CHUYÊN đề 4 GLUXIT

Chuyên đề
4.

GLUXIT

A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO
I. MONOSACCARIT
1. Cấu hình của monosaccarit và đồng phân quang học
• Cấu hình của anđohexozơ
Các anđehexozơ đều có công thức cấu tạo hoá học như sau:
6
5
4
3
2
1
HOCH 2  CHOH  CHOH  CHOH  CHOH  CHO

*
*
*
*
Trong phân tử của chúng có 4 nguyên tử cacbon bất đối xứng  C2 , C3 ,C 4 , C5  nên các anđohexozơ có

24  16 đồng phân quang học.
- Các đồng phân quang học của D-anđozơ

- Các anđohexozơ thiên nhiên đều là đồng phân quang học dãy D. Dấu (+) hoặc (-) chỉ chiều quay mặt
phẳng phân cực của ánh sáng phải hoặc trái.
+ Đồng phân đối quang: Các cặp đồng phân D và L đối xứng với nhau như vật và ảnh qua gương,
nhưng không thể lồng khít vào nhau gọi là đồng phân đối quang.

Thí dụ:
Trang 1


CHO
Khi trộn lẫn hai đồng phân của một cặp đối quang với tỉ lệ đồng phân tử sẽ tạo ra biến thể ra xemic. Biến
thể raxemic không hoạt động quang học vì có sự bù trừ năng suất quay cực sang phải và sang trái.
+ Đồng phân quang học thường hay đồng phân đia: Đồng phân quang học thường là đồng phân quang
học của nhau nhưng không đối quang. Trong số 16 đồng phân quang học của anđohexozơ chỉ có 8 cặp đối
quang của nhau. D-galactozơ đối quang với L-galactozơ còn 14 đồng phân khác là đồng phân đia của
chúng.
+ Đồng phân epime: Hai monozơ là đồng phân epime của nhau khi chúng chỉ khác nhau về cấu hình của
một nguyên tử cacbon bất đối, còn cấu hình của các nguyên tử cacbon khác hoàn toàn giống nhau. Thí dụ
*
*
cặp đồng phân epime ở C 2 là D-glucozơ và D-mantozơ, D-anlozơ và D-antrozơ..., ở C 4 có D-glucozơ và

D-glactozơ.
+ Đồng phân anome: Cặp đồng phân đia tương ứng của các monozơ chỉ khác nhau ở cấu hình của cacbon
số 1 (C1) gọi là các đồng phân anome. Thí dụ cặp đồng phân  và  -D-glucozơ không phải là đối quang
của nhau, nó là hai đồng phân đia và gọi là đồng phân anome.
 Cấu hình của xetohexozơ
Các xetohexozơ có công thức cấu tạo như sau:
6
5
4
3
2
1
HOCH 2  CHOH  CHOH  CHOH  CO  CH 2OH

*
*
*
*
Trong phân tử có 3 nguyên tử C  C3 , C 4 , C5  nên xetohexozơ có 23 = 8 đồng phân quang học, trong đó có

4 đồng phân quang học dãy D (xem hình sau) và 4 đồng phân quang học dãy L.
- Các đồng phân quang học của D-xetozơ

Trang 2


• Cấu trúc dạng mạch vòng của monosaccarit - Đồng phân monome
Nhóm OH của cacbon số 4 hoặc số 5 tương tác với nhóm cacbonyl để tạo vòng 5 hoặc 6 cạnh (chủ yếu
dạng vòng 6 cạnh). Dùng công thức Tollens và Haworth để biểu thị chúng. Vòng 6 cạnh có dạng dị vòng
piran nên được gọi là vòng piranozơ, vòng 5 cạnh có dạng của dị vòng furan nên được gọi là vòng
furanozơ.

Thí dụ các dạng vòng 6 cạnh và 5 cạnh của D-glucozơ biểu thị như sau:

Trang 3


Nhóm OH ở C1 gọi là nhóm hemiaxetal. Dạng vòng có nhóm OH hemiaxetal nằm cùng phía với OH ở C 5
gọi là dạng  , dạng  có nhóm OH hemiaxetal nằm khác phía với OH ở C 5. Dạng  và dạng  là đồng
phân anome vì chỉ khác nhau ở cấu hình C1.
OH
- Khi chưa biết rõ nhóm -OH nằm ở phía trên hay phía dưới mặt phẳng người ta viết
Thí dụ:

- Trong dung dịch nước, các anđohexozơ tồn tại đồng thời ở 2 dạng: 4 dạng mạch vòng (6 và 5 cạnh) và
dạng mạch hở, các dạng này chuyển hoá lẫn nhau theo một cân bằng, trong đó các dạng mạch vòng 6
cạnh là chủ yếu.
• Cấu dạng của dạng hexopiranozơ
Hexopiranozơ có khả năng tồn tại ở nhiều cấu dạng khác nhau: Cấu dạng ghế, thuyền, xoắn và bán
ghế.
Thực tế cho thấy dạng ghế bền hơn nên chúng ta chỉ xét dạng ghế.
Thí dụ cấu dạng của  - glucopiranozơ và  - glucopiranozơ:

Sự chuyển hóa giữa hai cấu dạng của đồng phân -D-glucopiranozơ:

