Природные полимеры формулы которых

7.3. Природные полимеры

Изучить и усвоить лекцию «Природные полимеры» [Конспект лекций, раздел 7.3].

Цель выполнения задания

Ознакомиться с важнейшими природными полимерами и их ролью в жизни и производственной деятельности человека.

Теоретические сведения

Натуральный каучук – природный непредельный полимер, общая формула – (С₅Н₈)_n; с молекулярной массой от 15 000 до 500 000, содержащейся в млечном соке некоторых тропических деревьев.. Было установлено, что структурная единица натурального каучука – изопреновая группа:

Соединяясь между, такие группы образуют макромолекулу каучука

Крахмал – самый распространенный в природе полисахарид, общая формула: (С₆Н₁₀О₅)_n. Эти полисахариды построены из остатков -D-глюкозы. При гидролизе крахмала (при нагревании в присутствии минеральных кислот или при действии ферментов – амилаз) образуются различные промежуточные продукты, конечным продуктом гидролиза крахмала является -D-глюкоза:

Качественная реакция на крахмал – появление синего окрашивания при добавлении к нему раствора йода.

Целлюлоза (клетчатка) – главная составная часть оболочек растительных клеток, выполняющая функции конструкционного материала.

Целлюлоза представляет собой полисахарид, который состоит из остатков -D-глюкозы (β, D-глюкопиранозы). которые и образуются при её полном гидролизе, общая формула глюкозы [С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n.

Макромолекулярные цепи целлюлозы имеют линейное строение: эти цепи вытянуты и уложены пучками, в которых они удерживаются друг около друга за счет множественных межмолекулярных водородных связей между гидроксильными группами. Линейная структура целлюлозы приводит к образованию таких волокнистых материалов, как хлопок, лен, пенька. Целлюлоза – химически инертное вещество. Однако, под действием высоких температур, в присутствии катализаторов целлюлоза вступает в полимераналогичные превращения.

Целлюлоза используется для получения синтетических волокон. Например, полимер, являющийся основой ацетатного шелка, получают взаимодействием целлюлозы с уксусным ангидридом.

Белки – это природные высокомолекулярные органические вещества, макромолекулы которых построены из огромного числа остатков - аминокислот, соединенных между собой пептидными связями (– СО – NH –)_n. Первичная структура белка определяется последовательностью остатков аминокислот в молекуле.

Из белковых молекул построены наиболее жизненно важные органические молекулы РНК и ДНК. Одна из главных структурных единиц РНК имеет формулу: С₅Н₁₀О₅. РНК и ДНК в живом организме выполняет функцию хранения информации о структуре белков.

В упражнениях укажите правильные ответы.

Упражнение 7.14. Полимерные волокна, образующиеся в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов, называются

1) искусственными 2) синтетическими 3) натуральными 4) химическими

Упражнение 7.15. Мономерным звеном природного каучука является остаток… 1) дивинила 2) акрилонитрила 3) хлоропрена 4) изопрена

Упражнение 7.16. Синтез белков осуществляется в результате реакции___________

1) денатурации 2) поликонденсации 3) сополимеризации 4) полиэтерификации

Упражнение 7.17. При нагревании белков в водных растворах кислот и щелочей происходит их _______ 1) высаливание 2) конденсация 3) гидролиз 4) окисление

Упражнение 7.18. Продуктами гидролиза белков являются ____________________

1) α – глюкоза 2) диамины и двухосновные органические кислоты

3) аммиак и спирты 4) α – аминокислоты

Упражнение 7.19. Формула природного полимера крахмала имеет вид …

Упражнение 7.20. Молекула природного белка построена из остатков…

1) ε-аминокислот 2) β-аминокислот 3) оксикарбоновых кислот 4) α-аминокислот

Упражнение 7.21. Первичная структура белка определяется __________________

1) сульфидными мостиками 2) электростатическим взаимодействием заместителей

3) водородными связями 4)последовательностью остатков аминокислот в молекуле

Упражнение 7.22. При полном гидролизе целлюлозы образуется…

1) β,D-глюкопираноза 2) β,D-фруктофураноза 3) α,D-глюкофураноза 4) β,D-фруктоза

Упражнение 7.23. При полном гидролизе крахмала образуется… 1) α,D-глюкопираноза 2) β,D-глюкопираноза 3) β,D-фруктоза 4) α,D-глюкофураноза

Упражнение 7.24. Природные полимеры крахмал и целлюлоза построены из остатков___________

1) фруктозы 2) глюкозы 3) сахарозы 4) лактозы

Источник

Что относится к природным полимерам

Полимеры – это химические «бусинки». Это соединения, которые состоят из мономерных звеньев, соединенных в длинные макромолекулы. То есть они имеют длинную цепочку с повторяющимся фрагментом.

Чаще всего полимеры – это искусственно созданные соединения, но прежде, чем человек научился их делать, он узнал о природных полимерах – соединениях созданных матушкой природой.

Еще до появления пластмасс и резины природа создала и использовала свои полимеры для того, чтобы жизнь на планете стала возможной. Мы чаще всего к природному полимеру относимся равнодушно, не уделяя им должного внимания и не рекламируя, как созданных человеком синтетических собратьев. А зря природные полимеры во многом могут оказаться даже важнее для жизни человека, чем искусственные.

Что относится к природным полимерам

К природным полимерам относятся жизненно важные ДНК и РНК. Эти соединения важны для генов и продолжения жизни человека. Среди природных полимеров можно также назвать крахмал, целлюлозу, полисахариды, натуральный каучук и другие.

Полисахариды

Большая группа природных полимеров, являющихся «полимерами сахара».

К данной группе относятся ДНК и РНК соединения, состоящие из звеньев глюкозы, а к другой части относят крахмал и целлюлозу.

Крахмал – это полимер, полисахарид, с высокой молекулярной массой, в его состав может входить до 10000 звеньев глюкозы, связанных между собой. Крахмал содержится в кукурузе, картофеле.

Другим членом семейства полисахаридов является целлюлоза. Она – это главное составляющие растений right 0. Крахмал и целлюлоза отличаются друг от друга по свойствам.

Крахмал растворим в воде и его можно употреблять в пищу. Целлюлоза, это более кристаллическое соединение, нерастворимое в воде. Ее используют при изготовлении бумаги, волокон для тканей. Хлопок – типичный представитель изделия из целлюлозы. Приятный и удобный в носке материал.

Еще одним представителем семейства полисахаридов, является хитин. Из него матушкой природой изготовлены панцири раков, креветок, крабов и других. Его свойства активно изучаются, но обширной области применения, как, например, целлюлоза, он не нашел.

Природа дает нам примеры полимеров, на их основе мы учимся получать новые модификации, повторяем созданное ей. Мы научились получать искусственный шелк, но вот повторить молекулы ДНК и РНК пока не можем. Мы не можем до конца изучить свойства хитина и найти область использовании. Полимеры – это отдельная уникальная наука и главный учитель в которой – природа. Она дает нам не только знания, но и сырье для новых веществ.

Протеины и полипептиды

Протеины или белки – это первые примеры полиамидов. Также подобного рода полимеры называют «найлон» — это подобное природным, созданное искусственно соединения.

Природные и синтетические полимеры данного класса имеют общую черту — содержат амидные связи в основной цепи.

А различия связаны, конечно, с получением. Синтетические полимеры создаются из соединений содержащих большое количество СН2 групп. Поэтому конечная молекула полимера имеет по пять-шесть атомов углерода между амидными группами. В то время, как природа более экономична и в созданных ее молекулах всего по одному углероду, между амидными группами.

Энзимы

Энзимы — наиважнейшие представителя группы полипептидов. Они являются ключевым звеном для возникновения жизни на Земле. Энзимы — это своего рода катализаторы, благодаря которым все живые организмы могут строить, разрушать, создавать. На практике установлено, что определенный энзим может создавать определенный полимер. Как и почему происходит именно так пока точно не определено. Ответ известен только природе.

Шелк — еще один представитель полипептидов, который уже очень давно и очень широко используется человеком. Шелк производят гусеницы, которые плетут из него кокон. Из «украденного» кокона прядут волокно. Структура молекулы шелка содержит не замещенные аминогруппы и глицерин. Глицериновые звенья способны образовывать плоские протяженные цепочки, которые плотно упаковываются друг с другом. Это придает шелку прочность и блеск. Шелк — прекрасный материал, он очень красивый и прохладный на ощупь. Из него можно создавать шикарные наряды.

Глядя на природу человек начинает производить полимеры, он учится от нее, пытаясь понять правила и законы. Но в отличии от природы, которая щедра на подарки, люди жадны. Они хотят производить много и быстро. И поэтому зачастую, вместо маленьких изящных молекул природного полимера, мы получаем огромную глыбу, с кучей лишних хвостов, отдаленно напоминающую природный полимер. Зачем мы так поступаем? Во-первых, желание много и сразу.

Во-вторых, человечество еще до конца не понимает многие природные технологические решения и не все природные полимеры, мы можем получать.

Зачем тогда пытаться создавать самим? Можно взять у природы — постоянно возобновляемый ресурс.

У природы материалы, конечно, возобновляемы, но аппетит человеческого прогресса растет постоянно, мы и так вырубаем леса быстрее, чем они растут. А также необходимо понять механизмы создания полимеров природой — найти ответы на многие, в том числе и медицинские вопросы, которые позволят лечить сложные болезни, а в некоторых случаях даже предугадывать недуги и избегать.

Загадка, о природном полимере, которая пока неизвестна. Паук плетет паутину. Вначале паутина — это раствор полипептида в воде. Как только паутина образовалась она высыхает и перестает быть растворимой в воде. Как же изначально полипептид растворялся? Если бы найти ответ на этот вопрос, то можно было бы делать нейлоны таким же способом, используя вторресурсы.

Вот пример подсказки природы, которую пока не может понять человечество. Наблюдайте за природой и берегите ее. Она наша кормилица, спасительница и учитель. В ней столько всего неразгаданного и нового, что нам еще дано познать.

Источник