Ефект концентрації Н+-іонів на утворення проміжних сполук в реакції розкладу D-глюкози
Кислотний каталіз реакції розкладу редукувальних сахарів у водних розчинах. Схема кислотного каталізу в перетвореннях D-глюкози. Утворення карбоніловмісних сполук. Вплив Н+-іонів на перебіг перетворень на початкових стадіях реакції розкладу D-глюкози.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 06.04.2018 |
| Размер файла | 199,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Ефект концентрації Н+-іонів на утворення проміжних сполук в реакції розкладу D-глюкози
В.М. Руденко, доктор технічних наук
Методом УФ-спектроскопії досліджено утворення проміжних сполук початкових стадій реакції розкладу D-глюкози (рН 1…7): ненасичених озонів ( 225 нм) та 5-ГМФ ( 285 нм). Наведено дані про вплив Н+-іонів на перебіг перетворень на початкових стадіях реакції розкладу D-глюкози.
Методом УФ-спектроскопии исследованно образование промежуточных соединений ранних стадий реакции разложения D-глюкозы (рН 1…7): ненасыщенных озонов ( 225 нм) и 5-ГМФ ( 285 нм). Приведены данные о влиянии Н+-ионов на ход превращений на ранних стадиях реакции разложения D-глюкозы.
Кислотний каталіз реакції розкладу редукувальних сахарів у водних розчинах забезпечує утворення ендіольних структур за схемою перегрупування Лобрі де Бруин-Альберда ван Екенштейна і подальші реакції дегідратації (рис.1). глюкоза сполука каталіз розчин
Рис.1. Схема кислотного каталізу в перетвореннях D-глюкози
Відщеплення першої молекули води від ендіолу 2 сприяє утворенню енолу 3 і його напівацетальної форми 4, які під дією кислотного каталізатора легко втрачають молекулу води, утворюючи два ізомери 3,4-дидезокси-D-глюкозону (ненасиченого озону), відповідно trans- 5 i cis-форми 6. Ненасичені озони є дуже нестабільними і реакційноздатними інтермедіатами, які в умовах кислотного середовища легко перетворюються в 5-ГМФ 7 [1].
Для визначення відмінностей в утворенні проміжних сполук досліджувались кислі розчини D-глюкози (1 моль/л) в усьому кислому діапазоні рН (від 1 до 7). Протягом 5 год нагрівання на киплячій водяній бані в розчинах контролювалося змінення вихідного значення рН (концентрація водневих іонів) та поглинання в УФ-області [2].
УФ-Спектри всіх розчинів після 3 год нагрівання мали дві смуги поглинання з максимумами при 225 нм (ненасичені карбонілвмісні сполуки, в тому числі 5 і 6, див. рис.1) і в області 280-285 нм (карбонілвмісні сполуки, в тому числі 7, див. рис.1) з різним співвідношенням один до одного (рис. 2).
Рис. 2. УФ-Спектри поглинання розчинів D-глюкози: рН 2 ; рН 3 о ; рН 5 ; рН 7 (1 моль/л, Н2О, 95 С, 5 год)
У розчинах з рН 7…4 переважало утворення інтермедіату з max 225 нм, проте в цьому інтервалі рН зі зменшенням його вихідного значення зменшувалась і різниця між інтенсивностями двох смуг поглинання. Розчин з рН 3 вже показував майже рівні інтенсивності, а при рН<3 значною мірою переважало утворення інтермедіату з max 280 нм.
Ще більшу інформацію дають спостереження за зміненням вихідного рН і УФ-поглинання під час нагрівання кислих розчинів D-глюкози (рис. 3).
Рис. 3. Змінення оптичної густини O.D. розчинів D-глюкози ( 225 нм , 285 нм о ) і вихідного значення рН (рН 7,0 - а, рН 6,0 - б, рН 5,0 - в, рН 4,0 - г, рН 3,0 - д) як функції тривалості нагрівання (1 моль/л, Н2О, 95 С)
У всіх розчинах спостерігалася цікава закономірність: протягом 3 год нагрівання майже рівномірно збільшувались інтенсивності двох смуг поглинання, після чого утворення інтермедіату з max225 нм сповільнювалося на відміну від інтермедіату з max285 нм, утворення якого в цей час прискорювалось. Такі зміни в поглинанні супроводжувались зниженням рН, і чим нижчим було вихідне значення його, тим меншою мірою знижувалося воно під час нагрівання (при рН 3 змінення взагалі не спостерігалися).
