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 rút gọn:

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

- Cấu tạo: chứa nhiều loại nhóm chức phức tạp.

- Tính chất hóa học: có tính chất của polyalcohol, aldehyde, hemiacetal, disaccharide, polysaccharide.

- Ứng dụng:

+ Glucose dùng để tráng gương, tráng ruột phích; nguyên liệu sản xuất ethanol.

+ Saccharose dùng như một chất làm ngọt phổ biến trong sản xuất thực phẩm

+ Maltose dùng làm nguyên liệu sản xuất bia.

+ Tinh bột là nguồn nguyên liệu chính của con người và một số động vật, dùng 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. 

1. KHÁI NIỆM, CÁCH PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE

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

Giải rút gọn:

Dựa vào khả năng thủy phân và số phân tử thu được sau phản ứng thủy đó.

2. GLUCOSE VÀ FRUCTOSE

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

Giải rút gọn:

Vì mật ong chứa trung bình 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 rút gọn:

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

Giải rút gọn:

- Cho dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO₄: xuất hiện kết tủa xanh.

PTHH: NaOH + CuSO₄ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

- Cho glucose vào ống nghiệm thì kết tủa sẽ bị hòa tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam.

PTHH: 2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ (C₆H₁₂O₆)₂Cu + 2H₂O

- Kết luận: Do glucose và fructose đều là các polyalcohol có các nhóm -OH liền kề nên 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 rút gọn:

- Cho dung dịch AgNO₃ vào dung dịch NH₃: xuất hiện kết tủa trắng.

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

- Cho đến dư NH₃ thì xảy ra phản ứng.

PTHH: Ag₂O + H₂O + 2NH₄NO₃ 2[Ag(NH₃)₂]OH

- Cho glucose vào thuốc thử Tollens thì sau phản ứng xuất hiện kết tủa trắng.

PTHH: 

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

- Trong môi trường kiềm của thuốc thử Tollens, fructose chuyển hóa thành glucose nên fructose cũng tham gia phản ứng tương tự glucose.

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 rút gọn:

- Cho dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO₄: xuất hiện kết tủa xanh.

PTHH: NaOH + CuSO₄ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

- Cho glucose vào ống nghiệm thì kết tủa sẽ bị hòa tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam.

PTHH: 2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ (C₆H₁₂O₆)₂Cu + 2H₂O

- Đun nóng ống nghiệm thì sau phản ứng 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 nên fructose chuyển hóa thành glusose nên fructose cũng tham gia phản ứng này.

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

Giải rút gọn:

Cho dung dịch glucose vào nước bromie thì nước 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 rút gọn:

Vì mỗi enzyme có một nhiệt độ tối ưu. Tại nhiệt độ tối ưu này, enzyme có hoạt tính tối đa làm tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất nên nếu vượt quá nhiệt độ này thì 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 rút gọn:

Vì bệnh nhân hạ đường huyết có nồng độ glucose trong máu. Mà đặc điểm của glucose là có thể hấp thụ trực tiếp qua màng ruột non vào máu, giúp tăng lượng glucose trong máu nhanh hơn.

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 rút gọn:

1) Đúng.

2) Glucose làm mất màu nước bromine còn fructose thì không Đúng

PTHH: CH₂OH(CHOH)₄CHO + Br₂ + H₂O CH₂OH(CHOH)₄COOH + 2HBr.

3) Đúng.

4) 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 rút gọn:

a) Đúng.

b) Đúng.

c) Sai. Vì trong môi trong môi trường kiềm fructose chuyển hóa thành glucose, nên fructose cũng tham gia phản ứng tương tự glucose.

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 rút gọn:

(mol).

PTHH: 

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

Từ (1) có (mol).

Khối lượng kim loại bạc tối đa thu được trong thí nghiệm là:

(g).