Bài viết Tính chất của glucose hay, chi tiết giúp bạn nắm vững kiến thức trọng tâm về glucose.
Tính chất của glucose (Tính chất hóa học, vật lí, Cấu tạo, Điều chế, Ứng dụng)
Thi online Hóa 12 KNTTThi online Hóa 12 CDThi online Hóa 12 CTST
Bài giảng: Bài 5: glucose – Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)
I. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên
– glucose là chất kết tinh, không màu, nóng chảy ở 146oC (dạng α) và 150oC (dạng β).
– Dễ tan trong nước.
– Có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía, glucose có trong hầu hết các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ, … và nhất là trong quả chín.
– Trong máu người có một lượng nhỏ glucose, hầu như không đổi (khoảng 0,1 %).
II. Cấu trúc phân tử
glucose có công thức phân tử là C6H12O6, tồn tại ở dạng mạch hở và mạch vòng.
1. Dạng mạch hở
Bằng thực nghiệm cho thấy:
– Khử hoàn toàn glucose thì thu được hexan. Vậy 6 nguyên tử C của phân tử glucose tạo thành 1 mạch hở không phân nhánh.
– glucose có phản ứng tráng bạc, khi tác dụng với nước brom tạo thành axit gluconic, chứng tỏ trong phân tử có nhóm CH=O.
– glucose tác dụng với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh lam, chứng tỏ phân tử glucose có nhiều nhóm OH kề nhau.
– glucose tạo ester chứa 5 gốc CH3COO, vậy trong phân tử có 5 nhóm OH.
Suy ra công thức phân tử glucose dạng mạch hở:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O
Hoặc viết gọn là: CH2OH[CHOH]4CHO
2. Dạng mạch vòng
glucose kết tinh tạo ra hai dạng tinh thể có nhiệt độ nóng chảy khác nhau. Các dữ kiện thực nghiệm khác đều cho thấy hai dạng tinh thể đó ứng với hai dạng cấu trúc vòng khác nhau.
Nhóm -OH ở C5 cộng vào nhóm >C=O tạo ra hai dạng vòng 6 cạnh α và β:
α – glucose (≈ 36 %) dạng mạch hở (0,003 %) β – glucose (≈ 64 %)
– Nếu nhóm -OH đính với C1 nằm dưới mặt phẳng của vòng 6 cạnh là α-, ngược lại nằm trên mặt phẳng của vòng 6 cạnh là β-
– Nhóm -OH ở vị trí C số 1 được gọi là OH- hemiaxetal
Để đơn giản, công thức cấu tạo của glucose có thể được viết như sau:
III. Tính chất hóa học
glucose có các tính chất của anđehit và ancol đa chức
1. Tính chất của ancol đa chức (poliancol hay poliol)
a. Tác dụng với Cu(OH)2
Trong dung dịch, ở nhiệt độ thường glucose hòa tan Cu(OH)2 cho dung dịch phức đồng – glucose có màu xanh lam:
→ Phản ứng này chứng minh glucose có nhiều nhóm OH
b. Phản ứng tạo ester
Khi tác dụng với anhiđrit axetic, glucose có thể tạo ester chứa 5 gốc axetat trong phân tử C6H7O(OCOCH3)5
CH2OH(CHOH)4CHO + 5(CH3CO)2O → CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO + 5CH3COOH
→ Phản ứng này dùng để chứng minh trong phân tử glucose có 5 nhóm OH.
2. Tính chất của anđehit
a. Oxi hóa glucose
– Với dung dịch AgNO3 trong NH3, đun nóng (thuốc thử Tollens) cho phản ứng tráng bạc
– Với dung dịch Cu(OH)2 trong NaOH, đun nóng (thuốc thử Felinh) glucose khử Cu (II) thành Cu (I) tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O.
– Với dung dịch nước brom:
→ Các phản ứng này chứng tỏ glucose có nhóm CHO.
b. Khử glucose
Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucose đun nóng (xúc tác Ni), thu được một poliancol có tên là sobitol:
3. Phản ứng lên men
Khi có enzim xúc tác, glucose bị lên men cho ethyl alcohol và khí carbonic:
4. Tính chất riêng của dạng mạch vòng
Riêng nhóm -OH ở C1 (-OH hemiaxetal) của dạng vòng tác dụng với methanol có HCl xúc tác, tạo ra methyl glicozit:
Khi nhóm -OH ở C1 đã chuyển thành nhóm -OCH3, dạng vòng không thể chuyển sang dạng mạch hở được nữa.
IV. Điều chế, ứng dụng
1. Điều chế (trong công nghiệp)
– Thủy phân tinh bột với xúc tác là HCl loãng hoặc enzim.
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
– Thủy phân Cellulose với xúc tác HCl đặc:
– Thủy phân maltose: C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 (glucose)
– Thủy phân saccharose: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 (glucose) + C6H12O6 (fructose)
– Trùng hợp HCHO: 6HCHO → C6H12O6 (Ca(OH)2, to)
2. Ứng dụng
– Trong y học: dùng làm thuốc tăng lực cho người bệnh (dễ hấp thu và cung cấp nhiều năng lượng)
– Trong công nghiệp: dùng để tráng gương, tráng ruột phích (thay cho anđehit vì anđehit độc)
V. fructose
Là đồng phân của glucose.
1. Công thức cấu tạo
– Công thức phân tử C6H12O6.
– Công thức cấu tạo CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CO – CH2OH.
– Trong dung dịch, fructose tồn tại chủ yếu ở dạng β, vòng 5 hoặc 6 cạnh:
2. Tính chất vật lí
– Là chất rắn kết tinh, dễ tan trong nước, có vị ngọt gấp rưỡi đường mía và gấp 2,5 lần glucose.
– Vị ngọt của mật ong chủ yếu do fructose (chiếm tới 40 %).
3. Tính chất hóa học
– fructose có tính chất của poliol và của OH – hemiaxetal tương tự glucose
– Trong môi trường trung tính hoặc axit, fructose không thể hiện tính khử của anđehit, nhưng trong môi trường kiềm, fructose lại có tính chất này do có sự chuyển hóa giữa glucose và fructose qua trung gian là một enđiol.
* Chú ý: fructose không phản ứng được với dung dịch nước brom và không có phản ứng lên men.
Thi online Hóa 12 KNTTThi online Hóa 12 CDThi online Hóa 12 CTST
Xem thêm các phần Lý thuyết Hóa học lớp 12 ôn thi Tốt nghiệp THPT hay khác:
- Lý thuyết glucose
- Lý thuyết saccharose
- Lý thuyết Tinh bột
- Lý thuyết Cellulose
