Disacharydy l a k to z a E - Zakład Chemii Organicznejzcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech603.pdf · 2 E...
26
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 1 Disacharydy disacharydy redukujace disacharydy nieredukujace O O OH pozytywny wynik r. Fehlinga atom anomeryczny negatywny wynik r. Fehlinga ms2 ms1 ms1 ms1 ms2 ms2 wiazanie maltoza laktoza celobioza glukoza glukoza (1 4) glukoza glukoza (1 4) galaktoza glukoza (1 4) ms1 ms2 wiazanie sacharoza trehaloza glukoza fruktoza (1 2) galaktoza glukoza (1 1)
Transcript of Disacharydy l a k to z a E - Zakład Chemii Organicznejzcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech603.pdf · 2 E...
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 1
Disacharydy
disacharydy redukujace disacharydy nieredukujace
O OOH
pozytywny wynik r. Fehlinga
atom anomeryczny
negatywny wynik r. Fehlinga
ms2ms1
ms1
ms1
ms2
ms2
wiazanie
maltoza
laktoza
celobioza
glukoza glukoza (1 4)
glukoza glukoza (1 4)
galaktoza glukoza (1 4)
ms1 ms2 wiazanie
sacharoza
trehaloza
glukoza fruktoza (1 2)
galaktoza glukoza (1 1)
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 2
Disacharydy –cukier spożywczy, cukroza
O
OH
OHOH
O
O
OH
OH
OH
HO
OH
D-glukopiranozylo)--D-fruktofuranozyd
OHO
HOOH
OH
OOHO
OH
HO
OH
sacharoza
• Sacharoza, Cukroza, Cukier biały farmaceutyczny• Występuje w cukrze trzcinowym oraz buraczanym• W recepturze aptecznej sacharoza to substancja wypełniająca (tabletki do ssania), „roztwór” w
procesie granulacji (do drażowania tabletek), syropy, substancja poprawiająca walory smakowe leków
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 3
Disacharydy – trehaloza
• występuje w hemolimfie owadów, drożdżach , glonach • wysoka termostabilność i odporność na hydrolizę w kwaśnym środowisku• niższa higroskopijność od cukrozy – tworzy na powierzchni białek niehigroskopijne „szkliwo” - używana
jako składnik płynu do przechowywania narządów przeznaczonych do przeszczepu • stosowana w tabletkach jako składnik stabilizujący leki o dużej labilności; • stosowana w cukiernictwie (zamiennik cukrozy) – zmniejsza „słodkość”, utrwalacz zapachu, zabezpiecza
przed wilgocią
O
OH
OHOH
O
OH
D-glukopiranozylo)--D-glukopiranozyd
OHO
HOOH
OH
O
trehaloza
O
HO
OH
OH
HO
O
OH
OHOH
HO
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 4
O
OH
OHOH
OH
D-glukopiranozylo)--D-glukopiranoza
OHO
HOOH
OH
O
maltoza
O
OH
OH OH
OH
O
O
HOOH
OH
OH
"?"
Disacharydy – maltoza, cukier słodowy (w kiełkujących nasionach)
• otrzymywana na drodze enzymatycznej hydrolizy (-amylaza) skrobi (składnik amylozy, amylopektyny, glikogenu, dekstranu)
• występuje w syropie skrobiowym, słodzie, miodzie i burakach• środek słodzący• składnik pożywek dla bakterii
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 5
OHO
HOOH
OH
OO
HOOH
OH
OH
O
OH
OHOH
OHO
OH
OH
OH
O OH
OHO
HOOH
OH
O
OHOOH
O
OH
H
celobioza
4-O-(ß-D-glukopiranozylo)-/-D-glukopiranoza
Disacharydy – celobioza
• Element strukturalny celulozy• Nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym
Higroskopijność cukrów: • Słaba: celobioza, maltoza, glukoza, cukroza• Średnia: fruktoza, rafinoza• Silna: cukier inwertowany, syropy
skrobiowe
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 6
Disacharydy – laktoza, cukier mleczny
O
OH
OH
OHOH
D-galaktopiranozylo)--D-glukopiranoza
laktoza
O
OH
OH OH
OH
O
O
OH
HOOH
OH
OO
OH
OHOH
O
H
• otrzymywana z serwatki przy produkcji mleka• mniej słodka niż glukoza i sacharoza• zawartość w: mleku krowim – 4,5%, w mleku ludzkim – 5,5 do 7,5%• w przemyśle farmaceutycznym „mistrz drugiego planu” :
