📌 Carbohydrate

• Là hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có công thức C_n(H₂O)_m.
• Phân loại:
• Monosaccharide: không bị thủy phân (glucose, fructose).
• Disaccharide: thủy phân → 2 monosaccharide (sucrose, maltose).
• Polysaccharide: nhiều đơn vị monosaccharide (tinh bột, cellulose).

📌 Glucose – Cấu tạo mạch hở

• Công thức phân tử: C₆H₁₂O₆
• Là aldose (có nhóm –CHO ở dạng mạch hở).
• Có 5 nhóm –OH → tính chất polyalcohol.
• Có nhóm –CHO → tính chất aldehyde.

📌 Fructose – Cấu tạo mạch hở

• Công thức phân tử: C₆H₁₂O₆
• Là ketose (có nhóm >C=O ở vị trí C2).
• Có 5 nhóm –OH → tính chất polyalcohol.
• Tráng bạc được trong môi trường kiềm.

📌 So sánh Glucose và Fructose

📌 Phản ứng quan trọng

• Tráng bạc:
C₆H₁₂O₆ + 2[Ag(NH₃)₂]OH → C₆H₁₂O₇ + 2Ag↓ + 4NH₃ + H₂O
• Lên men:
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂
• Tạo phức với Cu(OH)₂: dung dịch xanh lam (nhiều –OH kề nhau).

📌 Dạng vòng và mạch hở

• Trong dung dịch, glucose và fructose tồn tại chủ yếu ở dạng vòng.
• Có cân bằng động giữa dạng vòng và dạng mạch hở.

📌 Ứng dụng

• Glucose: y học (truyền dịch, cung cấp năng lượng), công nghiệp thực phẩm, lên men sản xuất ethanol.
• Fructose: công nghiệp thực phẩm (chất tạo ngọt tự nhiên), mật ong, trái cây.

📌 Carbon anomeric (carbon dị thường)

• Định nghĩa: Là nguyên tử carbon carbonyl (–CHO hoặc >C=O) ở dạng mạch hở. Khi đóng vòng, nó liên kết với hai nguyên tử oxy (một O trong vòng, một O của nhóm –OH), trở thành tâm bất đối mới.
• Nhận diện: Carbon số 1 đối với aldose (glucose), carbon số 2 đối với ketose (fructose).
• Vai trò quyết định tính khử: Nếu nhóm –OH tại carbon này còn tự do → đường có tính khử (maltose). Nếu nhóm –OH này tham gia liên kết glycoside → đường mất tính khử (saccharose).
• Vị trí không gian của nhóm –OH (hướng lên α hay xuống β) tạo ra các đồng phân anomer.

🍬 Saccharose

• CTPT: C₁₂H₂₂O₁₁
• Cấu tạo: Glucose + Fructose liên kết với nhau.
• Liên kết glycoside giữa C1 của Glucose và C2 của Fructose.
• ⛔ Cả hai carbon anomer đều tham gia liên kết → không còn nhóm -OH anomeric tự do.
• Không có tính khử → không tráng bạc.
• Có nhiều nhóm –OH → tạo phức với Cu(OH)₂ (dung dịch xanh lam).

🍬 Maltose

• CTPT: C₁₂H₂₂O₁₁
• Cấu tạo: Glucose + Glucose liên kết với nhau.
• Liên kết glycoside giữa C1 của Glucose (1) và C4 của Glucose (2).
• ✅ Một carbon anomer (C1 của Glucose 2) còn tự do → còn nhóm -OH hemiacetal.
• Có tính khử → tráng bạc được.
• Có nhiều nhóm –OH → tạo phức với Cu(OH)₂ (dung dịch xanh lam).

📊 So sánh Saccharose và Maltose

⚗️ Phản ứng thủy phân

• Saccharose:
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆
(Glucose + Fructose)
• Maltose:
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆
(2 Glucose)
• Điều kiện: acid hoặc enzyme thích hợp.

🔬 Cách phân biệt

• Dùng thuốc thử Tollens (tráng bạc):
• Saccharose → không phản ứng.
• Maltose → có phản ứng (tạo Ag↓).

🌿 Liên hệ thực tế

• Saccharose: đường mía, đường ăn hàng ngày.
• Maltose: đường mạch nha, có trong quá trình nảy mầm của hạt.
• Maltose xuất hiện trong quá trình thủy phân tinh bột bởi enzyme amylase.

📌 Polysaccharide

• Tinh bột và cellulose đều là polysaccharide.
• Công thức gần đúng: (C₆H₁₀O₅)ₙ
• Đều là polymer tự nhiên cấu tạo từ glucose.
• Khác nhau về kiểu liên kết giữa các đơn vị glucose.

