Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
1
XY DNG NI DUNG GING DY CHUYấN GLUXIT
CHO I TUYN HC SINH GII
A/ PHN M U :
1. Lý do chn ti :
1.1 C s lý lun ca ti :
Gluxit l mt loi hp cht hu c cú vai trũ quan trng vi i sng. Hin nay,
cỏc nghiờn cu ca cỏc nh khoa hc v loi hp cht ny phỏt trin rt nhanh. Do ú, yờu cu
tip cn kin thc v loi hp cht ny i vi hc sinh ph thụng l ht sc cn thit, c bit
vi i tng hc sinh tham d k thi chn hc sinh gii Quc gia mụn Hoỏ hc.
1.2 - C s thc tin ca vic xut ti :
Qua thc t ging dy cho i tuyn hc sinh gii tham d k thi chn hc sinh gii
Quc gia ni dung hoỏ hc hu c, tụi nhn thy :
- õy l mt ni dung m hc sinh hay lỳng tỳng trong vic vn dng lớ thuyt vo bi
tp c th.
- Ngun ti liu cỏc em cú th tip cn sm vn ny Sn la cũn rt hn ch, mt
s ti liu vit mt cỏch phc tp gõy hoang mang cho hc sinh khi nghiờn cu vn ny.
- Lng bi tp cỏc em lm quen cng nh giỳp rốn luyn k nng phõn tớch, lp lun
cũn rt ớt.
2. Mc ớch nghiờn cu :
Nhm cung cp cho hc sinh nhng lý thuyt c bn, tng quỏt nht v GLuxit,
phng phỏp lp lun, t duy v cỏc k nng trong quỏ trỡnh nghiờn cu loi hp cht ny. T
ú, mt phn nõng cao cht lng ca i tuyn trong cỏc k thi chn hc sinh gii.
3. Phng phỏp nghiờn cu :
- Phng phỏp nghiờn cu : Tng hp cỏc kin thc c bn v vn , trờn c s ú xõy
dng cỏc bi tp c th, li gii c th t ú hc sinh thy c phng phỏp chung cng
nh kh nng t duy khi gp cỏc bi tp khỏc.
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
2
- Ti liu nghiờn cu : +) Giỏo trỡnh lý thuyt hoỏ hc hu c ca cỏc tỏc gi : Trn Quc
Sn, Nguyn Vn Tũng, Thỏi Doón Tnh, ỡnh Róng, Nguyn H.
+) Bi tp hoỏ hc hu c ca : Nguyn Vn Tũng, ng ỡnh Bch, Ngụ Th Thun,
Trn Quc Sn.
4. i tng nghiờn cu :
Lý thuyt v h thng bi tp liờn quan n Gluxit.
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
3
B/ PHN NI DUNG :
1. Nhng ni dung chớnh :
ti gm cỏc chng sau :
- Túm tt lý thuyt c bn ca Gluxit
- Bi tp vn dung cú li gii
- Bi tp t gii
2. Ni dung :
Chng I NHNG VN Lí THUYT CN NM VNG KHI NGHIấN CU
GLUXIT
I/ Thuyt Hoỏ hc lp th :
Hoỏ hc lp th nghiờn cu cu trỳc khụng gian, hiu ng khụng gian v tin trỡnh khụng
gian ca phn ng. Nghiờn cu cu trỳc khụng gian gii thớch cỏc hin tng ng phõn
khụng gian. Cỏc ng phõn khụng gian cú cựng cu to nhng khỏc nhau v s phõn b khụng
gian ca cỏc phõn t , tc l s khỏc nhau v cu hỡnh nờn cũn c gi l ng phõn cu hỡnh.
ng phõn cu hỡnh cú hai loi : ng phõn quang hc v ng phõn hỡnh hc. Sau cựng ta cũn
xột ng phõn cu dng.
1. ng phõn quang hc :
1.1 Thuyt t din ca cacbon :
Nguyờn t C lai hoỏ sp
3
liờn kt vi bn nguyờn t hay nhúm nguyờn t hng ra
bn nh ca t din.
