Tính chất hóa học của glucose | Tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

Bài viết về tính chất hóa học của glucose gồm đầy đủ định nghĩa, công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên gọi, tính chất hóa học, tính chất vật lí, cách điều chế và ứng dụng.

Tính chất hóa học của glucose

I. Định nghĩa

- glucose là chất kết tinh, không màu,có vị ngọt, dễ tan trong nước.

- glucose có hầu hết các bộ phận của cây, nhiều nhất trong quả chín (đặc biệt trong quả nho chín). glucose cũng có trong cơ thể người và động vật.

II. Tính chất vật lí

- glucose là chất kết tinh, không màu,có vị ngọt, dễ tan trong nước. Nóng chảy ở 146 độ C (dạng α) và 150 độ C (dạng β), có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía. glucose có hầu hết trong các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ, ... và nhất là trong quả chín. Đặc biệt, glucose có nhiều trong quả nho chín nên còn gọi là đường nho. Trong mật ong, có nhiều glucose (khoảng 30%). glucose cũng có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người có một lượng nhỏ glucose, hầu như không đổi (nồng độ khoảng 0,1%).

- Cấu trúc phân tử : glucose có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆, tồn tại ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng.

1. Dạng mạch hở

- Các dữ kiện thực nghiệm:

    + Khử hoàn toàn glucose thì thu được hexan. Vậy 6 nguyên tử C của phân tử glucose tạo thành 1 mạch hở trong 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.

    Phân tử glucose có công thức cấu tạo thu gọn dạng mạch hở là:

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 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:

- Trong dung dịch, glucose tồn tại chủ yếu ở dạng vòng 6 cạnh (α và β). Hai dạng vòng này luôn chuyển hóa lẫn nhau theo một cân bằng qua dạng mạch hở.

- Nhóm OH ở vị trí số 1 được gọi là OH hemiaxetal

- Để đơn giản, công thức cấu tạo của glucose có thể được viết như ở hình a) dưới. Mô hình rỗng của glucose được trình bày ở hình b) dưới:

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:

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

2. Tính chất của anđehit

a) Oxi hóa glucose

- Phản ứng tráng bạc: Phức bạc amonia đã oxi hóa glucose thành amoni gluconat tan vào dung dịch và giải phóng bạc kim loại.

- glucose có thể khử Cu(II) trong Cu(OH)₂ thành Cu(I) dưới dạng Cu₂O kết tủa màu đỏ gạch. glucose làm mất màu dung dịch brom.

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 mạch dạng vòng

- Riêng nhóm OH ở C₁ (OH hemiaxetal) ở dạng vòng tác dụng với methanol có HCl xúc tác, tạo ra nhóm 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

- Trong công nghiệp, glucose được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột nhờ xúc tác hydrochloric acid loãng hoặc enzim. Người ta cũng thủy phân xelulozơ (có trong vỏ bảo, mùn cưa) nhờ xúc tác hydrochloric acid đặc thành glucose để làm nguyên liệu sản xuất ethyl alcohol. Hai phương pháp đó đều được tóm tắt bằng phương trình phản ứng như sau:

V. Ứng dụng

- glucose là chất dinh dưỡng quan trọng của người và động vật, nhất là đối với người già.

- Trong y học, glucose được dùng làm thuốc tăng lực.

- Trong công nghiệp, glucose được dùng để tráng gương, tráng ruột phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ethyl alcohol từ các nguyên liệu có chứa tinh bột và Cellulose.

Xem thêm tính chất hóa học của các chất khác:

• Tính chất của ester
• Tính chất của Chất béo (lipid)
• Tính chất các Amin quan trọng
• Tính chất các amino acid quan trọng
• Tính chất của amino acid
• Tính chất của Protein

---