TINH BỘT VÀ CELLULOSE

TINH BỘT (C₆H₁₀O₅ )n, M=162n

Trạng thái tn,tcvl

• Tinh bột là chất rắn, màu trắng, vô định hình.

• Tinh bột ít tan trong nước lạnh, trong nước nóng, tinh bột bị trương lên, tan được tạo thành chất keo, nhớt, gọi là hồ tinh bột.

• Tinh bột có nhiều trong gạo, ngô, khoai, sắn, lúa mì, mạch, chuối xanh...

ứng dụng

Là lương thực cơ bản cho con người, là nguyên liệu làm bánh, sản xuất mì sợi, mạch nha, glucose, ethanol, chất kết dính trong công nghiệp giấy, dệt may...

cấu tạo gồm 2 phần

Amylose:

• Chiếm tỉ lệ nhỏ (20 - 30%), có cấu trúc không phân nhánh, xoắn lại.

• Do các đơn vị $\alpha$-glucose liên kết với nhau bằng liên kết alpha-1,4-glycoside

Amylopectin:

• Chiếm tỉ lệ lớn (70 - 80%), cấu trúc phân nhánh.

• Do các đơn vị alpha-glucose liên kết với nhau bằng 2 loại liên kết: liên kết alpha-1,4-glycoside và liên kết alpha-1,6-glycoside.

về cấu tạo

Tinh bột có cấu trúc phân nhánh nên không thể kéo dài thành sợi

tính chất hóa học

Phản ứng thủy phân (môi trường acid)

Môi trường acid:

(C₆H₁₀O₅ )n + nH₂O —> (H⁺ , t độ) nC₆H₁₂O₆ (glucose)

Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể người

tinh bột —>( alphal-amylase) dextrin—> ( beta-amylase,maltase) maltose—> ( maltase) glucose—> tích lũy glycogen ( ở gan, tinh bột động vật)

Phản ứng với Iodine (I₂)

• Tinh bột + I₂ (ở nhiệt độ thường) —> Hợp chất màu xanh tím.

• Đun nóng → Mất màu xanh tím. Để nguội →Màu xanh tím xuất hiện trở lại.

giải thích

• Ở nhiệt độ thường, tinh bột có dạng xoắn tạo thành các lỗ rỗng hấp phụ I₂ tạo sản phẩm có màu xanh tím.

• Nhiệt độ cao, phân tử tinh bột duỗi ra, giải phóng I₂ (bay hơi) → mất màu xanh tím.

• Để nguội, tinh bột co lại thành các lỗ rỗng và hấp phụ I₂ (ngưng tụ) → tái xuất hiện màu xanh tím.

Phản ứng quang hợp

6nCO₂ +5nH₂O —^{as,chlorophyll}—> (C₆H₁₀O₅ )n + 6nO₂

Phản ứng quang hợp là phản ứng thu nhiệt

CENLLULOSE (C₆H₁₀O₅ )n

Hệ số n của cellulose thường lớn hơn của tinh bột; Cellulose và tinh bột không phải đồng phân của nhau

Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lý

• Cellulose là chất rắn, màu trắng, dạng sợi, không tan trong nước và các dung môi thông thường (kể cả khi đun nóng).

• Cellulose tạo nên màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối.

• Có nhiều nhất trong bông (90%), đay, gai, cói, gỗ (khoảng 50%), cỏ, rơm, rạ...

Ứng dụng

Dùng làm vật liệu xây dựng, sản xuất giấy, thuốc súng không khói, glucose, ethanol, tơ nhân tạo (tơ visco, tơ acetate)...

cấu tạo

• Do các đơn vị beta-glucose liên kết với nhau bằng liên kết beta-1,4-glycoside.

• Cellulose có cấu trúc không phân nhánh dạng chuỗi dài → có thể kéo dài thành sợi.

Tính chất hóa học và phương trình

Mỗi đơn vị glucose của Cellulose có 3 nhóm -OH tự do nên có thể viết gọn công thức của Cellulose thành [ C₆H₇O₂(OH)₃]n

Phản ứng với HNO₃đặc (xúc tác H2SO4 đặc) →ứng dụng làm thuốc súng không khói

[ C₆H₇O₂(OH)₃]n + 3nHNO₃ —^{H2SO4 đ,t độ}—> [ C₆H₇O₂(ONO₂)₃ ]n + 3nH₂O

Cellulose trinitrate - thuốc súng không khói, M = 297

Cellulose dinitrate

[ C₆H₇O₂(OH)₃]n +2nHNO₃ —^{H2SO4 đ,t độ}— > [C₆H₇O₂(ONO₂)₂ (OH) ]n+2nH₂O

Cellulose mononitrate

[ C₆H₇O₂(OH)₃]n +nHNO₃ —^{H2SO4 đ,t độ}—> [C₆H₇O₂(ONO₂) (OH)₂ ]n +nH₂O

Phản ứng với dung dịch nước Schweizer (phức chất của Cu(OH)2 với NH3 )

Cellulose tan được trong dung dịch nước Schweizer tạo ra dung dịch keo nhớt.

Phản ứng thủy phân (xúc tác acid,t độ)

(C₆H₁₀O₅ )n + nH₂O —> (H⁺ , t độ) nC₆H₁₂O₆ (glucose)

(Chú ý: Cellulose không bị thủy phân trong cơ thể người)

Phản ứng sản xuất tơ visco

$\text{Cellulose} \xrightarrow{CS_2, NaOH} \text{dung dịch có độ nhớt cao (Visco)} \rightarrow \text{tơ Visco}$ Sản xuất tơ acetate (dùng làm phim ảnh)