Trang 4


Trong hai cấu dạng của -D-glucopiranozơ, dạng C1 bền hơn dạng 1C.
Vì dạng C1 có 4 nhóm thế lớn (3 nhóm -OH và 1 nhóm -CH 2OH) ở liên kết biên, kí hiệu là liên kết e
(equatorial) còn ở dạng 1C chỉ có 1 nhóm OH ở liên kết e, 4 nhóm thế lớn còn lại ở liên kết a (axial).
• Cấu trúc dạng vòng của xetohexozơ
Ở trạng thái rắn xetohexozơ tồn tại ở dạng vòng 5 cạnh và 6 cạnh.
Trong dung dịch nước dạng mạch vòng và dạng mạch hở chuyển hoá lẫn nhau theo một cân bằng, trong
đó dạng mạch vòng là chủ yếu.
Thí du D-fructozơ có các đồng phân anome  - và  - của D-fructofuranozơ và D-fructopiranozơ, nhưng
dạng vòng 5 cạnh phổ biến hơn:

2. Phương pháp viết công thức Havooc (Haworth) của monosaccarit
Công thức monosaccarit biểu diễn cấu trúc vòng của phân tử monosaccarit bằng vòng phẳng sáu cạnh
(vòng piranozơ) hoặc vòng phẳng 5 cạnh (vòng furanozơ). Các nhóm thế OH, CH 2 OH, � được
phân bố ở phía trên hoặc phía dưới của vòng đó sao cho đảm bảo cấu hình phù hợp với công thức Fis ơ.
Để tránh sự nhầm lẫn về vị trí không gian ta thực hiện phương pháp sau đây:
a) Viết công thức Fisơ của monosaccarit (dây cacbon trên đường thẳng đứng, đánh số từ đầu gần nhóm

C = O).
b) Viết dây cacbon trên một mặt phẳng thắng góc với mặt phẳng giấy, tạo nên vòng cung (hướng tới 6
cạnh hoặc 5 cạnh), với nhóm CO ở bên phải và hướng nguyên tử oxi ra phía xa.
c) Viết các nhóm -OH dựa theo công thức Fisơ trên cơ sở quy tắc sau:
Vị trí nhóm -OH trên công thức Fisơ
Vị trí nhóm -OH trên công thức Havooc
Nhóm -OH ở bên trái
Nhóm -OH ở phía trên
Nhóm -OH ở bên phải
Nhóm -OH ở phía dưới
Ghi nhớ: "Trái trên phải dưới"
d) Xoay nguyên tử cacbon có nhóm -OH sẽ tham gia đóng vòng, xung quan h trục liên kết với nguyên tử
cacbon kế trước đó, sao cho nhóm -OH đó ở vị trí thuận lợi để đóng vòng.

Trang 5


e) Cho cộng nhóm -OH nêu trên vào nhóm C=O, để tạo vòng và làm xuất hiện nguyên tử C* mới có chứa
nhóm -OH hemiaxetal.
d) Viết nhóm -OH hemiaxetal ở phía trên hoặc phía dưới của vòng để phân biệt dạng  và  . Nếu chưa
xác định vị trí không gian của nhóm -OH đó, có thể viết
OH. Thí dụ viết công thức Havooc của
D-Glucopiranozơ:

3. Tính chất vật lí
Các monosaccarit là những chất rắn kết tinh, không màu, dễ tan trong nước, khó tan trong ancol,
không tan trong ete, clorofom và các hiđrocacbon. Khi đun nóng các monosaccarit dễ bị phân hủy.
Các dung dịch của chúng có tính chất trung tính và có vị ngọt khác nhau. Chẳng hạn D-fructozơ có vị
ngọt gấp 3 lần D-glucozơ. Các dung dịch monosaccarit đều có tính quang hoạt và có năng suất quay cực
khác nhau. Chúng đều có hiện tượng quay hỗ biến giữa các đồng phân anome  và 

4. Tính chất hoá học
a) Phản ứng của nhóm hiđroxyl
Về cấu tạo, các monosaccarit là poliancol nên chúng có tính chất của poliancol.
• Phản ứng tạo thành este
Các nhóm -OH của monosaccarit phản ứng với clorua axit hoặc anhiđrit axit trong môi trường bazơ
yếu như piriđin hay natri axetat tạo thành este. Thí dụ:

• Phản ứng tạo thành glicozit
Do ảnh hưởng bởi nguyên tử O trong vòng nên nhóm -OH hemiaxetal có khả năng phản ứng cao so
với các nhóm -OH khác. Vì vậy khi đun nóng monosaccarit với ancol có HCl khan xúc tác chỉ nhóm -OH
hemiaxetal thay thế bởi gốc ankoxi -OR, tạo liên kết glicozit C 1-OR ; các hợp chất sinh ra có tên chung là
glicozit. Thí dụ:

Trang 6


Tiến hành phản ứng tương tự với các monosaccarit khác ta thu được glicozit tương tự như metyl-Dmanopiranozit, metyl-D-galactopiranozit, metyl-D-fructofuranozit... Các glicozit bên trong môi trường
bazơ, không có khả năng mở vòng nên không có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc, nhưng dễ bị thuỷ
phân trong dụng dịch axit loãng hoặc xúc tác bởi enzim. Thí dụ:

Khác hẳn với xúc tác axit, mỗi enzim chỉ xúc tác cho phản ứng thuỷ phân một glicozit có cấu trúc xác
định (  - hoặc  -).
Chú ý: Glicozit là dẫn xuất quan trọng của cacbohiđrat, xuất hiện phổ biến trong thiên nhiên. Thí dụ:

• Phản ứng este hóa hoàn toàn
Với tác nhân metyl hóa nhẹ như CH 3OH / HCl khan thì chỉ có nhóm -OH hemiaxetal phản ứng cho
metylglicozit. Để chuyển các nhóm -OH khác thành metyl ete cần cho metyl glicozit phản ứng với
đimetyl sunfat  CH 3  2 SO 4 trong môi trường bazơ (NaOH) hoặc phản ứng với metyl iođua có mặt Ag 2O
vì nhóm anđehit không bền trong môi trường kiềm nên trước hết cần được bảo vệ nó bằng cách chuyển
thành metyl glicozit, sau đó tiến hành phản ứng ete hoá. Thí dụ:

Trang 7


Cũng như các metyl glicozit, các ete hoàn toàn của các monozơ bị thủy phân trong môi trường axit ở
axetal C1.

