Ароматические диазосоединения

Ароматическими диазосоединениями называются вещества, в которых один из атомов азота азогруппы -N=N- связан с ароматическим радикалом, а другой с гетероатомом. В качестве примера можно привести фенилдиазоаминобензол C₆H₅-N=N-NH-C₆H₅, фенилоксидиазобензол С₆H₅-N=N-OC₆H₅. Наиболее важным представителем ароматических диазосоединений являются арендиазониевые соли . Соли арендиазония, где Х - анион сильной кислоты Cl ^-,Br ^-,HSO₄^- или комплексный анион: BF₄ ^-,SnCl₆ ^2-, PF₆ ^-, SbF₆ ^-, HgCl₃ ^- и т.д. представляют собой типичные ионные кристаллические вещества, растворимость которых в воде и спиртах определяется главным образом природой аниона Х^- В воде обычно хорошо растворимы галогениды и сульфаты арилдиазония, соли же с комплексным анионом характеризуются низкой растворимостью.

 

Красители

Красителями могут служить вещества, обладающие окраской и способные прочно связываться, закрепляться на окрашиваемом материале. Окраску имеют вещества, поглощающие лучи в видимой области спектра. Видимый цвет является дополнительным к поглощённому. Так, если максимум поглощения лежит в области фиолетовых лучей, то окраска соединения жёлто-зелёная. Поглощение жёлтых лучей приводит к синей окраске.

Поглощение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра вызывает возбуждение электронного облака молекулы или, несколько упрощая, возбуждение электронов отдельных связей или групп связей. Так, поглощение в области ((170…210)∙10^-9м – ультрафиолетовая область) в спектрах моноолефинов относится к возбуждению
π-электронов двойных связей. Если число двойных связей в молекуле увеличится и они окажутся сопряжёнными, полоса поглощения
π-электронов сдвинется в длинноволновую область спектра. Достаточное удлинение сопряжённой системы связей может вывести максимум поглощения в видимую область спектра и соединение станет окрашенным. Например:

Ненасыщеные группировки, дающие окраску соединениям, особенно в сопряжённом состоянии, называются хромофорами.

Подключение к хромофорам электронодонорных групп, особенно групп с неспаренными электронами, приводит к батохромному сдвигу полос поглощения в видимую часть спектра и появлению окраски. Сами они окраски не дают, но помогают в её создании хромофорам. Такие группы называют ауксохромами. Например:

Способы, при помощи которых краситель закрепляется на волокне, зависят как от его химического строения, так и от природы волокна. Однако, в общем случае они сводятся или к адсорбции красителя волокном, или к образованию с волокном химической связи.

Азосоединения – вещества окрашенные. Они содержат хромофорную азогруппу –N=N–, создающую окраску. Ауксохромные гидрокси- и аминогруппы углубляют цвет и способствуют связыванию красителей с волокном. Азокрасители используются для крашения самых различных материалов: волокон всех видов, тканей, пластмасс, резины, древесины, кожи, пищевых продуктов и т.д. Они идут на приготовление лаков, покровных и полиграфических красок. Некоторые из них являются индикаторами. Например, известный индикатор метилоранж является азосоединением и получается по реакции диазотирования:

В щелочной среде он имеет желтую окраску. В кислой среде молекула индикатора присоединяют протон по азогруппе, что приводит к перестройке связей, смене хромофоров и системы сопряжения и, как следствие, к изменению окраски на красную.

 

5 41.Углеводы. Классификация углеводов. Моносахариды. Способы получения моносахаридов. Физические и химические свойства. Окисления. Реакция серебряного зеркала.

Углеводы, наряду с жирами и белками, относятся к важнейшим и незаменимым компонентам пищи. Представляют собой органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они синтезируются в растениях из воды и углекислого газа, используя энергию солнечного света, или животными в виде гликогена, накапливающегося в мышцах и печени.

Углеводы, в следствии легкодоступности и быстроты усвоения, являются основным источником энергии для организма. Но, несмотря на то, что человеку необходимы большие количества углеводов для обеспечения процессов жизнедеятельности, их резервы в организме невелики. Поэтому их запасы должны постоянно восполняться.

Классификация углеводов

Структурно углеводы подразделяются на следующие группы:

Простые углеводы. К ним относят глюкозу, галактозу и фруктозу (моносахариды), а также сахарозу, лактозу и мальтозу (дисахариды).
Глюкоза – главный поставщик энергии для мозга. Она содержится в плодах и ягодах и необходима для снабжения энергией и образования в печени гликогена.

Фруктоза почти не требует для своего усвоения гормона инсулина, что позволяет использовать ее при сахарном диабете, но в умеренных количествах.

Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Получается при расщеплении лактозы.

Сахароза содержится в сахаре и сладостях. При попадании в организм расщепляется на более составляющие: глюкозу и фруктозу.