wypełniacz (najczęściej używana substancja pomocnicza (excipiens), w recepturze aptecznej do sporządzania rozcierek (triturationes), w celu uzyskania określonego stężenia
substancji czynnej lub jako zabezpieczenie proszków silnie wilgotniejących
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 7
Disacharydy – „inne” 1→4
O
OHOH
OH
OH
D-mannopiranozylo)--D-mannopiranoza
mannobioza
O
OHOH OH
OH
O
O
HO
HO
OH
OH
OO
OH
OH
OHHO
O
OH
OH
OH
D-ksylopiranozylo)--D-ksylopiranoza
ksylobioza
O
OH
OH OHO
O
HO
HOOH
OO
OHOH
HO
Składnik polisacharydów drzew tropikalnych (mannanów)
Składnik ksyklanów – polisacharydów w ścianach komórkowych drzew
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 8
O
OH
OH
OHO
OH
D-galaktopiranozylo)--D-fruktofuranoza
laktuloza
O
HO
HOOH
OH
OO
OH
OH
HO
2-amino-2-deoksy2-amino-2deoksy-D-dlukopiranozylo)-
D-glukopiranoza
chitobioza
O OH
OH
HO
OH
OH
O
NH2
OHOH
OH
O
NH2
OH OH
OH
O
OHO
HONH2
OH
OO
OH
OHNH2
O
H
Disacharydy – „inne” 1→4
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 9
Disacharydy – „inne” 1→6
izomaltozaO
OH
OHOH O
OH
O
OH
OHOH
OH
OHO
HOOH
OH
O
OHO
HOOH OH
D-glukopiranozylo)-D-glukopiranoza
gencjobioza
D-glukopiranozylo)-D-glukopiranoza
O
OH
OHOH
OHO
O
OH
OHOH
OH
OHO
HOOH
OH
O
OHO
HOOH OH
Składnik naturalnego glikozydu amigdalinygorzka w smaku!
Składnik amylopektyn, dekstranu, glikogenu
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 10
Soforoza - β-D-glukopiranozylo-(1→2)-D-glukoza
Rutynoza - α-L-ramnopiranozylo-(1→6)-β-D-glukopiranoza
Melibioza – monomer α(1→6) galaktozy i glukozy
Disacharydy – podaj wzór strukturalny, lub nazwę związku
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 11
Skrobia występuje w bulwach, ziarnach, owocach, pestkach lub kłączach Przemysłowo otrzymywana z kukurydzy (zawartość w niej do 80%), ziemniaków (16-19%) i sorgo Mąka ziemniaczana (krochmal), mąka kukurydziana (to prawie czysta skrobia)
skrobia jest nierozpuszczalna w zimnej wodzie, w ciepłej wodzie pęcznienie, a w gorącej tworzy pseudoroztwory, lub galaretki, które po oziębieniu żelują (kisiele, budynie i kleje skrobiowe)
tworzy ziarenka o różnej wielkości i kształcie zależnie od pochodzenia (np. ziemniak, pszenica, żyto)
Skrobia to głównie:
• amylozarozpuszczalna w wodziezawartość różna: 20% większości gatunków kukurydzy, ryżu i wielu zbóż
30% ziemniaków70% pewnej odmiany grochu85% wysokoamylozowej kukurydzy
• amylopektynanierozpuszczalna w wodzie
Polisacharydy – skrobia, cukier zapasowy
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 12
zbudowana z nierozgałęzionych łańcuchówpoli--(14)-D-glukozy, liniowy polimer D -glukozy;
łańcuchy skręcone są helisalnie (helisa lewoskrętna, każdy zwój zawiera 6 cząst glukozy)
Polisacharydy – skrobia → amyloza
OO
O
O O
O
O
OH
OH
OH
O
O
OH
HOOH
O
amyloza
O
OH
OH
OH
O
O
OHHO
OH
O
OO
n= 1500-2000
fragment maltozy
O
OOH
OH
HO
O
O
HO
OHHO
OO
HO
OH
OH
O
O
HO
HO
OH
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 13
Łańcuchy amylopektyny są skręcone spiralnie; n dochodzi do 1 mln Amylopektyna pod wpływem jodu przyjmuje kolor rozcieńczonego jodu (jasnofioletowy) ma właściwości klejotwórcze
• Kleik skrobiowy to koloidalny roztwór skrobi
Polisacharydy – skrobia → amylopektyna
O
OO
O
O
O
O
O
OO
O
O
O
O
O
OO
O
O
O
O
OOOOOOOOOOOOOOO
1→4
1→6 (ok.4%)
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 14
O
OH
OOH
OH
O
O
OH
OOH
OH
O
OHO
OHOH
OOH
OH
OOH
O
OH
OO
OH
OHOH
HO
OH
Cyklodekstryny (CD)
cykliczne oligomery D-glukopiranozy
-cyklodekstryna
6 – CD
7 - CD – najpopularniejsza!
