóm cacbandehit -CH=O tạo ra các dạng mạch vòng. centre|frameless Thực sự việc glucose thường ở trạng thái mạch vòng hơn mạch hở cũng như việc tại sao nhóm OH có khuynh hướng liên kết với nhóm C=O có nguyên nhân và có thể giải thích bằng hiện tượng hóa học đơn giản là vì: aldehyde rất dễ dàng tác dụng với ancol tạo thành hemiacetal centre|429x429px|PHẢN ỨNG TẠO HEMIACETAL|thumb Phản ứng tạo thành hemiacetal có ý nghĩa rất quan trọng trong trường hợp cả hai nhóm C=O và OH cùng thuộc về 1 phân tử thí dụ: mantose, glucose,..Trong đó trọng điểm của chúng ta là glucose. Nhưng việc quan trọng là vì sao nhóm C=O lại tác dụng vô cùng dễ dàng với nhóm OH trong phân tử glucose, vấn đề ở đây là do nhóm C=O. Aldehyde và xeton là những hợp chất có nhóm cacbonyl C=O trong phân tử. Đây là 1 phản ứng cộng nucleophin thuần túy.

Cacbonyl và lý giải Hemiacetal

centre|CACBONYL LÝ GIẢI CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC|thumb|404x404px Đặc điểm của nhóm cacbonyl là không no và luôn luôn phân cực về phía nguyên tử oxi vì đây là 1 liên kết đôi, và đồng thời nguyên tử oxi có độ âm điện lớn hơn nguyên tử cacbon và các electron π (pi) rất linh động(xem hình trên). Do đặc điểm ấy, nhóm cacbonyl dễ dàng tham gia phản ứng cộng, đặc biệt là phản ứng cộng nucleophin, vì nguyên tử cacbon mang điện tích dương dễ kết hợp với tác nhân nucleophin mang điện tích âm=> nhóm cacbonyl C=O hay nhóm cacbandehit -CH=O của glucose rất dễ dàng tham gia phản ứng nucleophin. Mà phản ứng hemiacetal là phả ứng nucleophin. Điều này dễ dàng giải thích vì sao nhóm C=O hay -CH=O của glucose dễ phản ứng với nhóm OH(liên kết với cacbon số thứ tự 5) tạo thành mạch vòng.

Có 2 dạng mạch vòng α-Glucose và β-Glucose dễ chuyển đổi cho nhau thông qua phản ứng hemiacetal của glucose đang ở dạng mạch hở. centre|frameless|655x655pxDo yếu tố entropi, cân bằng chuyển dịch gần như hoàn toàn về phía các dạng vòng. Các dạng vòng đó là những hemiacetal.left|110x110px|α-GLUCOSE|thumb 103x103px|β-GLUCOSE|thumb

centre|187x187px|GLUCOSE MẠCH HỞ|thumb Bài viết tham khảo.

Tính chất hoá học

Glucose có nhiều nhóm -OH liền kề và nhóm -CH=O nên có tính chất của ancol đa chức và aldehyde

Tính chất của nhóm hydroxit- OH

Hòa tan kết tủa đồng(II) hirđroxit Cu(OH)2 khi chưa đun nóng tạo thành dung dịch màu xanh đậm. Đó là do phản ứng của Cu(OH)2 với các nhóm OH kề bên nhau của phân tử glucose(tương tự phản ứng của Cu(OH)2 với glixerol). Tác dụng với anhiđrit axetic tạo este 5 chức Tác dụng với Na tạo muối và khí H2

Tính chất của nhóm andehyt - CH=O

Phản ứng tráng gương

Phức chất của ion Ag(+) với NH3(dung dịch được gọi là thuốc thử Tollens) oxi hóa aldehyde tạo thành gương bạc, nhờ đó phản ứng này được dùng để nhận biết nhóm -CH=O

Phản ứng kết tủa với Cu(OH)2

Glucose tác dụng với Cu(OH)2NaOH tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O

PHẢN ỨNG HYDRO HÓA

Cộng Hidro vào gốc CH=O tạo thành gốc CH2-OH

PHẢN ỨNG LÊN MEN RƯỢU

có men xúc tác tạo rượu etylic C2H5OH và khí carbon dioxit CO2

PHẢN ỨNG LÊN MEN ACID LACTIC

Có men lactic tạo acid lactic CH3-CH(OH)-COOH

Chức năng

Glucose giúp các hỗn hợp có pha đường không bị hiện lên những hạt đường nhỏ khi để lâu (hiện tượng hồi đường hay lại đường). Đồng thời nó cũng giúp bánh kẹo lâu bị khô và giữ được độ mềm. Nó cũng được sử dụng trong quá trình làm kem để giữ hỗn hợp nước và đường mịn, không bị hồi đường. Nó còn giúp chúng ta sản xuất Vitamin C và pha huyết thanh

Nói chung, trong công nghiệp thực phẩm, glucose được sử dụng làm chất bảo quản

Glucose là nguồn năng lượng chủ yếu và trực tiếp của cơ thể, được dự trữ ở gan dưới dạng glycogen.

Thành phần tham gia vào cấu trúc của tế bào (ARN và ADN) và một số chất đặc biệt khác (Mucopolysaccharid, héparin, acid hyaluronic,chondroitin …).

Glucose được sử dụng để tạo năng lượng cần thiết cho sự sống, quá trình này diễn ra trong tế bào. Việc sử dụng glucose của tế bào phụ thuộc vào hoạt động của màng tế bào dưới tác dụng của Insuline (ngoại trừ các tế bào não, tổ chức thần kinh, tế bào máu, tủy thận và thủy tinh thể).

Tham khảo

Template:Sơ khai hóa học Template:Carbohydrates

Template:Thể loại Commons

Thể loại:Hợp chất hữu cơ Thể loại:Dinh dưỡng Thể loại:Chất ngọt