Отже, можна постулювати, що в слабкокислих розчинах реалізуються два напрямки перетворень дикарбонільних сполук: 1) дегідратація з утворенням реакційноздатних ненасичених карбоніловмісних інтермедіатів 5 і 6 (див. рис.1), які поглинають в області 225 нм [1] та 5-ГМФ 7 з поглинанням у карбонільній області; 2) перегрупування та розщеплення до кислих сполук. Збільшення концентрації Н+-іонів прискорює дегідратацію і сповільнює кислотоутворення. Водневі іони каталізують утворення ендіольної структури і наступні реакції дегідратації, але зводять до мінімуму можливі реакції альдолізація (ди)карбонільних сполук, ось чому в кислих розчинах можна зафіксувати такі реакційноздатні інтермедіати, як ненасичені озони 5 і 6 (див. рис.1), що поглинають у дальній УФ-області ( 225 нм) і 5-ГМФ, що поглинає в карбонільній області ( 285 нм).
Доведено [1], що в слабкокислих розчиинах (рН>3,5) в основному утворюється cis-ізомер 5 ненасиченого озону, проте в разі збільшення концентрації Н+-іонів (рН<3,0) збільшується утворення більш реакційноздатного trans-ізомеру 6, і два ізомери в умовах сильнокислого середовища дуже швидко перетворюються в 5-ГМФ (див. рис.1). Високі концентрації 5-ГМФ, що спостерігаються в сильнокислих розчинах, і є, напевно, результатом таких активних перетворень, до того ж кисле середовище ще і зберігає його. Концентрація карбоніловмісних сполук, що утворилися в розчинах D-глюкози з рН 1 десь дорівнює їхньому вмісту в розчинах з рН 9, але в останніх, в умовах лужного середовища (ОН-іони каталізують реакції конденсації) вже активно йдуть реакції альдолізації і полімеризації з утворення барвних речовин, тоді як розчини з рН 1 показують лише сильне поглинання в УФ-області.
Утворення карбоніловмісних сполук, у тому числі й 5-ГМФ, найменше спостерігається в розчинах D-глюкози з рН 3 (рис. 4). Це означає, що саме така концентрація водневих іонів забезпечує стабільність D-глюкози і не сприяє швидкому утворенню ендіольної структури як стартового інтермедіата для подальших перетворень.
Рис. 4. Змінення оптичної густини O.D. ( 285 нм ) розчинів D-глюкози як функції концентрації Н+-іонів (1 моль/л, Н2О, 95 С, 5 год)
Висновки
В кислих розчинах D-глюкози водневі іони каталізують утворення ендіольної структури і наступні реакції дегідратації, сприяють швидкому перетворенню ненасичених озонів у 5-ГМФ. Водневі іони зводять до мінімуму реакції конденсації, тому в кислих розчинах спостерігаються високі концентрації 5-ГМФ, який не зазнає подальших перетворень у попередники барвних речовин. Порівнюючи змінення в реакційній системі D-глюкоза/Н+, в усій області кислих значень рН можна констатувати, що при рН 3 всі процеси, що відбуваються на ранніх стадіях реакції кислотного розкладу, помітно сповільнені.
Література
1. Anet, E.F.L.J. Degradation of carbohydrates. III. Unsaturated hexosones // Australian Journal of Chemistry. -1962. -№ 15. -Р.503-509.
2. Руденко В.М., Бобровник Л.Д., Совершенна І.О. Перетворення D-глюкози у кислому середовищі // Харч. пром-сть. -1995. -№ 41. -С.6-10.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Інтеграція природничо-наукових знань як нагальна потреба сучасної освіти. Відображення міжпредметних зв’язків у програмах з хімії (порівняльний аналіз). Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками. Реакції сполучення, розкладу, заміщення, обміну.
дипломная работа [133,1 K], добавлен 13.11.2008Швидкість хімічної реакції. Залежність швидкості реакції від концентрації реагентів. Енергія активації. Вплив температури на швидкість реакції. Теорія активних зіткнень. Швидкість гетерогенних реакцій. Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра.
контрольная работа [125,1 K], добавлен 14.12.2012Поняття про алкалоїди як групу азотистих сполук, що володіють основними властивостями і зустрічаються переважно в рослинах. Виділення алкалоїдів з рослин, їх загальні властивості, реакції осадження, реакції фарбування. Історія відкриття алкалоїдів.
контрольная работа [13,9 K], добавлен 20.11.2010Стадії протікання реакції епіхлоргідрина з гідроксилвмісними сполуками. Константи швидкості реакції оцтової кислоти з ЕХГ в присутності ацетату калію. Очищення бензойної кислоти, епіхлогідрин. Методика виділення продуктів реакції, схема установки.
курсовая работа [702,8 K], добавлен 23.04.2012Коферменти які беруть участь у окисно-відновних реакціях. Реакції відновлення в біоорганічній хімії. Реакції відновлення у фотосинтезі та в процесі гліколізу (під час спиртового бродіння). Редокс-потенціал як характеристика окисно-відновних реакцій.