8 - gCD
cz. hydrofilowa
cz. hydrofobowa
O
OH
O
OHOH
OO
OH
O
OHOH
OH
OHOHHO
HO
HO
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 15
OH O
HO O
HC OH O
H
O
OH
C
Cyklodekstryny (CD)
pH = 10,6O
H OO
CH3
O
-
C
O
CH3
OCH3
C
HO
CH3
OH O
O
H-
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 16
O
OH
OH
glikogen
O
OH
OH
HO
O OO
n= 100 000
fragment maltozy
O
OH
OHO
O
O
OH
OH
OH
OO
O
OH
OH
OH
O
-1,4
-1,6
...
... ...
...
Polisacharydy
główny materiał zapasowy w komórkach zwierzęcych (ziarna o średnicy 10–40 nm zawieszone w cytop.) struktura podobna do amylopektyny (bardziej rozgałęzione, łańcuchy boczne krótsze -rozgałęzienie
tworzone jest co 8–12 monomerów przez wiązanie α-1,6-glikozydowe) rozkład glikogenu indukuje glukagon (hormon produkowany przez komórki α trzustki); antagonista
glukagonu to insulina
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 17
Polisacharydy
O
OH
OHOH
O
dekstran
O
OH
OHOH O
fragment izomaltozy
O
O
OH
OH
O
O
...
...
OH
O
OH
O
-1,6
...
-1,4
wytwarzany ze śluzu pokrywającego komórki bakterii Leuconostoc mesenteroides
o wysokim ciężarze cząsteczkowym rozpuszczalny w wodzie stosowany jako płyn krwiozastępczy
(podawany we wlewie dożylnym)
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 18
Polisacharydy – celuloza
O
OH
OHO
OH
celulozaO
OH
OH
O
OH
O
......
OO
HOOH
OH
OO
OH
OH
O
H... OO
O
OH
OH
OO
OH
O
OH
O
H ...
H
fragment celobiozy
n= 3000-14 000
Składnik ściany kom. roślin wyższych (bawełna 90%; len 70-85%; drewno 45-50%) nierozgałęziony biopolimer -łańcuchy mają długość ok. 7 μm wiązanie β przyczynia się do utworzenia sztywnych, długich nitek, które układają się
równolegle, tworząc micele powiązane mostkami wodorowymi w czystej postaci celuloza jest białą, bezzapachową, nierozpuszczalną w wodzie substancją Trawienie celulozy umożliwia grupa enzymów – celulaz Reaktywna !...
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 19
Celuloza mikrokrystaliczna – Cellulosum microcristallinum• oczyszczona i częściowo zdepolimeryzowana celuloza -ma postać białego proszku uzyskanego dzięki
zabiegom mechanicznym (silne rozdrobnienie).• nierozpuszczalna w wodzie, ale pęcznieje i częściowo rozpuszcza się w roztworach alkalicznych• stosowana do tabletkowania bezpośredniego - jest wypełniaczem, nośnikiem i czynnikiem
rozrzedzającym (do 10%) - dobrze absorbuje syropy i oleje (nośnik sypki)
Celacefatum (octanoftalan celulozy) • higroskopijny proszek rozpuszczający się w acetonie, dioksanie, octanie etylu, chlorku metylenu, w
roztworach wodnych o pH powyżej 6. • stosowany jako substancja błonotwórcza do powlekania tabletek i mikrokapsułek (leki dojelitowe)
Polisacharydy – celuloza, pochodne
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 20
Polisacharydy – celuloza - pochodne
metyloceluloza
OO
HOO
O
OO
OH
O
O
H3C...O
...CH3
CH3
CH3
Polomer o masie cząsteczkowej 20-40 tyś Da Ma postać stałą, włóknistą w kolorze szarobiałym Hydrofilowa (rozpuszczalny szczególnie dobrze w zimnej wodzie) - tworzy w wodzie roztwory
koloidowe o wysokiej lepkości Niewielka reaktywność Stosowana jako zagęszczacz i emulgator w przem. spożywczym ( E461) , przy produkcji artykułów
kosmetycznych; w przemyśle budowlanym, produkcji papieru i tekstyliów, mikrobiologii W medycynie stosowana jako pęczniejący środek przeczyszczający ( Citrucel firmy GlaxoSmithKline);
stosowana w okulistyce jako środek nawilżający rogówkę i spojówki
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 21
Polisacharydy
OO
OO
O
OO
O
O
O
O2NO
NO2
NO2
NO2
NO2
O2N
nitroceluloza
... ...