Metyl - β-2,3,4,6-tetra-o-metyl
D-glucopiranozit

2,3,4,6-tetra-O-metyl-β-D-glucopiranozơ

2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucopiranozơ
Chú ý: Phản ứng tạo thành metyl ete được sử dụng để xác định dạng vòng (5 hoặc 6 cạnh) của
monosaccarit thông qua việc xác định dạng vòng của metyl glicozit đã được ete hoá hoàn toàn.
�Phản ứng tạo thành axetal vòng và xetal vòng
Tương tự 1,2-điol hoặc 1,3-điol, những nhóm -OH của monosaccarit nằm ở vị trí cis phản ứng với anđehit
(thường dùng C6H5CHO) hoặc xeton (thường dùng là CH3COCH3) tạo thành hợp chất axetal hoặc xetal
vòng. Thí dụ:

Các phản ứng tạo axetal vòng và axetal vòng được dùng để bảo vệ các cặp nhóm -OH khi chuyển hoá
monosaccarit.
• Phản ứng với Cu(OH)2 tạo thành hợp chất phức
Tương tự poliancol, ở nhiệt độ phòng các monosaccarit phản ứng với Cu(OH) 2 trong môi trường kiềm
cho dung dịch hợp chất phức màu xanh lam.
C6 H12 O6  Cu(OH) 2 �  C6 H11O6  2 Cu  2H 2O
glucozơ

phức đồng (II)-glucozơ
Trang 8

b) Phản ứng của nhóm cacbonyl
�Phản ứng khử
Khi khử hóa, các monozơ cho poliancol tương ứng. Tác nhân khử thường dùng là H2 với xúc tác Ni, natribo hiđrua NaBH4, Na(Hg) (pH = 3 � 5).
Thí dụ:

• Phản ứng oxi hoá
- Tác dụng với thuốc thử Tollens:
t
CH 2OH  [CHOH]4  CHO  2 �
Ag  NH 3  2 �
OH ��
�
�
�
0

D-glucozơ
CH 2OH  [CHOH]4  COONH 4  3NH3  2Ag �H 2O
amoni-D-gluconat
- Tác dụng với thuốc thử Felinh:
0

t
CH 2OH  [CHOH]4  CHO  2Cu(OH) 2  NaOH ��
�

D-glucozơ
CH 2OH  [CHOH]4  COONa  Cu 2O �2H 2O

natri D-gluconat
(đỏ gạch)
Các xetozơ, thí dụ D-fructozơ, mặc dù không có nhóm chức anđehit trong phân tử nhưng vẫn tham gia
phản ứng khử Ag+ và Cu2+ vì hai phản ứng trên đều tiến hành trong môi trường kiềm, các monozơ đã có
sự đồng phân hóa qua dạng enđiol. Đó là sự đồng phân hóa giữa các anđozơ với nhau, giữa các xetozơ
với nhau và đồng phân hóa giữa anđozơ và xetozơ qua dạng enđiol:

D-fructozơ
Trang 9


D-glucozơ
(Dạng enđiol)
D-mannozơ
- Tác dụng với nước brom: Các anđozơ dễ bị oxi hoá (so với các xetozơ) bởi nước brom tạo thành axit
anđoic. Thí dụ:
CH 2OH  [CHOH]4  CHO  Br2  H 2O �
D-glucozơ
CH 2OH  [CHOH]4  COOH  2HBr
axit D-gluconic
Trong môi trường axit, các axit anđonic dễ dàng chuyển hoá thành lacton (vòng 5 cạnh hoặc 6 cạnh, chủ
yếu là vòng 6 cạnh).

γ-D gluconolacton
Khi chế hoá axit anđonic với piriđin thu được axit anđonic epime là đồng phân cấu hình ở C 2 của nó, từ
đây có thể lacton hoá rồi khử thu được anđozơ mới là epime của anđozơ ban đầu.
Thí dụ:

D-Glucozơ

D-Mannozơ
Phản ứng không xảy ra đối với các xetozơ vì nước brom có môi trường axit không gây ra sự đồng phân
hóa như kiềm.
Trang 10


- Tác dụng với axit nitric HNO3: Khi oxi hoá anđozơ bởi HNO3, cả nhóm chức anđehit và nhóm –CH2OH cùng bị oxi hoá tạo thành điaxit (axit polihiđroxiđicacboxylic gọi tên chung là axit saccaric hay
anđaric hoặc axit glicaric).
Sau đó chúng có thể chuyển thành lacton hay đilacton.
Thí dụ:

Đilacton
- Tác dụng với axit peiođic, HIO4: Khi oxi hóa bằng HIO4, giống như các hợp chất 1,2-điol hay 1,2hiđroxicacbonyl, các monozơ bị gãy mạch cho sản phẩm là anđehit và axit cacboxylic có mạch ngắn hơn.

