Съдържание

НОХ 2012, II кръг (областен), 10–12 клас — Задача 4

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2012

МОМН, 44-та НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2012 година. Областен кръг, 23-ти февруари. X-ти – XII-ти клас · 23 февруари 2012 г. · 25 т.

Условие

Лактозата (млечна захар) е дизахарид, който се образува в млечните жлези от D-глюкоза. Съдържанието ѝ в млякото на бозайниците достига до 5 %. Лактозата е изградена от два монозахарида, галактоза и глюкоза. Галактозата е епимер на глюкозата по С4 (различава се по конфигурацията при С4 на глюкозата).

1. Напишете Фишеровите проекционни формули на D-галактозата и D-глюкозата. [4 т.]

Наименованието на лактозата по IUPAC е О-ß-D-галактопиранозил-(1,4)-α-D-глюкопираноза. При хидролиза на лактоза се получават еквимоларни количества D-галактопираноза и D-глюкопираноза.

2. Напишете структурните формули на ß-D-галактопираноза и α-D-глюкопираноза, като използвате проекционни формули на Хауърд. Като използвате същите проекционни формули напишете структурата на α-лактоза, като отчетете факта, че типът на свързване между двата монозахарида е 1,4 (гликозидната връзка се образува при С1 на галактопиранозата и С4 на глюкопиранозата). [6 т.]

D-галактозата e алдохексоза, следователно може да се окислява до киселина (реакция сребърно огледало) и съответно да се редуцира до поливалентен алкохол.

3. Напишете уравнението, по което протича окислението на D-галактозата с Ag $_2$ O / NH $_3$ . [1,5 т.]

4. Напишете уравнението, по което протича редукцията на D-галактозата с H $_2$ / Pt. Възможно ли е полученият поливалентен алкохол да има енантиомер? Обосновете отговора си, като напишете съответните структурни формули (използвайте Фишерови проекционни формули). [3,5 т.]

D-глюкопиранозата взаимодейства с метанол в присъствие на каталитични количества H $_2$ SO $_4$ .

5. Напишете уравнението, по което протича това взаимодействие с ß изомера на D-глюкопиранозата. Определете вида на получения продукт. След като ß-D-глюкопиранозата дава положителна реакция на сребърно огледало, смятате ли, че и продуктът ѝ на взаимодействие с метанол, също ще даде положителна реакция? Обосновете отговора си. [4 т.]

В анаеробни условия, под въздействието на ензима цимаза, глюкозата се разгражда до етанол и въглероден диоксид.

6. Как се нарича този процес? Напишете уравнението, по което протича процесът. Определете колко литра етанол (с плътност $\rho$ = 0,79 g/mL) и колко литра въглероден диоксид, при нормални условия, ще се получат при разграждането на 1800 g глюкоза. Отговорите запишете с точност една значеща цифра след десетичната запетая. [6 т.]

Отговори

Решение

Задача 4 (25 т.)

Фишерови проекционни формули 2. Проекционни формули на Хауърд

За формулите на монозахаридите и на α-лактозата $5\times 2 =$ 10 т.

За уравнението 1,5 т.

Не може да има двойка енантиомери, тъй като молекулата има равнина на симетрия.

За стереохимията на алкохола и обосновката 2 т.

Получава се гликозид, като се получава, както α-гликозида, така и β-гликозида. Признава се отговор с всяка от двете форми.

За уравнението 2 т.

Гликозидната връзка пречи за отваряне на пръстена, съответно се отнема възможността за равновесие между отворената и пръстенна форма. По тази причина гликозидът не дава положителна реакция с реактива на Фелинг (сребърно огледало).

За обосновката 2 т.