1.2 Phõn t cú cacbon bt i C
*
Khi bn nguyờn t hay nhúm nguyờn t liờn kt vi nguyờn t C khỏc nhau thỡ
nguyờn t C gi l C bt i (C
*
) v phõn t hp cht ú cú tớnh quang hot.
VD :
CHO
C
CH
2
OH
OH
H
*
Cụng thc chiu Fise (Mch chớnh nm theo chiu dc, nhúm cú bc oxh cao phớa
trờn).
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
4
* nh qua gng gi l ng phõn quang hc
VD :
CHO
C
CH
2
OH
OH
H
*
CHO
C
CH
2
OH
*
HO
H
D - Glixerandehit
L - Glixerandehit
Trong Gluxit nhúm chun l nhúm OH nguyờn t C
*
xa nhúm cú bc oxh cao nht. Nu
nhúm chun nm bờn phi l ng phõn D, cũn nhúm chun nm bờn trỏi l ng phõn L.
Trong phm vi chng trỡnh, ta ch xột ng phõn D.
1.3. Cu dng v ng phõn cu dng :
V khỏi nim cng nh cỏch vit cu dng, hc sinh ó c lm quen. õy ch mun
nhn mnh v cu dng ca vũng xiclohexan.
Cu dng bn nht l cu dng gh.
H(e)
H(a)
Trong cu dng gh cu dng bn nht l cu dng cú nhiu nhúm ln v trớ hng biờn.
VD :
OH(e)
H(a)
II/ Lý thuyt túm tt v Gluxit :
* Tờn khỏc : ng, Saccarit, Cacbon hirat
* Cụng thc chung : C
n
(H
2
O)
m
2.1. Phõn loi :
2.1.1. Monosaccarit (ng n) : L cỏc gluxit khụng th thu phõn c. Gm hai loi
: Pentoz v Hecxoz ( ng 5C v 6C)
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
5
2.1.2. Polisaccarit : Khi thu phõn cho monosaccarit.
2.1.3. Heteropolisaccarit : Khi thu phõn cho monosaccarit v nhng cht khụng phi
Gluxit.
2.2. Cu to ca monosaccarit :
* Andoz : HO CH
2
(CHOH)
n
CHO
* Xetoz : HOCH
2
(CHOH)
n
CO CH
2
OH
Trong phõn t cú cha nhiu trung tõm bt i.
Cỏc Gluxit ch khỏc nhau cu hỡnh ca mt nguyờn t Cacbon bt i c gi l ep ime.
VD :
CHO
CH
2
OH
HO
OH
OH
H
H
H
D - Arabinozơ
CHO
CH
2
OH
OH
OH
H
H
H OH
D - Ribozơ
Hai ng phõn trờn l epime cacbon s 2.
* Dng vũng ca monosaccarit : Gm vũng 6 cnh cha d t oxi (piranoz) v vũng 5 cnh
cha d t oxi (furanoz)
Cu dng bn ca Glucoz
O
OH
OH
HO
HO
CH
2
OH
1
2
3
4
5
6
O
OH
OH
HO
HO
CH
2
OH
1
2
3
4
5
6
- D Glucopiranoz
- D Glucopiranoz
Cụng thc Havooc vũng 5 cnh ca Glucoz, vũng 6 cnh ca Fructoz.
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
6
O
OH
OH
OH
HO
CH
2
OH
O
OH
OH
OH
HO
CH
2
OH
1
2
1
2
6
6
- D Glucofuranoz
- D Glucofuranoz
O
OH
OH
OH
OH
CH
2
OH
1
2
- D Fructopiranoz
* Kt lun : Cú th coi dng cu to mch vũng ca Gluxit l dng semiaxetal c to
thnh do tng tỏc ca nhúm C=O vi nhúm OH ca cu to khụng vũng, tng t nh s hỡnh
thnh semiaxetal khi cho andehit hoc xeton tng tỏc vi ancol:
- C = O + R- OH
H
- C - OH
OR
H
H - C = O
H - C - OH
HO - C - H
H - C - OH
H - C - OH
CH
2
OH
H - C - OH
H - C - OH
HO - C - H
H - C - OH
H - C - O
CH
2
OH
O
Dng andehit Dng vũng
Trong dung dch, cỏc ng phõn luụn cú s chuyn hoỏ cho nhau.