Thí dụ:

Các metyl glicozit bị oxi hóa bởi HIO 4:

• Phản ứng tạo thành phenylosazon
Các anđozơ có nhóm -CH(OH) CHO khi tác dụng với phenylhiđrazin, đầu tiên tạo thành phenylhiđrazon
của anđozơ HOCH 2 [CHOH]n CH  NNHC 6H 5 . Khi có dư phenylhiđrazin, nhóm -CHOH- ở C 2 bị oxi
hoá tạo thành C = O, nhóm CO này tiếp tục phản ứng với phenylhiđrazin cho sản phẩm cuối cùng là
phenylosazon (viết gọn là osazon).

Anđozơ

Trang 11


�

CH=N-NHC6 H 5
C=N-NHC6 H 5

 CHOH  n
CH 2 OH
Osazon
Phản ứng trên dừng lại ở giai đoạn tạo osazon, tức là một bis (phenylhiđrazon), mà không tiếp diễn với
các nhóm -CHOH- tiếp theo vì osazon là sản phẩm bền do tạo liên kết hiđro nội phân tử. Các xetozơ cũng
tạo osazon:
CH  N  NHC6 H 5
CH 2OH
C  N  NHC6 H 5
CO
3C6 H5 NHNH 2
������ [CHOH]n
 CHOH  n  CNH6H35 NH2
 H2O
CH 2OH
CH 2OH
Osazon
Sự tạo thành osazon chỉ liên quan đến cacbon số 1 và cacbon số 2 của monozơ, vì vậy các antozơ và
xetozơ có cấu hình cacbon số 3 trở đi giống nhau sẽ cho cùng một osazon.
Thí dụ: D-glucozơ, D-mannozơ và D-fructozơ cho một osazon.

c) Các phản ứng liên quan đến mạch cacbon
• Phản ứng nối dài mạch cacbon: Phương pháp Kiliani - Fisơ
Trang 12

Tương tự như anđehit, anđozơ tác dụng với HCN tạo thành hai đồng phân xianohiđrin, sau đó qua một
dãy chuyển hoá thu được hai anđozơ tăng thêm một nguyên tử cacbon trong phân tử.
Thí dụ từ D-arabinozơ (anđopentozơ) tổng hợp được D-glucozơ và D-mannozơ (anđohexozơ) theo sơ đồ
ở hình sau:

• Các phản ứng giảm mạch cacbon
- Thoái phân Ruff
Trang 13


Trước hết oxi hoá anđozơ thành axit anđonic bằng nước brom, sau đó oxi hoá muối canxi của axit
anđonic bằng H2O2 có mặt sắt (III) axetat thu được -xetoaxit, axit này dễ bị đề cacboxyl hoá tạo thành
anđozơ có ít hơn một nguyên tử cacbon so với anđozơ ban đầu. Thí dụ: Bằng phương pháp Ruff có thể
chuyển D-glucozơ hoặc D-mannozơ thành D-arabinozơ.

- Thoái phân Wohl
Là phương pháp thoại phân mạch cacbon cho anđozơ. Lấy anđozơ tác dụng với NH 2OH, sau đó phản ứng
với anhiđrit axetic. Khi thủy phân giải phóng trở lại các nhóm -OH, còn nhóm -CN bị phân cắt thành
nhóm anđehit giảm đi một nguyên tử cacbon. Thí dụ các phản ứng cắt ngắn mạch cacbon để chuyển
D-glucozơ thành D-arabinozơ.

-Thoái phân amit của axit anđonic
Amit của axit antonic bị mất 1 cacbon nhờ phản ứng với axit HClO. Thí dụ

Trang 14


II. OLIGOSACCARIT
1. Phân tử saccarozơ gồm một gốc
�-D-glucopiranozơ và một gốc �-D-fructofuranozơ liên kết với nhau nhờ liên kết α -1,2-glicozit.

Tên gọi: α-D-glucopiranozyl-β-D-fructofuranozit
hay β-D-fructofuranozyl-α-D-glucopiranozit
Do không còn nhóm -OH hemiaxetal nên phân tử saccarozơ không còn khả năng mở vòng, do đó
saccarozơ là đisaccarit không có tính khử, không tạo ra osazon, không quay hỗ biến. Saccarozơ chỉ có
tính chất của poliancol và dễ bị thủy phân trong môi trường axit hoặc nhờ xúc tác enzim. Enzim dùng để
thuỷ phân saccarozơ có thể là -glucoziđaza (như mantaza) hoặc -fructoziđaza (như invertaza).


H
C12 H 22 O11  H2 O ����
� D-glucozơ + D-fructozơ
hoacenzim

2. Phân tử mantozơ gồm hai gốc D-glucopiranozơ liên kết với nhau nhờ liên kết α-1,4-glicozit.

Cấu dạng:

Trang 15


Tên gọi: 4-0-(α-D-glucopiranozyl)-D-glucopiranozơ
Hay: α-D-glucopiranozyl-(14)-D-glucopiranozơ
Gốc glucozơ thứ 2 còn nhóm -OH hemiaxetal tự do nên có khả năng mở vòng tạo ra nhóm anđehit nên
mantozơ là một đisaccarit có tính khử. Mantozơ phản ứng với dung dịch Fehlinh và Tollens,
phenylhiđrazin tạo osazon C12H20O9

  NNHC6 H5  2

và bị oxi hóa bởi nước brom thành axit

monocacboxylic, axit mantobionic,  C11H 21O10  COOH .
Trong dung dịch nước mantozơ tồn tại đồng thời hai dạng đồng phân: α-mantozơ và β-mantozơ, hai đồng
phân này chuyển hoá lẫn nhau theo một cân bằng.
Thuỷ phân mantozơ (chất xúc tác là axit hoặc enzim -glucoziđaza) sinh ra 2 phân tử α- glucozơ:


H hay enzim
C12 H 22 O11  H 2 O ����
�
� 2C6 H12O6

3. Xenlobiozơ có cấu trúc tương tự mantozơ, chỉ khác ở chỗ hai gốc D-glucopiranozơ
liên kết với nhau nhờ liên kết β-1,4-glicozit.

