Mục lục bài viết

Glucozơ là gì ? Tính chất của Glucozơ

Glucozơ là gì ? Glucozơ là một loại đường vô cùng thông dụng trong đời sống hàng ngày, là một loại đường đơn (monosaccharide) có công thức hóa học là $C_{6} H_{12} O_{6}$ .

Đường Glucozơ là một carbohydrate quan trọng, là nguồn cung cấp năng lượng chính cho hầu hết các tế bào trong cơ thể sống, đặc biệt là ở người và động vật. Glucozơ có trong nhiều loại thực phẩm và được tìm thấy trong máu của con người và động vật.

Glucozơ hay còn được gọi là dextrose, Glucozo, là chất rắn rất dễ tan trong nước, tinh thể không màu, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía.

Ta có thể thấy Glucozơ ở trong hầu hết các bộ phận của thực vật, đặc biệt là những quả chín. Vì thế, Glucozơ còn được gọi là đường nho.

Trong mật ong, đường Glucozơ chiếm 30% trong tổng thành phần. Trong cơ thể con người và động vật đều có chứa một lượng Glucozơ nhất định.

Glucozo công thức phân tử là gì?

Glucozơ là một hợp chất có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆, phân tử khối là 180. Chúng được xác định dựa trên những kết quả thí nghiệm sau đây:

Glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc và bị oix hóa bởi nước brom để tạo thành axit gluconic. Điều này chứng minh rằng trong Glucozơ có chứa nhóm CH=O.
Glucozơ khi tác dụng với Cu(OH)2 sẽ tạo ra dung dịch có màu xanh lam, điều này chứng minh trong phân tử có nhiều nhóm OH ở vị trí liền kề nhau.
Glucozơ tạo ra este có chứa 5 gốc axit CH3COO, như vậy trong phân tử có chứa 5 nhóm OH
Glucozơ khi được khử hoàn toàn thu được hexan => 6 C và tạo thành mạch không phân nhánh

Từ các thí nghiệm trên ta kết luận, Glucozơ là một hợp chất tạp chức ở dạng mạnh hở phân tử có cấu tạo của một andehit đơn chức và ancol 5 chức.

Công thức cấu tạo như sau: CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH – CH=O, viết gọn là CH₂OH(CHOH)₄CHO. Trên thực tế, chúng tồn tại ở dạng mạch vòng α – glucozơ và β – glucozơ.

Theo các thí nghiệm ở trên thì các chuyên gia kết luận rằng, Glucozơ là một hợp chất tạp chức ở dạng mạnh hở phân tử có cấu tạo của một andehit đơn chức và ancol 5 chức.

Công thức cấu tạo như sau: CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH – CH=O. Trong đó, số thứ tự cacbon được đánh bắt đầu từ nhóm CH=O.

Tính chất vật lý của Glucôzơ

Ngoại quan: Là chất rắn, không màu, có vị ngọt kém đường mía
Tính tan: Tan tốt trong nước, tăng dần theo chiều tăng của nhiệt độ
Glucôzơ có nhiều trong các loại quả nho, mật ong và trong máu của con người

Tính chất hóa học của Glucôzơ

Glucôzơ mang tính chất hóa học đặc trưng của ancol đa chức và andehit thông qua những kết quả thí nghiệm dưới đây.

a, Phản ứng của ancol đa chức

Phản ứng với Cu(OH)₂ ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch xanh lam

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

Phản ứng với anhiđrit axit để tạo este:

C₆H₇O(OH)₅ + 5(CH₃CO)₂O → C₆H₇O(OOCCH₃)₅ + 5CH₃COOH

b, Phản ứng của andehit

Tác dụng với Hydro tạo thành ancol sobitol (sobit):

CH₂OH(CHOH)₄CHO + H₂ → CH₂OH(CHOH)₄CH₂OH (Ni, t⁰)

Glucozơ + AgNO₃/NH₃ tạo thành Ag (phản ứng tráng bạc)

CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → CH₂OH(CHOH)₄COONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃

Phản ứng với Cu(OH)₂ ở nhiệt độ cao:

CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2Cu(OH)₂ + NaOH → CH₂OH(CHOH)₄COONa + Cu₂O + 3H₂O

Phản ứng mất màu dung dịch Brom

CH₂OH(CHOH)₄CHO + Br₂ + H₂O → CH₂OH(CHOH)₄COOH + 2HBr

c, Phản ứng lên men

Glucozơ sẽ bị lên men khi có enzim xúc tác, tạo ra sản phẩm tạo là ancol etylic và khí cacbonic.

C₆H₁₂O₆ (đk: enzim, 30-35 độ C) → 2C₂H₅OH + 2CO₂ ↑

Phương pháp điều chế Glucozơ

Tùy vào nhu cầu sử dụng mà Glucozơ được điều chế với các phương pháp khác nhau. Chúng ta cùng xét hai cách điều chế trong tự nhiên và điều chế trong công nghiệp.

Điều chế trong tự nhiên: Glucozơ được tổng hợp từ cây xanh nhờ quá trình quang hợp. Ngoài ra, nó còn được phân lập từ nho khô.

6CO₂ + 12H₂0 (ánh sáng mặt trời)→ C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂0

Điều chế trong công nghiệp: Glucozơ được thủy phân tinh bột nhờ xúc tác enzim hoặc acid chlohydric (HCl) loãng

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O (nhiệt độ, H+)→ nC₆H₁₂O₆

Vai trò và ứng dụng của glucozơ

Nguồn năng lượng cho cơ thể:
- Glucozơ là nguồn cung cấp năng lượng chính cho tế bào trong quá trình hô hấp tế bào.
- Khi glucozơ bị phân giải qua chu trình đường phân (glycolysis) và chu trình Krebs (chu trình acid citric), nó sẽ tạo ra ATP, dạng năng lượng mà tế bào có thể sử dụng.
Lưu trữ năng lượng:
- Ở người và động vật, glucozơ được lưu trữ dưới dạng glycogen trong gan và cơ. Khi cần, glycogen có thể bị phân giải thành glucozơ để cung cấp năng lượng.
Chức năng trong thực vật:
- Glucozơ là sản phẩm của quá trình quang hợp ở thực vật. Thực vật tổng hợp glucozơ từ CO₂ và H₂O dưới tác động của ánh sáng mặt trời. Sau đó, nó có thể được lưu trữ dưới dạng tinh bột hoặc sử dụng làm nguyên liệu để tạo thành cellulose, cấu trúc chính trong thành tế bào.
Ứng dụng trong y tế:
- Glucozơ được sử dụng làm dịch truyền trong y tế để cung cấp năng lượng nhanh cho bệnh nhân, đặc biệt trong trường hợp người bệnh bị hạ đường huyết hoặc cần bổ sung năng lượng ngay lập tức.
Trong công nghiệp thực phẩm:
- Glucozơ được sử dụng trong sản xuất thực phẩm và đồ uống, đặc biệt trong các sản phẩm bánh kẹo, nước ngọt để tạo ngọt và cung cấp năng lượng nhanh.
- Syrup glucozơ là một dạng dung dịch đường thường được dùng trong chế biến thực phẩm để tạo độ ngọt và kết cấu mong muốn.
Nguyên liệu cho công nghiệp sinh học:
- Glucozơ là nguyên liệu đầu vào trong nhiều quá trình sinh học và công nghiệp, như sản xuất ethanol sinh học (nhiên liệu sinh học) từ quá trình lên men.
- Glucozo là nguồn thức ăn chính cung cấp cho vi sinh vật xử lý nước thải.