Trong cu to vũng, vũng Gluxit cú nhúm OH semiaxetal nguyờn t C
1
, vũng Fructoz
cú nhúm OH semiaxetal nguyờn t C
2
.
Cp ng phõn
,
gi l ng phõn anome
Khi biu din cụng thc Havooc t cụng thc Fise, nhúm nm bờn phi s nm phớa di
mt phng vũng.
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
7
2.3 Tớnh cht hoỏ hc :
2.3.1. Tớnh cht hoỏ hc ca mono saccarit :
a, Phn ng oxi hoỏ : Nhúm CHO thnh axit COOH
CHO
CHOH
Ag(NH
3
)
2
+
OH
-
COOH
CHOH
b, Kh hoỏ nhúm CHO : thnh ancol CH
2
OH.
CHO
CHOH
H
H - CH
2
-
OH
CH
2
OH
CHOH
H - CH
2
-
OH
c, Cng Xianua :
CHO
CHOH
CHOH
CHOH
CN
HCN
d, Phn ng to ờte v este:
Nhúm OH semiaxetal cú kh nng phn ng cao hn, cú th b Metyl hoỏ bi CH
3
OH trong
axit cũn cỏc nhúm OH khỏc b Metyl hoỏ bi CH
3
I/AgOH, (CH
3
)
2
SO
4
/NaOH,
(CH
3
CO)
2
O/CH
3
COONa.
O
OH
OH
OH
OH
CH
2
OH
(CH
3
OH, H
+
O
OCH
3
OH
OH
OH
CH
2
OH
(CH
3
CO)
2
O
CH
3
COONa
O
OCOCH
3
OCOCH
3
OCOCH3
CH
2
OOCCH
3
H
3
CCOO
1,2,3,4,6 - Penta- O Metyl Glucopiranoz
e, Phn ng to oxazon :
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
8
CHO
OH
OH
OH
CH
2
OH
C
6
H
5
NHNH
2
CH = NNHC
6
H
5
CH
2
OH
OH
OH
OH
C
6
H
5
NHNH
2
CH = NNHC
6
H
5
CH
2
OH
NNHOH
ONH
3
OH
=
f, Oxi hoỏ bng HIO
4
(NaIO
4
): Natripeiodat cú tỏc dng oxi hoỏ c ỏo vo gia liờn
kt C C ca poliol. Nu cht b oxi hoỏ l diol thỡ sn phm cho 2 nhúm CHO, nu cht b oxi
hoỏ l triol thỡ ngoi 2 nhúm CHO cũn cú axit fomic.
VD :
O
HO - CH
CH
2
OH
OH
OH
OCH
3
2 NaIO
4
O
CHO
CHO
CHO
OCH
3
+ HCHO
O
OH
OH
OH
OCH
3
CH
2
OH
NaIO
4
O
CH
2
OH
OCH
3
CHO
CHO
+ HCOOH
Phn ng ny dựng xỏc vũng lactol l vũng 5 hay 6 cnh.
Khi HIO
4
d, cú th oxh cacbon hidrat v axit fomic :
CHO
CH
2
OH
OH
OH
HO
HIO
4
4 HCOOH + HCHO
D Arabinoz
g, Phn ng vi Cu(OH)
2
:
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
9
O
2
Cu(OH)
2
O
O
O
H
Cu
O
O
H
O
h, Cỏc phn ng chuyn hoỏ mch :
HO - CH - CH - OH
C
C
CHO
H
OH
HO H
2
C
H
H
2
SO
4
đặc
CH - CH
CH
CH
O
CHO
HO - CH
2
i, Phn ng kộo di mch Cacbon :
Andoz cú th cng vi HCN thnh xianidrin, sau khi thu phõn trong axit, axit Andonic to
thnh c Lactol hoỏ ri kh lactol bng hn hng Na ta thu c Andoz ó tng lờn 1
nguyờn t C.