Cấu dạng:

Tên gọi: 4-O-(β-D-glucopiranozyl)-D-glucopiranozơ
Hay: β-D-glucopiranozyl –(1→4) - D-glucopiranozo
Tương tự mantozơ, xenlobiozơ cũng có công thức phân tử C 12H22O11, là đường khử, tạo được osazon, tồn
tại dưới hai dạng đồng phân anome α và β, cho hiện tượng quay hỗ biến giữa hai dạng đồng phân đó.
Thủy phân cho hai phân tử D-glucozơ. Xenlobiozơ bị thủy phân bằng enzim emulsin mà không phải
enzim mantaza như đối với mantozơ vì enzim emusin chỉ phân cắt liên kết β-glicozit.
4. Lactozơ hay đường sữa cũng là một đisaccarit có tính khử, gồm một gốc β-D-glactopiranozơ và một
gốc (hoặc β-D-glucopiranozơ liên kết với nhau nhờ liên kết β-1,4-glicozit.

Trang 16


Cấu dạng:

Tên gọi: 4-O-(β-D-galactopiranozyl)-D-glucopiranozơ
Hay: β-D-galatopiranozyl - (1→4) -D-glucopiranozơ
Thuỷ phân lactozơ (nhờ xúc tác axit hoặc enzim β-galactoziđaza) cho hỗn hợp D-galactozơ và Dglucozơ.
Chú ý:
- Tương tự như monosaccarit, ở nhiệt độ phòng các nhóm hiđroxyl của oligosaccarit phản ứng với
Cu(OH)2 trong môi trường kiềm cho dung dịch hợp chất phức màu xanh lam.
- Các nhóm hiđroxyl của oligosaccarit cũng được ete hoá, hoặc este hoá. Thí dụ:

Những oligosaccarit còn nhóm hylđroxyl hemiaxetal như mantozơ, lactozơ, ... đều có khả năng mở
vòng tạo ra nhóm anđehit, vì vậy chúng đều tham gia các phản ứng sau:
•Phản ứng oxi hoá.
Tương tự monosascarit, các oligosaccarit có tính khử đều tham gia phản ứng tráng bạc, khử ion Cu 2+
trong môi trường kiềm hoặc khử thuốc thử Fehling, nước brom,.... Thí dụ:

Trang 17


• Phản ứng tạo thành pheylosazon
Tương tự monosaccarit, các oligosaccarit còn nhóm hiđroxyl hemiaxetal đều có khả năng phản ứng với
lượng dư phenylhiđrazin, tạo thành phenylosazon. Thí dụ:

III. POLISACCARIT
1. TINH BỘT
a) Tính chất vật lí và trạng thái thái tự nhiên
Tinh bột là chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước nguội. Trong nước nóng từ 65 0C trở
lên, tinh bột chuyển thành dung dịch keo nhớt, gọi là hồ tinh bột.
Tinh bột có rất nhiều trong các loại hạt (gạo, mì, ngô,...), củ (khoai, sắn, ...) và quả (táo, chuối,...). Hàm
lượng tinh bột trong gạo khoảng 80%, trong ngô khoảng 70%, trong củ tây tươi khoảng 20%.
b) Cấu trúc của tinh bột

Tinh bột là hỗn hợp của hai polisaccarit: Amilozơ và amilopectin. Cả hai đều có công thức phân tử là
(C6H10O5)n trong đó C6H10O5 là gốc α-glucozơ.
Amilozơ chiếm từ 20-30% khối lượng tinh bột. Trong phân tử amilozơ các gốc α-D-glucopiranozơ nối
với nhau bởi liên kết α-1,4-glicozit tạo thành chuỗi dài không phân nhánh.

Trang 18


Liên kết α – 1, 4 – glicozit
hay

Amilopectin chiếm khoảng 70-80% khối lượng tinh bột. Amilopectin có cấu tạo phân nhánh. Cứ khoảng
20-30 mắt xích α-D-glucopiranozơ nối với nhau bởi liên kết α-1,4-glicozit thì tạo thành một chuỗi. Do có
thêm liên kết C1 của chuỗi này với C6 của chuỗi kia qua nguyên tử O (gọi là liên kết α -1,6-glicozit) nên
chuỗi bị phân nhánh.

c) Tính chất hoá học
• Phản ứng thủy phân
- Thủy phân nhờ xúc tác axit
Khi đun nóng tinh bột với dung dịch axit vô cơ loãng (H 2SO4 loãng, HCl,...) tinh bột bị thủy phân cho sản
phẩm cuối cùng là glucozơ.
H
� nC6 H12 O6
 C6 H10O5  n  nH 2O ��


tinh bột

D-glucozơ

- Thủy phân nhờ enzim
Phản ứng thủy phân tinh bột xảy ra nhờ một số enzim. Tinh bột bị thủy phân thành đextrin (C 6H10O5)

 x  n

x

rồi thành mantozơ nhờ enzim α và β-amilaza (có trong nước bọt và trong mầm lúa). Mantozơ bị

thủy phân thành glucozơ nhờ enzim mantaza:
H2 O
H2O
H2O
� Mantozơ ����
� Đextrin ����
Tinh bột ����
D- glucozơ
 amilaza
 amilaza
mantaza