контрольная работа [639,0 K], добавлен 25.12.2013Особливості колориметричних методів аналізу. Колориметричне титрування (метод дублювання). Органічні реагенти у неорганічному аналізі. Природа іона металу. Реакції, засновані на утворенні комплексних сполук металів. Якісні визначення органічних сполук.
курсовая работа [592,9 K], добавлен 08.09.2015Аналіз гідроксамової реакції, хімічні властивості гідроксамової кислоти. Перебіг реакції. Використання в якісному аналізі при виявленні складноефірних, амідних, лактонних, лактамних функціональних груп; в спектрофотометрії, фотоелектроколориметрії.
курсовая работа [986,4 K], добавлен 11.06.2019Утворення екологічно шкідливих речовин при горінні палива. Основа горіння та реакції окислення горючих речовин палив. Механізм утворення канцерогенних вуглеводнів. Інтенсивність горіння газу та парів у реальних умовах. Гомогенне та гетерогенне горіння.
реферат [71,6 K], добавлен 11.09.2010Зовнішні ознаки реакцій комплексоутворення в розчині. Термодинамічно-контрольовані (рівноважні), кінетично-контрольовані методи синтезу координаційних сполук. Взаємний вплив лігандів. Пояснення явища транс-впливу на прикладі взаємодії хлориду з амоніаком.
контрольная работа [719,5 K], добавлен 05.12.2014Механізм [2+2]-фотоциклоприєднання фулеренів. Типові методики реакції [2+4]-циклоприєднання з електрон-надлишковими і з електрон-збитковими дієнами; з о-хінодиметанами, що генерувалися з о-ди(бромметал)аренів, з дієнами що генерувалися з сульфоленів.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 01.12.2010Титранти методу (комплексони) та їх властивості. Особливості протікання реакції комплексоутворювання. Стійкість комплексонатів металів у водних розчинах. Основні лікарські форми, в яких кількісний вміст діючої речовини визначають комплексометрично.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 13.11.2013Хімічний склад і поглинаюча здатність ґрунтів. Методика визначення активності іонів і термодинамічних потенціалів в ґрунтах. Вплив калійних добрив на активність іонів амонію в чорноземі типовому. Поглиблене вивчення хімії як форма диференціації навчання.
дипломная работа [823,0 K], добавлен 28.03.2012Реакції амідування та циклізації діетоксалілантранілогідразиду в залежності від співвідношення реагентів та температурного режиму. Вплив природи дикарбонових кислот та їх знаходження в молекулі антранілогідразиду на напрямок реакції циклодегідратації.
автореферат [190,5 K], добавлен 10.04.2009Характерні властивості розчинів високополімерів, висока в'язкість як їх головна особливість, визначення її розмірності, залежності від концентрації. Внутрішнє тертя в текучій рідині. Схема утворення гелів і студнів, зменшення в'язкості високополімерів.
контрольная работа [288,3 K], добавлен 14.09.2010Конструювання фосфоровмісні сполук, які мають ациклічний вуглецевий скелет і здатні вступати в реакції циклоконденсації. Дослідження умов та реагентів для перетворення ациклічних фосфоровмісних похідних енамінів в л5 фосфініни та їх аза аналоги.
автореферат [24,9 K], добавлен 11.04.2009Загальні відомості про комплексні сполуки та принципи їх класифікації. Загальні принципи будови. Поняття про хелати. Координаційні сполуки за природою ліганда, за знаком заряду комплексу. Природа координаційного зв’язку. Номенклатура комплексних сполук.
курсовая работа [49,3 K], добавлен 01.05.2011Поділ алкадієнів на групи залежно від взаємного розміщення подвійних зв’язків: ізольовані, кумульовані та спряжені. Електронна будова спряжених алкадієнів. Ізомерія, фізичні, хімічні властивості, реакції електрофільного приєднання, синхронні реакції.
реферат [138,8 K], добавлен 19.11.2009Характеристика та класифікація аніонів. Виявлення аніонів, використовуючи реакції з катіонами. Особливості протікання аналітичних реакцій аніонів, виявлення окремих іонів. Аналіз суміші аніонів І, ІІ та ІІІ груп. Систематичний хід аналізу суміші аніонів.
курсовая работа [165,5 K], добавлен 13.10.2011Загальна характеристика, поширення в організмі та види вуглеводів. Класифікація і хімічні властивості моносахаридів. Будова і властивості дисахаридів й полісахаридів. Реакції окислення, відновлення, утворення простих та складних ефірів альдоз та кетоз.
реферат [25,7 K], добавлен 19.02.2009Вивчення можливості визначення спектрофотометрії йодату і перйодату при спільній присутності за допомогою використання редокс-реакції. Апробація варіанту спільного окислення йодату і пейодату на платиновому електроді. Міра окислення індивідуальних іонів.
дипломная работа [647,9 K], добавлен 25.06.2011