CHO
CH
2
OH
OH
OH
HO
HCN
CH
2
OH
CN
OH
OH
OH
HO
CN
CH
2
OH
OH
OH
HO
HO
H
+
OH
CH
2
OH
COOH
OH
OH
HO
H
2
O
OH
CH
2
OH
OH
HO
CO
O
Na / Hg
OH
CH
2
OH
OH
OH
HO
CHO
CHO
CH
2
OH
OH
OH
HO
HO
D - Arabinozơ
D - Glucozơ
Lactol
D - Manozơ
D - Gluconic
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
10
j, Phn ng rỳt ngn mch Cacbon :
Mt trong cỏc phng phỏp rỳt ngn mch Cacbon l phng phỏp Rup. õy ngi ta ó oxi
hoỏ anoz bng dung dch nc brom thnh axit anonic, sau ú oxi hoỏ mui Canxi ca axit
ny bng H
2
O
2
cú mt Fe(CH
3
COO)
3
, axit anonic bin thnh
- xetoaxit, hp cht ny d
decacboxyl bin thnh anoz thp hn 1 nguyờn t C.
VD :
CHO
CH
2
OH
OH
OH
OH
HO
Br
2,
H
2
O
COOH
CH
2
OH
OH
OH
OH
HO
CaCO
3
(COO)
2
Ca
CH
2
OH
OH
OH
OH
HO
H
2
O
2
Fe(CH
3
COO)
3
COOH
CH
2
OH
O
OH
OH
HO
=
- CO
2
CHO
CHO
HO
OH
OH
D - Glucozơ
Axit D - Gluconic
D - Gluconat Canxi
Xetoaxit
D- Arabinozơ
2.3.2. Tớnh cht hoỏ hc ca poli saccarit :
Trong poli saccarit, cỏc liờn kt Glicozit d thu phõn.
Nu cú OH semiaxetal cú kh nng tỏc dng vi dung dch AgNO
3
/NH
3
cú phn ng metyl hoỏ ging mono saccarit.
Khi nghiờn cu v Saccarit cn lu ý :
- Nú c cu to t cỏc mono saccarit no ?
- Mono saccarit cú dng vũng gỡ ?
- Liờn kt gia cỏc mono saccarit v trớ no ?
- Cu hỡnh ca C anome (
,
). Dựng enzim xỏc nh.
+ Enzim Emuxin thu phõn liờn kt
- Glicozit, enzimMantaza thu phõn liờn kt
-
Glicozit,
- Cú bao nhiờu n v mono saccarit cu to nờn.
- Cỏch gi tờn Saccarit (mt xớch u i thnh yl, mt xớch sau thnh it)
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
11
Chng II BI TP VN DNG
Bi 1 :
D Arabinoz (ng phõn cu hỡnh C
2
ca D Riboz) chuyn hoỏ theo s sau :
D - Arabinozơ
CH
3
OH
HCl
A
HIO
4
B
H
3
O
+
C
Br
2,
H
2
O
HH D
1. Xỏc nh cụng thc cu to dng vũng ca D Arabinoz, Vit ptp.
2. Hon thnh ptp theo s sau :
HIO
4
H
3
O
+
Br
2,
H
2
O
Saccarozơ X
Y
hh Z
Bi lm : 1,
D - Arabinozơ
CHO
CH
2
OH
OH
OH
HO
O
OH (H)
OH
OH
HO
HO
CH
2
OH
H (OH)
O
OH (H)
OH
HO
H (OH)
OH
O
OH (H)
OH
HO
H (OH)
CH
3
OH
HCl
OH
O
OH
HO
OCH
3
HIO
4
O
OCH
3
CHO
CHO
(B)
H
+
O
OH
CHO
CHO
Br
2
COOH
COOH
+
CH
2
OH
COOH
(A)
(C)
2,
O
O
O
CH
2
OH
CH
2
OH
HIO
4
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
12
CH
2
OH
O
O
O
CHO
CHO
CHO
CHO
CH
2
OH
HOH
2
C
(X)
Br
2,
H
2
O
CH
2
OH
O
O
O
COOH
COOH
COOH
COOH
CH
2
OH
HOH
2
C
H
+
(Y)
O
COOH
COOH
CH
2
OH
OH2
+
CH
2
OH
O
COOH
COOH
HOH
2
C
OH
(hỗn hợp Z)
Bi 2 :
Khi thu phõn Xenluloz thu c Xenlobioz cũn thu phõn tinh bt thu c Mantoz v iso
Mantoz u cú cụng thc C
12
H
22
O
11
. Hóy vit CTCT v CTCT khụng gian ca cỏc sn phm
trờn.