 Phản ứng màu với iot
Khi nhỏ một giọt dung dịch iot vào hồ tinh bột thấy xuất hiện màu xanh đặc trưng, khi đun nóng màu này
biến mất, để nguội lại tái hiện như cũ.
d) Sự tạo thành tinh bột trong cây xanh
Tinh bột được tạo thành trong cây xanh từ khí cacbonic, nước và nhờ ánh sáng mặt trời. Khí cacbonic
được lá cây hấp thụ từ không khí, nước được rễ cây hấp thụ từ đất. Chất diệp lục (clorophin) hấp thụ năng
lượng của ánh sáng mặt trời. Quá trình tạo thành tinh bột như vậy gọi là quá trình quang hợp. Quá trình
này xảy ra phức tạp qua nhiều giai đoạn, trong đó có giai đoạn tạo thành glucozơ, có thể viết phương trình
hóa học đơn giản như sau:

Trang 19


6nCO2  5nH 2 O

anh sang
����
�  C6 H10 O5  n  6nO2
clorophin

2. XENLULOZƠ
a) Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên
Xenlulozơ là chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước ngay cả khi đun
nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường như ete, benzen, ...
Xenlulozơ là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật, là bộ khung của cây cối. Xenlulozơ có
nhiều trong bông (95-98%), đay, gai, tre, nứa (50-80%), gỗ (40-50%).
b) Cấu trúc phân tử
Xenlulozơ là một polime hợp thành từ các mắt xích D- β-glucozơ nối với nhau bởi các liên kết β-1,4glicozit, phân tử xenlulozơ không phân nhánh, không xoắn.

Mỗi mắt xích C6H10O5 có 3 nhóm OH tự do, nên có thể viết công thức cấu tạo của xenlulozơ là
[C6H7O2(OH)3] n
c) Tính chất hoá học
Tương tự tinh bột, xenlulozơ không có tính khử, khi thuỷ phân xenlulozơ đến cùng thì thu được glucozơ.
Mỗi mắt xích C6H10O5 có 3 nhóm OH tự do nên xenlulozơ có tính chất của ancol đa chức.
• Phản ứng thủy phân
Xenlulozơ bị thủy phân trong dung dịch axit đun nóng tạo ra D - glucozơ.
H SO loang.t
� nC6 H12 O 6
 C6 H10O5  n  nH 2O �����
2

4

0

D-glucozơ
Phản ứng thủy phân cũng xảy ra ở trong cơ thể động vật nhai lại (trâu, bò,...) nhờ enzim xenlulaza.
• Phản ứng của ancol đa chức
- Phản ứng với HNO3 đặc có H2SO4 đặc làm xúc tác, đun nóng.
H 2SO4 �
�
c
��
� C6 H7 O2 (OH)2 ONO2  n  3nH2 O
 C6 H7 O2 (OH)3  n  3nHONO2 ��
t0
xenlulozơ trinitrat
Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng.
- Phản ứng với anhiđrit axetic  CH 3CO  2 O
C6 H7 O2  OCOCH3  3 �
 3nCH3COOH
 C6 H7 O2 (OH)3  n  3n  CH3CO  2 O � �
�
�
n
xenlulozơ triaxetat
Xenlulozơ triaxetat là một loại chất dẻo dễ kéo thành sợi, được dùng làm tơ axetat.
- Phản ứng với dung dịch NaOH đặc và CS2:

Chế hoá "xenlulozơ kiềm" với CS2 thu được xenlulozơ xangtogenat:

Trang 20


Khác với xenlulozơ, xenlulozơ xangtogenat tan được trong dung dịch NaOH loãng tạo thành dung dịch
rất nhớt (từ đó có tên "visco”). Thuỷ phân xenlulozơ xangtogenạt bằng dung dịch H 2SO4 thu được
xenlulozơ hiđrat:

Xenlulozơ hiđrat có công thức hoá học tương tự xenlulozơ nhưng mạch phân tử ngắn hơn, độ bền hoá học
kém hơn, háo nước hơn. Công nghiệp dệt đã sử dụng xenlulozơ hiđrat để sản xuất tơ hoá học gọi là tơ
visco.
- Phản ứng với dung dịch phức đồng (II) amoniac.
Xenlulozơ phản ứng với dung dịch [Cu(NH 3)4](OH)2 gọi là nước Svayde cho dung dịch nhớt do tạo thành
hợp chất phức giữa xenlulozơ với ion đồng. Khi bị thuỷ phân hợp chất phức chuyển thành xenlulozơ
hiđrat dùng để sản xuất tơ hoá học (tơ đồng - amoniac).
IV. SƠ LƯỢC VỀ MỘT SỐ POLISACCARIT KHÁC
1. Một số homopolisaccarit
a) Đextran
Đextran là homopolisaccarit có cấu tạo phân nhánh, gồm các gốc α-D-glucopiranoza liên kết với nhau
nhờ liên kết α-1,6-glicozit (ở đoạn mạch không phân nhánh) và liên kết α-1,3-glicozit hoặc α-1,4-glicozit
(ở mạch nhánh). Phân tử khối của đextran rất lớn. Đextran được tổng hợp nhờ một số vi sinh vật. Có thể
dùng đextran để thay thế huyết tương. Đextran sunfat có khả năng chống đông máu và cũng có thể dùng
để thay heparin khi truyền máu.
b) Xilan
Xilan là homopolisaccarit có trong gỗ cùng với xenlulozơ, đặc biệt có nhiều trong lõi ngô và một số sản
phẩm nông nghiệp khác. Tuỳ theo nguồn gốc nguyên liệu tách ra chúng mà xilan có cấu tạo khác nhau.
Thí dụ mạch chính của xilan tách ra từ rơm, rạ gồm các gốc β-D-xilopiranozơ (pentozơ) nối với nhau nhờ
các liên kết β-1,4-glicozit.
c) Chitin
Chitin là homopolisaccarit gồm các gốc N-axetylglucozamin liên kết β-1,4-glicozit:

