Bài 6 Sacarozo, tinh bột và xenlulozo - Hóa Học 12

I: Saccarozo (C₁₂H₂₂O₁₁)

- Là loại đường phổ biến nhất, có trong nhiều loại thực vật: Mía, củ cải và hoa thốt nốt

1. Tính chất vật lý

- Là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, nóng chảy ở 185^oC

- Tan tốt trong nước, độ tan tăng theo độ tăng của nhiệt độ

2. Cấu tạo phân tử

- Saccarozơ là một  đisaccarit được cấu tạo từ 1 gốc glucozo và 1 gốc fructozo liên kết với nhau qua nguyên tử oxi

$ \implies$Trong phân tử Saccarozơ không có nhóm andehit mà chỉ có các nhóm ancol (OH)

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng với Cu(OH)₂

2C₁₂H₂₂O₁₁ + Cu(OH)₂ $\to$  (C₁₂H₂₁O₁₁)₂Cu + 2H₂O

b. Phản ứng thủy phân

2C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O $\overset {H^+,{t^0}} \to$  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ 

saccarozo                         Glucozo    Fructozo

Phản ứng thủy phân này cũng có thể xảy ra khi có xúc tác là enzyme

4. Sản xuất và ứng dụng

a. Sản xuất

Saccarozo được sản xuất từ cây mía, củ cải đường hoặc hoa thốt nốt. 

b. Ứng dụng

- Trong công nghiệp thực phẩm: là nguyên liệu làm bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp

- Trong công nghiệp dược phẩm: saccarozo được dùng để pha chế thuốc

- Là nguyên liệu để thủy phân  thành glucozo  và fructozo dùng trong kỹ thuật tráng gương và tráng ruột phích

II: Tinh bột (C₆H₁₀O₅)_n

- Tinh bột (trong các hạt ngũ cốc, các loại củ) là hỗn hợp củ amilozo và aminlopectin (amilopectin thường chiếm tỷ lệ cao hơn)

1. Tính chất vật lý

- Là chất rắn, ở dạng bột và vô định hình, màu trắng, không tan trong nước lạnh. 

- Tạo thành dung dịch keo khi cho vào nước nóng (hồ tinh bột)

2. Cấu trúc phân tử

- Tinh bột thuộc loại polysaccarit, trong phân tử gồm nhiều mắt xích  $\alpha$-glucozo liên kết với nhau thành 2 dạng: amilozo và amilopectin:

+ Amilozo: được tạo từ các  $\alpha$-glucozo liên kết với nhau bằng liên kết  $\alpha$-1,4-glucozit thành mạch dài, xoắn lại. (phân tử khối rơi vào khoảng 200.000)

+ Amilopectin: có cấu trúc mạch phân nhánh, mỗi đoạn mạch gồm 20-30 mắt xích  $\alpha$-glucozo liên kết với nhau bằng liên kết  $\alpha$-1,4-glucozit, các đoạn mạch liên kết với nhau băng liên kết  $\alpha$-1,6-glucozit (phân tử khối khoảng 1000 000-2 000 000) $ \implies$amilopetin không tan trong nước và các dung môi thông thường

- Tinh bột được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp dưới tác dụng của chất diệp lục  

CO₂ $\overset {{H_2}O,as, chất diệp lục } \to$C₆H₁₂O₆ $\to$(C₆H₁₀O₅)_n

                              Glucozo         Tinh bột

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\overset {H^+,{t^0}} \to$  nC₆H₁₂O₆ 

trong cơ thể người và động vật, tinh bột bị thủy phân thành glucozo nhờ các enzyme

b. Phản ứng với tinh bột

  Hồ tinh bột + dung dịch I₂ $ \to$ hợp chất màu xanh tím

Đun nóng thì thấy mất màu, để nguội thì màu xanh tím lại xuất hiện

4. Ứng dụng

Trong công nghiệp: tinh bột được dung làm bánh kẹo, glucozo và hồ dán

Trong cơ thể người: 

- Tinh bột bị thủy phân nhờ enzim amilaza có trong nước bọt thành đextrin, rồi thành mantozơ. Ở ruột, enzim mantaza giúp cho việc thủy phân mantozơ thành glucozơ. Glucozơ được hấp thụ qua thành mao trạng ruột vào máu.

- Trong máu nồng độ glucozơ không đổi khoảng 0,1%. Lượng glucozơ dư được chuyển về gan: ở đây glucozơ hợp thành enzim thành glicogen (còn gọi là tinh bột động vật) dữ trữ cho cơ thể.

-  Khi nồng độ glucozơ trong máu giảm xuống dưới 0,1%, glicogen ở gan lại bị thủy phân thành glucozơ và theo đường máu chuyển đến các mô trong cơ thể.

-  Tại các mô, glucozơ bị oxi hóa chậm qua các phản ứng phức tạp nhờ enzim thành CO₂ và H₂O, đồng thời giải phóng năng lượng cho cơ thể hoạt động.

III: Xenlulozo (C₆H₁₀O₅)_n

1. Tính chất vật lý  và trạng thái tự nhiên

- Xenlulozơ là chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước và trong dung môi hữu cơ thông thường như benzen, ete, etanol,... nhưng  tan trong nước Svayde (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)₂  trong amoniac. 

- Xenlulozơ là thành phần chính tạo ra lớp màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối

- Xenlulozơ có nhiều trong trong cây bông (95 – 98%), đay, gai, tre, nứa (50 – 80%), gỗ (40 – 50%)

2. Cấu trúc phân tử

- Công thức phân tử: (C₆H₁₀O₅)_n

-  Xenlulozơ là một polime hợp thành từ các mắt xích $\beta$-glucozo bởi các liên kết $\beta$-1,4-glicozit. Phân tử khối rất lớn  khoảng 2000000. 

- Mỗi mắt xích C₆H₁₀O₅ có 3 nhóm OH tự do nên có thể viết công thức cấu tạo của xenlulozo là [C₆H₇O₂(OH)₃]_n

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\overset {H^+,{t^0}} \to$  nC₆H₁₂O₆ 

Phản ứng thủy phân của xenlulozo cũng xảy ra trong dạ dày của động vật ăn cỏ nhờ enzim xenlulaza

b. Phản ứng với axit nitric 

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHNO_3đặc $\overset {{H_2}S{O_4đ},\,{t^0}} \to$[C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n +3n H₂O

                                                               xenlulozo nitrat

 Xenlulozo nitrat rất dễ cháy và nổ mạnh không sinh ra khói nên nó được dùng làm thuốc súng không khói

4. Ứng dụng 

- Xenlulozơ xantogenat dùng để điều chế tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng không khói và chế tạo phim ảnh.

- Xenlulozo thường được dùng trực tiếp hoặc chế tạo thành giấy.