Lý thuyết Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ

A.  SACCAROZƠ, C₁₂H₂₂O₁₁

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Là chất kết tinh, không màu, vị ngọt, dễ tan trong nước

- Saccarozo có nhiều trong các loại thực vật và là thành phần chủ yếu của đường mía, đường củ cải, đường thốt nốt.

II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ

CTPT: C₁₂H₂₂O₁₁

Trong phân tử saccarozo, gốc a - glucozơ và gốc b - fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi giữa C₁ của glucozơ và C₂ của fructozơ (C₁ - O - C₂). Liên kết này thuộc loại liên kết glicozit.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Saccarozo có tính chất của ancol đa chức và đisaccarit

1. Phản ứng với Cu(OH)₂

2C₁₂H₂₂O₁₁  +  Cu(OH)₂ → (C₁₂H₂₁O₁₁)₂Cu  + 2H₂O

=> Saccarozo sở hữu tính chất của poliancol liền kề, hòa tan Cu(OH)₂ tạo phức đồng màu xanh lam.

2. Phản ứng thủy phân

Saccarozo bị thủy phân trong môi trường axit → glucozơ + fructozơ

C₁₂H₂₂O₁₁  +  H_2­O  \(\xrightarrow{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}\)  C₆H₁₂O₆   +   C₆H₁₂O₆ 

=> Sau khi bị thủy phân, saccarozo có những tính chất hóa học của glucozo và fructozo

IV. ỨNG DỤNG

- Sử dụng nhiều trong nền công nghiệp thực phẩm (bánh kẹo, nước giải khát, ….) và dược phẩm để pha chế thuốc.

B. TINH BỘT, (C₆H₁₀O₅)_n

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Là chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước nguội, tan trong nước nóng chuyển thành dung dịch keo nhớt, gọi là hồ tinh bột

- Tinh bột có nhiều trong các loại gạo, khoai, sắn, ….

II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ

- Tinh bột là hỗn hợp của 2 polisaccarit: amilozo và amilopectin gồm các gốc a - glucozơ liên kết với nhau

   + Trong phân tử amilozo, các gốc a - glucozơ nối với nhau bởi liên kết a -1,4 - glicozit tạo thành chuỗi dài không phân nhánh xoắn lại thành hình lò xo

   + Trong phân tử amilopectin, ngoài liên kết kết a -1,4 – glicozit thì còn có liên kết kết a 1,6 glicozit. Amilo pectin có mạch phân nhánh.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng thủy phân:

Tinh bột bị thủy phân trong môi trường axit sinh ra glucozo

 (C₆H₁₀O₅)_n    +  nH_2­O  \(\xrightarrow{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}\)  n C₆H₁₂O₆   

* Lưu ý: Nhờ xúc tác enzim, tinh bột có thể bị thủy phân thành: dextrin => mantozo => glucozo

2. Phản ứng màu với dung dịch iot

Dung dịch tinh bột hấp phụ I₂ trong dung dịch iot tạo thành dung dịch màu xanh tím

=> Người ta thường dùng cách này để nhận biết dung dịch hồ tinh bột và ngược lại.

C. XENLULOZƠ, (C₆H₁₀O₅)_n  hay [C₆H₇O₂(OH)₃]_n

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Là chất rắn, hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước khi đun nóng, không tan trong dung môi hữu cơ thông thường.

- Là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật, có nhiều trong bông, đay, gai, tre nứa.

II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ

Xenlulozo có cấu trúc phân tử rất lớn, là polyme hợp thành từ các mắt xích b - glucozơ nối với nhau bởi các liên kết b -1,4 - glicozit, phân tử xenlulozơ không phân nhánh, không xoắn.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng thủy phân trong môi trường axit:

(C₆H₁₀O₅)_n    +  nH_2­O  \(\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4}},{{t}^{o}}}\)  n C₆H₁₂O₆   

2. Phản ứng của ancol đa chức:

a) Tác dụng với HNO₃/H₂SO₄ đ

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHN_­O₃ \(\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4}},\,{{t}^{o}}}\)  [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n+ 3nH₂O         

=> Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng không khói.

b) Xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic sinh ra xenlulozơ triaxetat [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n (tơ axetat)

c) Xenlulozơ tác dụng với CS₂ và NaOH (dung dịch Visco) tạo thành tơ visco

* Lưu ý: Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)₂ nhưng tan được trong dung dịch [Cu(NH₃)₄](OH)₂. (dung dịch Svayde)

IV. ỨNG DỤNG

- Các vật liệu chứa nhiều xenlulozơ như tre, gỗ, nứa,...thường được dùng làm vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình,...

- Xenlulozơ nguyên chất và gần nguyên chất được chế thành sợi, tơ, giấy viết, giấy làm bao bì, xenlulozơ trinitrat được dùng làm thuốc súng.

- Thủy phân xenlulozơ sẽ được glucozơ làm nguyên liệu để sản xuất etanol.

* Lưu ý: Xenlulozo và tinh bột không phải là đồng phân của nhau

Sơ đồ tư duy: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