Có thể xem chitin là dẫn xuất của xenlulozơ, trong đó nhóm OH ở C 2 được thay thế bằng các nhóm
axetylamino -NHCOCH3.
Chitin có phổ biến ở lớp vỏ cứng của một số động vật không xương sống như tôm, cua.... Khi thuỷ phân
chitin trong dung dịch kiềm thu được chitosan (các nhóm -NHCOCH 3 chuyển thành các nhóm -NH2) có
Trang 21


nhiều ứng dụng trong thực tiễn. Trong công nghiệp thực phẩm và nông nghiệp, chitosan được dùng làm
chất bảo quản tươi sống và rau quả tươi, điều hoà sinh trưởng thực vật; trong y học chitosan và một số
dẫn xuất của nó được dùng làm thuốc chữa bỏng, thuốc chống đông máu.
2. Một số heteropolisaccarit
a) Pectin
Pectin là heteropolisaccarit có thành phần cùi trắng của quả cam, chanh, quýt, bưởi và một số loài rong
tảo. Phân tử pectin được cấu tạo bởi các gốc axit α-D-galacturonic nhờ các liên kết ở α-1,4-glicozit:

Một số nhóm cacboxyl ở dạng metyl este; các nhóm hiđroxyl tạo ra cầu nối với các mạch bên cạnh phân
nhánh được cấu tạo từ D-galactozơ, D-xilozơ, L-arabinozơ và L-ramnozơ. Pectin được dùng trong công
nghiệp bánh kẹo và đồ hộp.
b) Aga - Aga
Aga - aga (hay thạch) có trong một số loài rong biển (rau câu). Aga - aga chứa hai cấu tử chính là agarozơ
(khoảng 70%) và agaropectin.
Agarozơ do β-D-galactopiranozơ và 3,6-anhiđro-α-L-galactopiranozơ nối với nhau một cách luân phiên
bằng liên kết β-1,4 và β-1,3:

Trong phân tử agarozơ có một số ít nhóm –OSO 3H, OCH3, ... tạo nên một cấu trúc hoàn toàn đồng nhất.
Agaropectin được cấu tạo bởi các gốc D-galactopiranozơ chứa 1-2 nhóm sunfonic Ở các vị trí 2 và 6. Các
gốc này nối với nhau bằng liên kết 1,4:

d) Heparin

Heparin có trong máu, gan, phổi, cơ, ...Phân tử heparin được cấu tạo luân phiên bởi các gốc α-Dglucozamin và axit β-D-glucuronic (hoặc axit α-L-iđuronic) nhờ các liên kết α-1,4-glicozit và β-1,4glicozit; các nhóm -NH2 và OH ở C2 và C6 của glucozamin và C2 của axit iluronironic được sunfat hoá.

Trang 22


Heparin có phân tử khối rất lớn và nó có tác dụng chống đông máu.

B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP
1. Xác định vị trí liên kết giữa các monosaccarit
Phương pháp: Metyl hóa nhóm OH bằng CH3I/Ag2O hoặc DMS/OH-.
2. Xác định kích thước vòng
Phương pháp:
a) Xác định kích thước vòng của monosaccarit
Sử dụng HIO4 hay NaIO4 xảy ra phân cắt ở 2C có 2 nhóm OH hay có OH và CHO nằm cạnh nhau.
> CHOH và -CHO → COOH
- CH2OH → CHO còn > CO → CO2
b) Xác định kích thước vòng của glycozit
- HIO4 cắt -CHOH-CHOH- Br2 + H2O oxi hoá CHO thành COOH
- H3O+ thuỷ phân liên kết bán axetal
Vòng pyranozit: Cho hỗn hợp các axit glyoxylic và axit glyxeric
Vòng furanozi: Cho hỗn hợp các axit glyoxylic và axit glycolic
3. Xác định vị trí đóng vòng
Phương pháp: Thực hiện các bước chuyển hoá sau:
1) CH3OH/HCl; 2) DMS/OH- hay CH3I/Ag2O;
3) H3O+; 4) HNO3 (hoặc axit cromic axit)
Pyranozit: Vị trí C1-C5 � axit 2,3,4-trimetoxiglutaric (có thể có axit 2,3-đimetoxisucxinic)
Furanozit: Vị trí C2-C5 � axit 2,3-đimetoxisuccinic (có thể có axit metoximalonic và một lượng nhỏ axit
đimetoxiglyxeric) MeOCH2CHOH-COOH.
4. Chuyển hoá giữa các monosaccarit
Phương pháp:

a) Chuyển hóa giữa các monosaccarit có cùng số nguyên tử cacbon
Anđozơ → anđozơ; Anđozơ → xetozơ; Xetozơ →anđozơ
b) Đồng phân hóa
- Trong môi trường kiềm, qua bước tạo thành enđiol
Anđozơ → xetozơ; Xetozơ → 2 epime anđozơ
- Qua bước tạo thành ozon
Anđozơ → xetozơ
- Qua bước tạo thành axit anđonic, tiếp theo đồng phân hóa trong pyridin (tách A ra dưới dạng lacton, sau
đó khử với Na/Hg, pH=3-5; có thể dùng NaBH4).
Anđozơ →2 epime anđoza
c) Chuyển hóa thành các monosaccarit có số nguyên tử cacbon tăng hoặc giảm
Hexozơ→heptozơ; Hexozơ→ pentozơ,...
• Tăng mạch cacbon (tạo ra cặp đồng phân C2-epime)
- Phương pháp xyanohidrin (Kiliani-Fisher)
1) HCN; 2) H3O+; 3) Khử lacton với Na/Hg.
- Phương pháp nitrometan
1) CH2NO2 Na; 2) Phản ứng Nef (nhờ dung dịch bazơ)
Trang 23