Лактоза – углевод, содержащийся в молочных продуктах. При врожденном или приобретенном дефиците фермента лактазы в кишечнике нарушается расщепление лактозы на глюкозу и галактозу, что известно как непереносимость молочных продуктов. В кисломолочных продуктах лактозы меньше, чем в молоке, так как при сквашивании молока из лактозы образуется молочная кислота.

Мальтоза – промежуточный продукт расщепления крахмала пищеварительными ферментами. В дальнейшем мальтоза расщепляется до глюкозы. В свободном виде она содержится в меде, солоде (отсюда второе название – солодовый сахар) и пиве.

Сложные углеводы. К ним относят крахмал и гликоген (перевариваемы углеводы), а также клетчатку, пектины и гемицеллюлозу.

Крахмал – в питании составляет до 80% всех углеводов. Его основные источники: хлеб и хлебобулочные изделия, крупы, бобовые, рис и картофель. Крахмал, относительно медленно переваривается, расщепляясь до глюкозы.

Гликоген, его еще называют «животный крахмал», - полисахарид, который состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10% и в мышечной ткани – 0,3-1%).

Клетчатка – это сложный углевод, входящий в состав оболочек растительных клеток. В организме клетчатка практически не переваривается, лишь незначительная часть может подвергнуться под влиянием находящихся в кишечнике микроорганизмов.

Клетчатку, вместе с пектинами, лигнинами и гемицеллюлозой, называют или балластными веществами. Они улучшают работу пищеварительной системы, являясь профилактикой многих заболеваний. Пектины и гемицеллюлоза обладают гигроскопичными свойствами, что позволяет им сорбировать и увлекать с собой избыток холестерина, аммиак, желчные пигменты и другие вредные вещества. Еще одним важным достоинством пищевых волокон является их помощь в профилактике ожирения. Не обладая высокой энергетической ценностью, овощи из-за большого количества пищевых волокон способствуют раннему чувству насыщения.

В большом количестве пищевые волокна содержится в хлебе грубого помола, отрубях, овощах и фруктах.

 

 

Моносахариды – это простейшие углеводы. Они не подвергаются гидролизу – не расщепляются водой на более простые углеводы. Общая формула – С_n(H₂O)_n. Моносахариды представляют собой бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде и сладкие на вкус (фруктоза – самый сладкий сахар). Все они являются оптически активными веществами. Моносахариды являются полиоксикарбонильными соединениями, следовательно, классифицируются по числу углеродных атомов в молекуле и присутствию альдегидной или кетонной группы. Например: альдогексоза, кетопентоза и т. д.

Важнейшими моносахаридами являются альдопентозы: рибоза и дезоксирибоза, которые входят в состав нуклеиновых кислот; ксилоза (древесный сахар), который является составной частью ксиланов, содержащихся в древесине, лузге подсолнуха, соломе. Из альдогексоз самыми распространенными являются глюкоза и фруктоза.

В природе моносахариды образуются в зеленых растениях в результате фотосинтеза, который представляет собой процесс химического связывания или «фиксации» углекислого газа и воды за счет использования энергии солнечных лучей растениями.

Главным источником получения моносахаридов, имеющих практическое значение, являются полисахариды. Так, глюкозу получают в большом количестве гидролизом крахмала:

(С₆H₁₀O₅)_n + nН₂О -> nС₆Н₁₂O₆.

Химические свойства. Для моносахаридов характерны реакции, свойственные спиртам, альдегидам и кетонам, так как в молекулах простых сахаров содержатся гидроксильные и в скрытом виде карбонильные группы. При взаимодействии моносахаридов с различными веществами реакции могут протекать: по карбонильной группе, гидроксильным группам либо с изменением углеродного скелета молекулы.

1. Альдегидная группа моносахаридов окисляется до карбоксильной группы с образованием альдоновых кислот.

2. При нагревании моносахаридов с концентрированными кислотами происходит дегидратация молекулы. Из пентоз образуется фурфурол, из гексоз – оксиметилфурфурол:

3. Моносахариды D-ряда (глюкоза, фруктоза, манноза) расщепляются при каталитическом действии ферментов дрожжей.

 

Физические свойства. Моносахариды - бесцветные кристаллические вещества, легко растворимые в воде, ДМСО, трудно - в этаноле, не растворимы в неполярных органических растворителях. Важнейшие физико-химические характеристики моносахаридов - удельное вращение, используемое наряду с хроматографическими методами для идентификации природных моносахаридов, и спектры ПМР, с помощью которых можно определить относительную конфигурацию моносахарида. Для выяснения абсолютной конфигурации используют рентгеноструктурный анализ кристаллов или химическую трансформацию моносахаридов в более простые соединения с известной конфигурацией.