BÀI 3. GLUCOSE VÀ FRUCTOSE

MỞ ĐẦU

Cùng với chất béo và protein, carbohydrade là một trong ba nguồn cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể.

Carbohydrade là gì? Chúng có cấu tạo, tính chất hóa học như thế nào và được ứng dụng ra sao trong đời sống?

Giải nhanh:

- Là hợp chất hữu cơ tạp chức, có công thức chung là C_n(H₂O)_m.

- Cấu tạo gồm nhiều loại nhóm chức phức tạp, ở dạng mạch vòng và mạch hở.

- Tính chất của alcohol, glucose còn có tính chất của -OH hemiacetal và aldehyde.

- Ứng dụng:

+ Glucose dùng để tráng gương, sản xuất ethanol, thực phẩm và đồ uống.

+ Saccharose dùng để sản xuất thực phẩm như bánh, nước giải khát,...

+ Maltose dùng để làm nguyên liệu sản xuất bia và chất ngọt cho bánh kẹo.

+ Tinh bột là nguồn nguyên liệu chính của con người và một số động vật, làm chất kết dính trong công nghiệp giấy và công nghiệp dệt may.

+ Cellulose dùng để làm vật liệu xây dựng, sản xuất giấy, sợi tự nhiên  và sợi nhân tạo, là nguyên liệu để điều chế ethanol và cellulose trinitrate.

1. KHÁI NIỆM, CÁCH PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE

Thảo luận 1: Dựa vào đặc điểm nào để phân loại carbohydrade?

Giải nhanh:

- Khả năng thủy phân của các hydrocarbon.

- Số phân tử thu được sau phản ứng thủy phân.

2. GLUCOSE VÀ FRUCTOSE

Luyện tập: Tại sao mật ong ngọt hơn nhiều các loại trái cây chín?

Giải nhanh:

Do mật ong chứa khoảng 40% fructose và 30% glucose theo khối lượng, cao hơn nhiều so với các loại trái cây chín. 

Thảo luận 2: So sánh đặc điểm cấu tạo của phân tử glucose và fructose ở dạng mạch hở.

Giải nhanh:

Thảo luận 3: Tiến hành Thí nghiệm 1, quan sát hiện tượng xảy ra. Nhận xét và rút ra kết luận.

Giải nhanh:

Ban đầu xuất hiện kết tủa màu xanh sau khi thêm glucose thì thấy kết tủa tan dần.

PTHH: NaOH + CuSO₄  Na₂SO₄ + Cu(OH)₂.

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂  (C₆H₁₂O₆)₂Cu + 2H₂O.

Kết luận: Glucose và fructose đều là các polyalcohol nên chúng có khả năng hòa tan dung dich Cu(OH)₂ tạo ra dung dịch màu xanh lam.

Thảo luận 4: Tiến hành Thí nghiệm 2 theo hướng dẫn. Nhận xét và giải thích hiện tượng quan sát được sau thí nghiệm.

Giải nhanh:

- Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, tiếp đó cho đến dư NH₃ thì thấy kết tủa tan dần tạo ra thuốc thử Tollens.

PTHH: 2AgNO₃ + 2NH₃ + H₂O  Ag₂O + 2NH₄NO₃

Ag₂O + H₂O + 2NH₄NO₃ 2[Ag(NH₃)₂]OH

- Cho glucose vào thuốc thử Tollens thấy xuất hiện kết tủa trắng.

PTHH:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH  CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 3NH₃ + H₂O.

- Fructose không có nhóm -CHO trong phân tử nhưng được chuyển hóa thành glucose trong môi trường kiềm nên fructose cũng tham gia phản ứng.

Thảo luận 5: Tiến hành Thí nghiệm 3 theo hướng dẫn. Nhận xét hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm. Vì sao fructose cũng tham gia vào phản ứng này?

Giải nhanh:

Ban đầu xuất hiện kết tủa màu xanh sau khi thêm glucose thì thấy kết tủa tan dần.

PTHH: NaOH + CuSO₄  Na₂SO₄ + Cu(OH)₂.

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂  (C₆H₁₂O₆)₂Cu + 2H₂O.

- Đun nóng ống nghiệm: xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch.

PTHH:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + NaOH + 2Cu(OH)₂  CH₂OH[CHOH]4COONa + 3H₂O + Cu₂O.

- Do trong môi trường kiềm fructose sẽ được chuyển hóa thành glusose.

Thảo luận 6: Tiến hành Thí nghiệm 4 theo hướng dẫn. Nêu hiện tượng xảy ra. Giải thích.

Giải nhanh:

Hiện tượng: dung dịch bromine bị mất màu.

PTHH:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + Br₂ + H₂O  CH₂OH[CHOH]₄COOH + 2HBr.

Thảo luận 7: Tại sao các phản ứng lên men lại cần nhiệt độ không quá cao?

Giải nhanh:

Do mỗi enzyme đều có một nhiệt độ tối ưu nên tại đây, enzyme có hoạt tính tối đa làm tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất. Tuy nhiên nếu vượt quá nhiệt độ tối ưu, do có bản chất là protein nên enzyme bị biến tính, làm tốc độ phản ứng giảm. Vận dụng: Vì sao trong y học, người ta thường dùng glucose để trị chứng hạ đường huyết?

Giải nhanh:

Vì glucose có đặc điểm là có thể hấp thụ trực tiếp qua màng ruột non vào máu, giúp tăng lượng glucose trong máu nhanh hơn các loại carbohydrade khác.

BÀI TẬP

Bài 1: Có các phát biểu sau:

1) Glucose và fructose không tham gia phản ứng thủy phân.

2) Có thể phân biệt glucose và fructose bằng nước bromine.

3) Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có cồn thức chung là C_n(H₂O)_m.

4) Chất béo không phải là carbohydrate.

Số phát biểu đúng là

Giải nhanh:

4 phát biểu đều đúng  Chọn D.

Bài 2: Cho biết mỗi nhận xét dưới đây là đúng hay sai?

a) Glucose và fructose là đồng phân cấu tạo của nhau.

b) Glucose và fructose là carbohydrate thuộc nhóm monosaccharide.

c) Có thể phân biệt glucose và fructose bằng thuốc thử Tollens.

Giải nhanh:

a) Đúng.

b) Đúng.

c) Sai. 

Bài 3: Đun nóng dung dịch chứa 10 gam glucose với dung dịch AgNO₃ (dư) trong ammonia thấy có kim loại bạc tách ra. Tính khối lượng kim loại bạc tối đa thu được trong thí nghiệm.

Giải nhanh:

(mol).

PTHH:

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH  CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 3NH₃ + H₂O (1).

Theo (1) có:  (mol).

Khối lượng kim loại bạc tối đa thu được trong thí nghiệm là:  (g).