• Cắt mạch cacbon (mất 1C*)
- Phương pháp Ruff

2
3
1) [O]; 2)Ca , H 2O 2 / Fe ;3  CO 2

- Phương pháp Wohl
1) NH2OH; 2) (AcO2)O chuyển thành hợp chất nitrin; 3) Ag2O/NH3 loại HCN;
- Phương pháp thoái biến amit

1) Chuyển thành amit của axit anđonic; 2) HOCl/Na2CO3;
3) Loại nhóm HN = C = O (có thể viết qua bước loại CO2 thành amin bậc 1, sau đó loại tiếp NH3).
Ví dụ 1: a) Cho biết cấu tạo các chất trong sơ đồ chuyển hóa dưới đây:
H 2 O2 /Fe III 
Br2 /H 2O
CaCO3
Anđohexozơ ����
� E ���
� F �����
�G
b) Cấu trúc mạch thay đổi như thế nào ?
c) Phương pháp này có tên gọi là gì ?
d) Cho kết luận về khả năng hình thành đồng phân epime.
Giải
a) E là axit anđonic,
F là muối canxi của nó [HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-COO] 2Ca,
G là một anđopentozơ HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHO.
b) Mạch cacbon giảm bớt một nguyên tử cacbon.
c) Phương pháp oxi hóa và đecacboxylat hóa này có tên gọi là thoái phân Ruff.
d) Trong quá trình chuyển hóa chỉ có nhóm α-CHOH bị oxi hóa thành nhóm -CH=O, còn các nguyên tử
cacbon bất đối khác không tham gia nên không có sự thay đổi cấu hình nào. Như vậy không thể có đồng
phân epime hình thành.
Ví dụ 2:
a) Cho biết cấu tạo các chất trong sơ đồ chuyển hóa dưới đây:
NH 2 OH/baz�
Ac 2 /AcONa
MeONa /MeOH
� H �����
I ���
� J �����

Anđohexozơ �����
�K
 AcOH
b) Giải thích bước cuối cùng.
c) Cấu trúc mạch thay đổi như thế nào?
d) Phương pháp này có tên gọi là gì?
e) Cho kết luận về khả năng hình thành đồng phân epime.
Giải
a) H là một oxim HOCH2-(CHOH)4-CH=NOH,
I là một oxim đã bị axetyl hóa hoàn toàn AcCH2-(CHOAc)4-CH=NOAc,
J là sản phẩm của I tách bớt một HOAc: AcCH2-(CHOAc)4-CN,
K là một anđopentozơ HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHO.
b) Bước này xảy ra sự chuyển este, axetyl trong J chuyển thành metyl axetat và giải phóng các nhóm
-OH, tiếp sau đó là quá trình tách HCN.
c) Mạch cacbon giảm bớt một nguyên tử cacbon.
d) Thoái phân Wohl.
e) Trong quá trình chuyển hóa chỉ có nhóm α-CHOH bị oxi hóa thành nhóm-CH=O, còn các nguyên tử
cacbon bất đối khác không tham gia nên không có sự thay đổi cấu hình nào. Như vậy không thể có đồng
phân epime hình thành.
Ví dụ 3: Tiến hành thoái phân Ruff một anđohexozơ hai lần tạo ra một anđotetrozơ, oxi hóa ankotetrozơ
bằng HNO3 tạo thành axit meso-tartaric. Anđohexozơ ban đầu thuộc dãy D hay L?
Giải
4
5
Cấu hình của các nguyên tử C và C của anđehexozơ được giữ nguyên trong anđotetrozơ. Vì sản phẩm
sinh ra là axit meso-tartaric nên hai nhóm -OH trên các nguyên tử C này phải cùng phía.
Trang 24


Như vậy có hai trường hợp có thể xảy ra.

Nếu chúng cùng ở phía phải thì anđehexozơ có cấu hình D, còn nếu chúng cùng ở phía trái thì
anđohexozơ có cấu hình L:

Ví dụ 4: Xác định cấu tạo của D-arabinozơ, biết antozơ này thu được từ phản ứng thoái phân Ruff của Dmannozơ (một đồng phân C2-epime của glucozơ).
Giải
Cấu tạo của D-arabinozơ:

Ví dụ 5: Các anđopentozơ là D-xilozơ và D-lixozơ tạo osazon giống nhau và khi bị oxi hóa thì tương ứng
tạo một đồng phân meso và một đồng phân hoạt động quang học của axit anđaric. Viết công thức cấu tạo
của chúng.
Giải
2
Chúng là đồng phân C -epime.
Xilozơ tạo axit meso anđaric do có đối xứng cấu hình ở C 2 , C3 và C4 .

Ví dụ 6: Viết công thức cấu tạo cho hai vòng lacton sáu cạnh hình thành từ axitglucaric (axit anđaric của
glucozơ). Khử các lacton này tạo thành axit antonic, các lacton sáu cạnh của axit anđonic được xử lý với
Na/Hg và CO2 tạo thành anđohexozơ. Viết cấu tạo của mỗi anđohexozơ tạo thành và cho biết cấu hình
của chúng thuộc dãy D hay L.
Giải
Trang 25