Các tính chất hóa học của glucozo

Glucozo là hợp chất hóa học không thể thiếu trong đời sống và thực tế hiện nay. Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu về glucose và cách để chúng ta có thể sản xuất được đường glucozo

I/ Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của đường glucozo

• glucozo là chất rắn kết tinh, không có màu, dễ tan trong nước và độ tan tăng khi nhiệt độ tăng.
• glucozo có nhiệt độ nóng chảy ở 146⁰C (với cấu trúc dạng α) và 150⁰C (với cấu trúc dạng β)
• Đường glucozo có vị ngọt nhưng nó không ngọt bằng đường mía. Có trong thành của hầu hết các bộ phận của các loại cây như lá, hoa, rễ…và nhiều nhất là trong các loại quả chín.
• Đặc biệt đường glucozo có rất nhiều trong quả nho chín nên ta còn còn gọi là đường nho. Trong mật ong cũng có rất nhiều glucozo (chiếm khoảng 30%).
• Glucozơ cũng có ở trong cơ thể con người và trong cơ thể động vật. Trong máu con người glucozo có 1 lượng nhỏ và hầu như không đổi (với nồng độ là khoảng 0,1%).

II/ Cấu trúc phân tử

glucozo có CTPT là C₆H₁₂O₆, nó tồn tại ở 2 dạng mạch hở và mạch vòng.

1/ glucozo dạng mạch hở

a) Thực nghiệm

– Khi khử hoàn toàn đường glucozo thì ta thu được chất là hexan. Vậy ta có 6 nguyên tử C của 1 phân tử glucozo tạo thành một mạch hở và không phân nhánh.

– glucozo có tham gia phản ứng tráng bạc, khi nó tác dụng với dung dịch nước brom tạo ra axit gluconic, điều này chứng tỏ trong phân tử của glucozo có nhóm CH=O.

– Khi glucozo tác dụng với chất Cu(OH)₂ tạo ra dung dịch có màu xanh lam, điều này chứng tỏ phân tử của glucozơ có chứa nhiều nhóm OH liền kề nhau.

– Phản ứng glucozo tạo este có chứa 5 gốc CH₃COO, vì vậy trong phân tử của glucozo có chứa 5 nhóm OH.

b) Kết luận

Phân tử của glucozơ có CTCT thu gọn của dạng mạch hở là:

hoặc viết gọn là: CH₂OH – (CHOH)₄ – CHO.

2/ Dạng mạch vòng

• glucozo là kết tinh tạo ra 2 dạng tinh thể chúng có nhiệt độ nóng chảy là khác nhau.
• Qua các thực nghiệm khác ta đều cho thấy 2 dạng tinh thể đó tương ứng với 2 dạng cấu trúc mạch vòng khác nhau.
• Nhóm phân tử OH ở C₅ được cộng vào nhóm phân tử C=O tạo thành 2 dạng mạch vòng có 6 cạnh αvà β:

• Trong dung dịch thì glucozo chủ yếu tồn tại ở dạng mạch vòng 6 cạnh (là α và β). 2 dạng mạch vòng này luôn luôn chuyển hóa lẫn nhau theo 1 dạng cân bằng qua dạng mạch hở.
• Trong nhóm OH ở vị trí số 1 của glucozo được gọi là nhóm OH hemiaxetal
• Để đơn giản ta có CTCT của glucozocó thể được viết như sau:

III/ Tính chất hóa học

glucozo có tính chất của 1 anđehit (do nó có nhóm chức anđehit – CHO) và của ancol đa chức (do nó có 5 nhóm OH ở vị trí liền kề).

1/ Tính chất của ancol đa chức (hay còn gọi poliancol hay poliol)

a) Tác dụng với dung dịch Cu(OH)₂

Trong dung dịch với nhiệt độ thường thì glucozo hòa tan Cu(OH)₂ cho ra dung dịch phức là đồng – glucozo màu xanh lam:

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ → (C₆H₁₁O₆)₂Cu + 2H₂O

  phức đồng-glucozơ

b) Phản ứng tạo este của glucozo

Khi glucose tác dụng với anhiđrit axetic thì glucozo có thể tạo ra este có chứa 5 gốc axetat trong phân tử của nó

 C₆H₇O(OCOCH₃)₅

2/ Glucose có tính chất của anđehit

a) Phản ứng oxi hóa glucozo

• Phản ứng tráng bạc: Cho vào 1 ống nghiệm sạch 1 ml dd AgNO₃ 1%, sau đó ta nhỏ từng giọt dd NH₃ 5% vào và lắc đều cho đến khi kết tủa vừa tan hết. Ta thêm tiếp 1 ml dd glucozo và đun nóng nhẹ ống nghiệm. Ta thấy trên thành ống nghiệm xuất hiện 1 lớp bạc có màu sáng như gương.

• Giải thích: Ta có phức bạc amoniac đã oxi hóa đường glucozo tạo thành amoni gluconat và tan vào dung dịch giải phóng ra bạc kim loại bám dính vào thành của ống nghiệm.
• Đường glucozo có thể khử Cu(II) trong dd Cu(OH)₂ tạo thành Cu(I) dưới dạng hợp chấy Cu₂O kết tủa có màu đỏ gạch. Và glucozo làm mất màu dd nước brom.

b) Phản ứng khử glucozo

Ta dẫn khí hiđro vào dd glucozo và đun nóng (có xúc tác là Ni), ta thu được 1 poliancol là sobitol:

3/ Phản ứng lên men của glucozo

Khi phản ứng có enzim là chất xúc tác, thì glucozo bị lên men tạo ra ancol etylic, khí cacbonic:

4/ Tính chất riêng của glucozo dạng mạch vòng

Nhóm OH trong glucozo ở C₁ (OH hemiaxetal) của dạng vòng khi tác dụng với metanol có HCl làm chất xúc tác sẽ tạo ra metyl glicozit:

Khi nhóm OH trong glucozo ở C1 chuyển thành nhóm OCH₃ thì dạng mạch vòng của glucozo không thể chuyển sang mạch hở được nữa.

IV/ Điều chế vè ứng dụng

1/ Điều chế đường glucozo

Trong nền công  nghiệp, đường glucozo được điều chế bằng cách là thủy phân tinh bột nhờ chất xúc tác axit clohiđrit loãng hay enzim. Người ta cũng có thể thủy phân xenlulozơ (trong vỏ bào, mùn cưa) nhờ chất xúc tác axit clohiđrit đặc để tạo thành glucozo làm nguyên liệu sản xuất ra ancol etylic. Hai phương pháp thủy phân này được tóm tắt theo phương trình phản ứng sau:

2/ Ứng dụng đường glucozo

glucozo là hợp chất dinh dưỡng rất có giá trị của con người và nhất là đối với trẻ em hay người già.

Trong nền y học thì glucozo được dùng như một loại thuốc tăng lực.

Trong nền công nghiệp, glucozo được dùng để tráng gương hay tráng ruột phích và là 1 sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất ancol etylic từ các nguồn nguyên liệu có chứa tinh bột cũng như xenlulozơ.

Hi vọng với bài viết này các bạn sẽ nắm chắc được các tính chất hóa học của nó cũng như tầm quan trọng của nó trong cuộc sống.