СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ. ЖИРЫ. ЛИПИДЫ

Сложные эфиры – это продукты взаимодействия спиртов с карбоновыми кислотами:

этилформиат

Основное химическое свойство сложных эфиров – реакция гидролиза (омыления):

В присутствии щелочей реакция гидролиза необратима:

Эфиры карбоновых кислот делятся на три группы:

1. Фруктовые эфиры – эфиры низших одноосновных карбоновых кислот и низших одноатомных спиртов. Это жидкости с приятным фруктовым и цветочным запахом:

Фруктовые эфиры хорошо растворяются в этаноле и диэтиловом эфире, с увеличением молярной массы их растворимость в воде уменьшается. Используются в качестве отдушек и фруктовых эссенций.

2. Воски – эфиры высших одноосновных карбоновых кислот и высших одноатомных спиртов. Это твердые бесцветные вещества, которые используются для изготовления свечей, мастики для натирки полов, добавки к мылам, помадам и др.

3. Жиры– эфиры высших (жирных) одноосновных карбоновых кислот и многоатомного спирта – глицерина (триглицериды). Жиры и масла – природные продукты. Если карбоновая кислота насыщенная (стеариновая, пальмитиновая), то полученный эфир представляет собой жир (твердое вещество), а если кислота непредельная (олеиновая, линоленовая, линолевая), то масло (жидкое вещество). Обычно твердые жиры имеют животное происхождение (говяжий и свиной жир, сливочное масло), а жидкие масла – растительное.

Жиры являются исходным сырьем в производстве мыла – натриевых (твердые мыла) или калиевых (жидкие мыла) солей высших карбоновых кислот:

Мыла обладают моющими свойствами, так как способны эмульгировать жиры и масла, то есть переводить их в мельчайшие капли, которые смачиваются водой. Мыла нельзя использовать в жесткой воде, так как ионы кальция и магния образуют с жирными кислотами нерастворимые соли.

Растительные жиры, содержащие в своем составе непредельные кислоты, с течением времени окисляются (прогоркают). Кроме того, возможен частичный гидролиз жиров. Для контроля качества пользуются следующими характеристиками:

Кислотное число –физическая величина, равная массе гидроксида калия в мг, необходимое для нейтрализации суммы свободных жирных кислот и других нейтрализуемых щелочью сопутствующих триглицеридам веществ, содержащихся в 1 г жира.

Иодное число — масса иода (в г), присоединяющегося к 100 г жира, характеризует содержание двойных связей в ненасыщенном соединении.

Число омыления –количество миллиграммов гидроксида калия (KOH), необходимое для нейтрализации свободных кислот и омыления сложных эфиров, содержащихся в 1 грамме исследуемого вещества. Является одним из показателей подлинности жиров.

Гидрогенизация жиров – это процесс присоединения водорода к остаткам ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав жира:

Таким путем осуществляется превращение жидких жиров (масел) в твердые, которые используют в производстве пищевого маргарина – заменителя сливочного масла.

Жиры имеют большое значение как пищевой продукт и характеризуются наибольшей энергетической ценностью. В технике жиры широко используют для изготовления олифы и масляных красок.

ЛИПИДЫ

Липи́ды (от греч. λίπος, lípos — жир) — жирные кислоты, а также их производные, как по радикалу, так и по карбоксильной группе. В зависимости от состава липиды делятся на следующие группы: 1. Простые липиды (жирные кислоты, жиры).

2. Сложные липиды (содержат дополнительные группы атомов. Примеры сложных липидов:

Фосфолипиды – сложные липиды, в которых содержатся жирные кислоты, фосфорная кислота и группа атомов, во многих случаях содержащая азот. Примером фосфолипидов служат лецитины, представляющие собой сложные эфиры аминоспирта холина и диглицеридфосфорных кислот:

Гликолипиды — сложные липиды, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами:

Y – липид

Сфинголипиды — это класс липидов, относящихся к производным алифатических аминоспиртов. Основу сфинголипидов составляет сфингозин:

Простейший представитель сфинголипидов — церамид, в котором сфингозин связан с жирной кислотой пептидной связью.

Липиды - один из важнейших классов сложных молекул, присутствующих в клетках и тканях животных в составе жировой ткани, играющую важную физиологическую роль. Фосфолипиды входят в состав всех клеточных мембран.

УГЛЕВОДЫ

Углеводы – класс органических веществ, объединяющий группу природных соединений растительного и животного происхождения. Большинство углеводов отвечает общей формуле С_n(H₂O)_m. Углеводы включают моносахариды – полигидроксиальдегиды (альдозы) и полигидроксикетоны (кетозы), а также продукты их конденсации: дисахариды и полисахариды. По числу атомов углерода моносахариды делятся на тетрозы (С₄), пентозы (С₅), гексозы (С₆) и гептозы (С₇). В природе наибольшее распространение имеют пентозы и гексозы.

Моносахариды

Моносахариды содержат асимметрические атомы углерода, благодаря чему обладают большим числом стереоизомеров, которые объединены попарно в оптические антиподы – энантиомеры. Число стереоизомеров равно N = 2ⁿ, где n – число асимметрических атомов в молекуле. Например, моносахариды с четырьмя асимметрическими атомами существуют в виде 16 стереомеров (8 пар энантиомеров D- и L-рядов). Деление на D- и L-ряды определяется пространственной направленностью заместителей и у последнего асимметрического атома углерода, аналогично глицериновому альдегиду (см. тему 1).

Альдозы D-рядов, представляющие собой природные объекты, приведены ниже в виде проекций Фишера:

D-эритоза	D-треоза
Альдотетрозы
D-рибоза	D-арабиноза	D-ксилоза	D-ликсоза
Альдопентозы
D-аллоза	D-альтроза	D-глюкоза	D-манноза
D-гулоза	D-идоза	D-галактоза	D-талоза
Альдогексозы

Из альдогексоз наибольшее значение имеет D-глюкоза, а из альдопентоз – D-рибоза и D-2-дезоксирибоза, которые входят в состав РНК и ДНК. Диастереомерами считают любые комбинации пространственных изомеров, не составляющие пару оптических антиподов.
2-дезокси-D-рибоза

Пары диастереомеров, различающиеся конфигурацией одного из нескольких асимметрических атомов, называются эпимерами. Например, эпимерами являются D-рибоза и D-арабиноза, так как они различаются направлением заместителей только у атома углерода в положении 2.

Кетозами называют моносахариды содержащие карбонильную (кетонную) группу. В качестве примеров кетоз можно привести:

рибулоза (образуется в зеленых растениях при фотосинтезе)	ксилулоза
Кетопентозы
фруктоза (присутствует в сладких фруктах)	псикоза	сорбоза
Кетогексозы