УГЛЕВОДЫ
и фруктозы имеют место как реакции полимеризации, так и конденсации.
У. имеют крупнейшее значение в технике.
Целлюлоза является главной составной частью стенок растительных клеток, вместе с сопровождающими её веществами составляет твёрдый остов всех растений, к-рый, как известно, находит очень широкое применение. В виде хлопка целлюлоза идёт на производство хлопчатобумажных тканей. Целлюлоза, получаемая из древесины, идёт на производство бумаги. Всевозможные эфиры целлюлозы применяются в громадных размерах в химич. пром-сти и в военном деле.
Как свободная целлюлоза, так и её эфиры отличаются большой химич. стойкостью и прочностью. Этим ценным свойствам обязано столь широкое применение целлюлозы.
У. служат источниками, из к-рых получаются при помощи микробов молочная и уксусная кислоты, спирт этиловый и бутиловый, ацетон, глицерин и т. д. Громадное значение У. как основной пищи человека (хлеб, сахар, крупы) и животных (сено, отруби) общеизвестно (о применении сахаров и сахароподобных полисахаридов см. Сахар). — Изучению углеводов много уделили внимания Э. Фишер, Н. Хеуорс и др. В CCGP в этой области успешно работал акад. П. П. Шорыгин.
Лит.: Шорыгин П. П., Химия углеводов, 2 изд., М. — Л., 1932; его нее, Химия целлюлозы, м., 1936.
Н. Угрюмое.
Углеводы в растениях» Наряду с белками, липоидами, гормонами У. являются важнейшей группой веществ в растениях. У., а именно гексозы, как принимается большинством исследователей, или полимер их, крахмал, как думают некоторые, образуются в хлоропластах растений в процессе фотосинтеза (см.) из углекислоты и воды через промежуточные продукты. Таким образом, углеводы являются прежде всего первыми органическими веществами, образующимися в природных условиях из неорганических, а затем и исходными соединениями для синтеза всех остальных орган пч. веществ живого организма. При своём образовании в эндогермич. реакции они запасают в молекуле большие количества потенциальной энергии, о к-рых можно составить представление хотя бы потому факту, что при полном сгорании граммолекулы (180 г) глюкозы до углекислоты и воды выделяется 674 тыс. г/кал. тепла. Такие, запасы энергии в У. обусловливают их значение как важнейшего источника химич. энергии для разнообразных жизненных процессов: они играют основную роль при дыхании, гликолизе, различных брожениях. У. растительного и, в значительно меньшей степени, животного организмов чрезвычайно разнообразны, но могут быть удобно разделены на несколько отчётливо выраженных групп, в зависимотси от величины молекулы. Простейшими из них являются глюкозы или сахара, содержащие 5—7 атомов углерода, из к-рых один карбонильный (>С=О), а остальные связаны со спиртовыми гидроксилами. Карбонильная группа может стоять или ня конце углеродной цепи, и тогда сахар называется альдозой, или в непосредственном соседстве с первичной спиртовой группой — у кетоз. Монозы, обладая тремя асимметрии, атомами
углерода у пентоз, четырьмя — у гексоз и пятью — у гептоз, образуют большое количество оптич. изомеров и, кроме того, могут встречаться или в неустойчивой фуранозной форме, в к-рой углеродный атом карбонильной группы соединён кислородным мостиком с четвёртым углеродным атомом, или в устойчивой пиранозной форме, у к-рой кислородный мостик соединяет карбонильный углерод с пятым углеродным атомом. В первом случае принимается существование в молекуле монозы кольца фурана, а во втором — кольца пирана. сн — он
и
II .
сн сн 4OZ фуран
сн2 нс ^сн
И
НС сн \) Z пиран
Важнейшими представителями моноз являются встречающиеся в организме в свободном состоянии (в пиранозной форме) глюкоза, или виноградный сахар, и фруктоза (плодовый сахар), а также рибоза, манноза, галактоза, арабиноза и ксилоза. Большинство моноз связывается по типу простых эфиров с другими монозами или спиртами, образуя так наз. глюкозиды (см.). Глюкозиды, в к-рых оба компонента являются монозами, называются дисахаридами. К ним относятся сахароза (см.), состоящая из глюкозы в пиранозной форме и фруктозы — в фуранозной, лактоза, сос оящая из глюкозы и галактозы, мальтоза, состоящая из двух частиц глюкозы. Возможно соединение глюкозидными связями трёх и четырёх моноз. Так, напр., раффиноза состоит из глюкозы, фруктозы и галактозы, стахиоза — из глюкозы, фруктозы и двух частиц галактозы.
Значение У. в организме растений чрезвычайно велико и разнообразно. Из полисахаридов (целлюлозы, гемицеллюлозы) строится твёрдый скелет растений — оболочки всех клеток, в том числе сосудов, трахеид и механич. элементов, — достигающий в ряде случаев чрезвычайно мощного развития (деревья). Большие количества У. отлагаются в клетках растений в запас в качестве источников энергии для различных жизненных процессов и материалов для построения клеточных оболочек в новообразующихся тканях и органах. Запасные У. могут быть или растворены в клеточном соке (как, напр., сахароза в корнях сахарной свёклы и в других растениях, инулин в корнях цикория, топинамбура и многих других сложноцветных растений), или же они встречаются в виде твёрдых включений (крахмал в пластидах) или в мелкодисперсном состоянии (гликоген в протоплазме грибов).
В случае потребности организма в энергетическом или строительном материале запасные У. подвергаются распаду под влиянием ферментов, причём этот распад может итти или с участием воды (гидролитич. расщепление крахмала амилазой в прорастающих семенах) или с присоединением элементов фосфорной кислоты (фосфоролиз гликогена и крахмала в первой стадии гликолиза).
В результате получаются подвижные монозы, используемые организмом растения, наряду с первично образовавшимися в процессе