mieszanina estrów celulozy i kwasu azotowego (o różnym stopniu zestyfikowania), [C6H7O2(ONO2)3]n
(triazotan celulozy) maksymalna zawartość azotu w nitrocelulozie wynosi teoretycznie 14,14% (w praktyce mniej):
bawełną kolodiumowa (10–12% azotu)bawełna strzelnicza (12–14% azotu)
silny materiał wybuchowy miotający, zdolny do DDT (z ang. deflagration-to-detonation transition –przejście deflegracyjno-detonacyjne); główny składnik prochu bezdymnego
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 22
Polisacharydy – chityna, gr. chiton- wierzchnia szata
OO
NHAc
OH
OH
O
NHAc
OHO
OH
O
OO
HONH
OH
OO
OH
NH
O
H OO
O
NH
OH
OO
OH
O
NH
O
H
H
O
O
O
O
Chityna
......
......
N-acetyloglukozoamina
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 23
Zastosowanie: Rolnictwo• jako nawóz naturalny, który może stymulować mechanizmy obronne u roślin
Przemysł• Oczyszczalnie ścieków• Zagęszczacz do żywności i farmaceutyków• Substancja wiążąca do barwników, do tkanin i składnik klejów• Materiał do produkcji membran separacyjnych• Nośnik w żywicach jonowymiennych• Dodatek przy produkcji papieru
Medycyna• Materiał do produkcji nici chirurgicznych (elastyczne, wytrzymałe, biodegradowalne, przyspiesza gojenie się ran)
Pył chitynowy jest alergenem - stwierdzono wiele przypadków astmy u pracowników zajmujących się m. in, przetwórstwem owoców morza (małży, ostryg, krabów, krewetek)
Polisacharydy – chityna, cd
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 24
OO
HONH2
OH
OO
OH
NH2
O
H OO
O
NH
OH
OO
OH
O
NH2
O
H
H
O
Chitozan
......
glukozoamina
Polisacharydy – chityna, modyfikacje
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQafghzQ5d1v7G2RidrQqrypv4K0trvgrxW0DAjDWnkkT5n5NLN
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 25
Rolnictwo:Przyjazny dla środowiska biopestycyd (stymuluje mechanizmy ochronne roślin przeciwko owadom, patogenom, grzybobójczy) stosowany do impregnacji nasion i stymulator wzrostu roślin.
Oczyszczanie wody Osadzanie zawiesin - powoduje łączenie się bardzo drobnych cząstek zanieczyszczeń i osadzanie na dnie
(układ z chitozanem usuwa 99% zmętnienia) • Usuwa fosfor, metale ciężkie i oleje.
Przemysł spożywczy• Produkcja serów (Powoduje strącanie kazeiny z mleka), • Klarowanie wina ( W polączeniu z krzemionką koloidalną)• Usuwanie drobnych cząstek zawieszonych w cieczy.
Przemysł tworzyw sztucznych„self-healing coating” – jako dodatek do samonaprawiających się materiałów powłokowych, samochodowe lakiery poliuretanowe Zastosowania biomedyczne • aktywator krzepnięcia krwi (dodatek do bandaży i opatrunków)• naturalny czynnik bakteriobójczym
Polisacharydy – chitozan, zastosowanie
„Chemia Medyczna” dr inż.. Ewa Mironiuk-Puchalska, W CHem PW 26
Polisacharydy
HO
OO
OH
OH
O
OHO
NH
OH
O
O
n
Kwas hialuronowy
naturalnie występujący (od 102 do 104 kDa) nie tworzy kowalencyjnego wiązania z białkami –
(nie tworzy układów glikoproteinowych) wiąże wodę w skórze właściwej główny składnikiem mazi stawowej (pozyskiwany z
produktów naturalnych oraz metodami biotechnologicznymi)
stosowany w kosmetologii, ortopedii i stomatologii w leczeniu chorób i bólu stawów
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT1qsiUFSLDyGcPTg_U_NSz_rSpq-SKCSdevzpEaCl2172Sz5CfvQ
![FUKKM RAW-2 2018-70818 · &KZDh> Z/ h d rh d E U < D Ed Z/ E < ^/, d E D > z^/ l D/E/^dZz K& , >d, D / /E ^ &KZDh> Zz } v ] } ] } ] } ] }](https://static.fdocuments.pl/doc/165x107/5fb606b285b60425316e9458/fukkm-raw-2-2018-70818-kzdh-z-h-d-rh-d-e-u-d-ed-z-e-d-e.jpg)
![WDX]OH W KX ZZZ](https://static.fdocuments.pl/doc/165x107/6194b3ebf0c6083b665bd17f/wdxoh-w-kx-zzz.jpg)