📌 Tinh bột

• Là polysaccharide dự trữ năng lượng ở thực vật.
• Gồm amylose (mạch không nhánh, α-1,4) và amylopectin (mạch nhánh, α-1,4 và α-1,6).
• Trạng thái: chất rắn trắng, vô định hình, không tan trong nước lạnh.
• Iodine → màu xanh tím đặc trưng (hấp phụ vào cấu trúc xoắn).
• Thủy phân: Tinh bột → Maltose → Glucose

📌 Cellulose

• Là polysaccharide cấu trúc chính của thực vật.
• Cấu tạo từ β-glucose với liên kết β(1→4)-glycoside.
• Mạch thẳng, dài, không phân nhánh.
• Nhiều liên kết hydrogen giữa các mạch → độ bền cơ học cao, dạng sợi.
• Không tan trong nước, không cho màu với iodine.
• Thủy phân (khó hơn tinh bột): Cellulose → Glucose.

📊 So sánh Tinh bột và Cellulose

🔍 Bấm để xem full

Poster tổng hợp — bấm vào ảnh để xem bản đầy đủ, rõ nét

⚗️ Phản ứng thủy phân

• Tinh bột:
(C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O → nC₆H₁₂O₆
• Cellulose:
(C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O → nC₆H₁₂O₆
• Điều kiện: acid hoặc enzyme thích hợp.
• Cellulose thủy phân khó hơn tinh bột chủ yếu do cấu trúc mạch thẳng, độ kết tinh cao và mạng liên kết hydrogen làm enzyme/acid khó tiếp cận.

🔬 Nhận biết và ứng dụng

• Nhận biết tinh bột: Dùng dung dịch iodine → màu xanh tím.
• Cellulose không cho màu đặc trưng với iodine.
• Tinh bột: Thực phẩm, sản xuất glucose, ethanol, hồ dán.
• Cellulose: Sản xuất giấy, sợi, vật liệu, chất xơ.
• Cellulose nitrate → thuốc súng không khói.

🌿 Liên hệ sinh học

• Người: tiêu hóa được tinh bột (enzyme amylase), không tiêu hóa được cellulose (thiếu cellulase).
• Cellulose trong thức ăn đóng vai trò chất xơ.
• Động vật nhai lại (trâu, bò) có vi sinh vật cộng sinh tiết cellulase → tiêu hóa được cellulose.

📌 Phân loại Carbohydrate

• Monosaccharide: Không thủy phân → glucose, fructose.
• Disaccharide: Thủy phân → 2 monosaccharide → saccharose, maltose.
• Polysaccharide: Nhiều monosaccharide → tinh bột, cellulose.

📌 Glucose & Fructose

• Glucose: C₆H₁₂O₆, aldose (–CHO), 5 –OH.
• Fructose: C₆H₁₂O₆, ketose (>C=O), 5 –OH.
• Cả hai đều tạo phức xanh lam với Cu(OH)₂.
• Glucose tráng bạc; fructose có thể tráng bạc trong môi trường kiềm do chuyển hóa qua dạng aldose.
• Lên men: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂.

📌 Saccharose & Maltose

• Cả hai: C₁₂H₂₂O₁₁
• Saccharose: Glucose + Fructose, không có đầu khử → không tráng bạc.
• Maltose: Glucose + Glucose, còn đầu khử → tráng bạc.
• Thủy phân saccharose → glucose + fructose.
• Thủy phân maltose → 2 glucose.

📌 Tinh bột & Cellulose

• Cả hai: (C₆H₁₀O₅)ₙ
• Tinh bột: α-glucose, α-1,4 và α-1,6. Gồm amylose + amylopectin. I₂ → xanh tím.
• Cellulose: β-glucose, β-1,4. Mạch thẳng, nhiều liên kết H. Không màu với I₂.
• Cả hai thủy phân → glucose.

📊 Bảng tổng kết

🔬 Nhận biết

• Tinh bột: I₂ → xanh tím.
• Đường khử: Tollens → Ag↓.
• Saccharose: không tráng bạc.
• Maltose: tráng bạc.
• Glucose: tráng bạc.

📎 Poster tổng hợp toàn chương

2 bản tóm tắt trực quan — bấm vào ảnh để xem bản đầy đủ, rõ nét.

🔍 Bấm để xem full

Sơ đồ tư duy — dạng bản đồ tổng quan, dễ hình dung mối liên hệ

🔍 Bấm để xem full

Bảng tổng hợp — dạng bảng biểu, tiện tra cứu nhanh từng chất