Bi lm :
Xenlobioz :
O
CH
2
OH
O
1
O
4
CH
2
OH
OH
O
O
O
HO
HO
HO
CH
2
OH
CH
2
OH
HO
OH
Mantoz :
O
CH
2
OH
1
O
O
CH
2
OH
4
OH
1
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
13
O
O
O
OH
OH
OH
Iso Mantoz :
O
CH
2
OH
1
O
CH
2
4
OH
1
O
OH
OH
O
O
CH
2
O
OH
OH
Bi 3 :
Trong mt ong cú mt cht ng khụng cú tớnh kh l Melexitoz cú cụng thc
C
18
H
32
O
16
, khi thu phõn nú bng axit cho D Fructz v 2 phõn t D glucoz. Mt khỏc, khi
thu phõn khụng hon ton nú cho D Glucoz v disaccarit Turanoz. Cũn thu phõn bng
men Mantaza to thnh D Glucz v D Fructoz. Khi thu phõn bng men khỏc cho
Saccaroz. Metyl hoỏ Melexitoz, sau ú thu phõn c 1,4,6 Tri-O-Metyl D- Fructoz v
2 phõn t 2,3,4,6 tetra- O Metyl- D- Glucoz. Hóy suy ra CTCT ca Melexitoz.
Bi lm :
Melexitoz l tri sacarit c to bi 2 phõn t D Glucoz v 1 phõn t D-Fructoz.
Melexitozơ
H
2
O
D- Glucozơ + Turanozơ
Melexitozơ
H
2
O
Saccarozơ
Mt xớch D Fructoz nm gia 2 phõn t D- Glucoz.
Melexitozơ
1, CH
3
I
1,4,6 - tri -O-Metyl- D- Fructozơ
+ 2,3,4,6 - tetra-O-metyl-D- Glucozơ
2, H
2
O
CTCT ca Melexitoz l :
Trần Anh Tuấn - Tr-ờng trung học phổ thông chuyên Sơn La
14
O
OH
OH
OH
CH
2
OH
O
O
HOCH
2
HO
CH
2
OH
O
OH
OH
OH
CH
2
OH
O
Bi 4 :
1. Vit cụng thc Fise v cụng thc Havooc ca :
A : (2R, 3S, 4S) 2,3,4,5- tetra hiroxi pentanal v cht i quang B ca A.
2. B cú ng phõn cu hỡnh C s 2 l D. Trong dung dch nc, D tn ti 5 dng cu
trỳc luụn chuyn hoỏ ln nhau theo nhng cõn bng vi t l l : D
1
: 56%, D
2
: 20%, D
3
: 18%,
D
4
: 6%, D
5
<0,1%. Dựng cụng thc cu trỳc mụ t cõn bng ú.
3. Cho A tỏc dng riờng r vi NaBH
4
, nc Br
2
, HNO
3
, C
6
H
5
NHNH
2
d
Vit cụng thc Fise ca cỏc sn phm.
Nu cho B v D cng tỏc dng nh A thỡ cỏc sn phm tng ng cú ng nht vi cỏc sn
phm sinh ra t A hay khụng?
4. T A tng hp K theo s sau :
A
E
F
H
3
O
+
G
[ H ]
pH = 7
J
C
2
H
5
OH
HCl
K
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét