Giải Hóa học 12 trang 27

⚠️ Lưu ý: Hình ảnh thực tế là trang 25 – 26 của sách (không phải 27 – 28).

🔍 Kiến thức cần nhớ

1. Cấu tạo phân tử

Saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁):

• Cấu tạo từ một đơn vị α-glucose và một đơn vị β-fructose liên kết qua liên kết α-1,2-glycoside.
• Liên kết được tạo bởi nhóm –OH ở C1 của α-glucose và nhóm –OH ở C2 của β-fructose.
• Trong phân tử saccharose không còn nhóm –OH hemiacetal/hemiketal ⇒ chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng.

Maltose (C₁₂H₂₂O₁₁):

• Cấu tạo từ hai đơn vị α-glucose liên kết qua liên kết α-1,4-glycoside.
• Liên kết được tạo bởi nhóm –OH ở C1 của đơn vị glucose thứ nhất và nhóm –OH ở C4 của đơn vị glucose thứ hai.
• Đơn vị glucose thứ hai vẫn còn nhóm –OH hemiacetal ở C1 ⇒ tồn tại đồng thời ở dạng mạch hở (có nhóm –CHO) và dạng mạch vòng.

2. Tính chất hóa học của saccharose

a) Tính chất của polyalcohol: Hòa tan Cu(OH)₂ tạo dung dịch xanh lam.

2C₁₂H₂₂O₁₁ + Cu(OH)₂ → (C₁₂H₂₁O₁₁)₂Cu + 2H₂O

b) Phản ứng thủy phân: Trong môi trường acid hoặc enzyme.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O  ─(H⁺ hoặc enzyme)→  C₆H₁₂O₆ (glucose) + C₆H₁₂O₆ (fructose)

💡 Mẹo nhớ: "Saccharose = α-Glucose + β-Fructose qua liên kết 1,2" và "Maltose = 2 α-Glucose qua liên kết 1,4". Maltose còn nhóm CHO tự do (dạng mở vòng) ⇒ có tính khử; saccharose mất hoàn toàn nhóm CHO/CO ⇒ không có tính khử.

---

⚙️ Bài tập

Câu 1 (trang 25)

Đề bài: Tại sao saccharose chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng, trong khi maltose tồn tại đồng thời ở dạng mở vòng và mạch vòng?

Cách 1 — Phân tích cấu trúc phân tử

Đối với saccharose:

Liên kết α-1,2-glycoside trong saccharose được hình thành giữa:

• Nhóm –OH hemiacetal ở C1 của α-glucose
• Nhóm –OH hemiketal ở C2 của β-fructose

Như vậy cả hai nhóm –OH hemiacetal/hemiketal ở vị trí carbon anomer (C1 của glucose và C2 của fructose) đều đã tham gia tạo liên kết glycoside.

⇒ Trong phân tử saccharose không còn nhóm –OH hemiacetal tự do nào để có thể mở vòng tạo nhóm chức aldehyde (–CHO) hoặc ketone (–CO–).

⇒ Saccharose chỉ tồn tại ở dạng mạch vòng, không tồn tại dạng mở vòng.

Đối với maltose:

Liên kết α-1,4-glycoside trong maltose được hình thành giữa:

• Nhóm –OH hemiacetal ở C1 của đơn vị α-glucose thứ nhất
• Nhóm –OH alcohol thường ở C4 của đơn vị α-glucose thứ hai

Như vậy đơn vị glucose thứ hai vẫn còn nhóm –OH hemiacetal tự do ở C1 (chưa tham gia liên kết glycoside).

⇒ Nhóm –OH hemiacetal này có thể mở vòng tạo nhóm chức aldehyde (–CHO).

⇒ Maltose tồn tại đồng thời ở cả hai dạng: dạng mạch vòng và dạng mở vòng (có nhóm –CHO).

Cách 2 — Ghi nhớ nhanh theo "quy tắc nhóm OH hemiacetal"

Quy tắc: Nếu liên kết glycoside dùng cả hai carbon anomer (C1 hoặc C2) của hai đơn vị monosaccharide ⇒ disaccharide chỉ tồn tại dạng vòng. Nếu chỉ dùng một carbon anomer ⇒ tồn tại cả hai dạng.

---

Câu 2 (trang 26)

Đề bài: Dung dịch saccharose không phản ứng với thuốc thử Tollens nhưng khi đun nóng với dung dịch acid loãng thì tạo thành dung dịch phản ứng với thuốc thử Tollens. Giải thích.

Cách 1 — Giải thích dựa trên cấu tạo và phản ứng

Bước 1: Vì sao saccharose không phản ứng với thuốc thử Tollens?

Trong phân tử saccharose, cả hai nhóm –OH ở vị trí carbon anomer (C1 của α-glucose và C2 của β-fructose) đều tham gia tạo liên kết α-1,2-glycoside.

⇒ Saccharose không có nhóm –OH hemiacetal tự do, nên không thể mở vòng tạo nhóm chức aldehyde –CHO.

⇒ Saccharose không có tính khử, do đó không phản ứng với thuốc thử Tollens (AgNO₃/NH₃) — không có phản ứng tráng bạc.

Bước 2: Vì sao sau khi đun nóng với acid loãng lại phản ứng với Tollens?

Khi đun nóng saccharose với dung dịch acid loãng (H⁺), saccharose bị thủy phân tạo thành glucose và fructose:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O ─(H⁺, t°)→ C₆H₁₂O₆ (glucose) + C₆H₁₂O₆ (fructose)

• Glucose có nhóm –CHO trong phân tử ⇒ phản ứng được với thuốc thử Tollens.
• Fructose trong môi trường base (NH₃ của thuốc thử Tollens) chuyển hóa thành glucose qua cân bằng tautome hóa ⇒ cũng tham gia phản ứng tráng bạc.

Phương trình phản ứng tráng bạc của glucose:

HOCH₂[CHOH]₄CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH 
   ─(t°)→ HOCH₂[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O

⇒ Sau khi thủy phân, dung dịch chứa glucose và fructose có khả năng phản ứng với thuốc thử Tollens, tạo kết tủa Ag (phản ứng tráng bạc).

Cách 2 — Tóm tắt theo sơ đồ logic

Saccharose (không có –CHO tự do)  ──❌──>  Tollens (không phản ứng)
        │
        │ + H₂O, H⁺, t°  (thủy phân)
        ▼
Glucose + Fructose  ──✔──>  Tollens → Ag↓ (tráng bạc)
   ↑                              
   nhóm –CHO         

💡 Mẹo nhớ: "Saccharose không khử – nhưng con cháu nó (glucose, fructose) đều khử được". Cứ thủy phân ra monosaccharide là có khả năng tráng bạc.

⚠️ Lưu ý thi: - Đây là dạng câu hỏi rất hay xuất hiện trong đề thi tốt nghiệp THPT. - Cần phân biệt rõ: saccharose KHÔNG có tính khử (không tráng bạc, không phản ứng Cu(OH)₂/OH⁻ khi đun nóng), nhưng maltose, glucose, fructose CÓ tính khử. - Nhớ rằng fructose vẫn tráng bạc được vì trong môi trường kiềm của thuốc thử Tollens, fructose chuyển thành glucose. - Sai lầm hay gặp: viết "saccharose tráng bạc trực tiếp" — hoàn toàn sai.

---

🎯 Ghi nhớ: 1. Saccharose = α-glucose + β-fructose (liên kết α-1,2-glycoside) → chỉ tồn tại dạng vòng, không có tính khử. 2. Maltose = 2 α-glucose (liên kết α-1,4-glycoside) → tồn tại cả dạng vòng và dạng mở vòng, có tính khử (do còn nhóm –OH hemiacetal tự do). 3. Tính chất hóa học của saccharose: - Phản ứng với Cu(OH)₂ tạo dung dịch xanh lam (tính chất polyalcohol). - Phản ứng thủy phân (acid/enzyme) → glucose + fructose. 4. Quy tắc vàng: Disaccharide còn nhóm –OH hemiacetal tự do ⇒ có tính khử (tráng bạc, phản ứng với Cu(OH)₂/OH⁻ khi đun nóng).