Свойства полисахаридов

Молекулярные веса природных полисахаридов находятся в интервале от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Макромолекулярный характер этих соединений накладывает весьма существенный отпечаток на их физические и химические свойства.

Благодаря большой величине молекул и гибкости молекулярных цепей растворы полимеров по своим свойствам резко отличаются от растворов низкомолекулярных соединений. В общем случае молекулу растворенного полимера можно представить как беспорядочно свернутый рыхлый клубок, связывающий большое количество растворителя. Объем такого клубка может во много раз превышать собственный объем макромолекулы. Поэтому уже в относительно разбавленных растворах полимеров молекулы находятся в радиусе взаимодействия друг с другом, что влечет за собой большие отклонения от свойств идеальных растворов, высокие значения вязкости и т. д. Архитектурное проектирование москва spproject.ru/services.

Растворимость полисахаридов определяется химической природой их молекул, высокополярных из-за большого количества свободных гидроксильных групп. Этим объясняется тот факт, что полисахариды, как правило, растворимы в воде, значительно хуже растворяются в диметилсульфоксиде, формамиде, диметилформамиде и практически нерастворимы даже в метаноле и этаноле, не говоря о менее полярных органических растворителях.

Для полисахаридов самым распространенным типом межмолекулярного взаимодействия является образование межмолекулярных водородных связей, и в этом случае огромное влияние на свойства полисахаридов оказывает степень упорядоченности их строения. Так, целлюлоза и хитин, обладающие стереорегулярной структурой и линейной конформацией молекул, нерастворимы в воде и лишь слабо набухают в ней, так как энергия межмолекулярного взаимодействия для этих соединений значительно превосходит энергию гидратации. Даже целлодекстрины сравнительно низкого молекулярного веса плохо растворимы в воде, тогда как полисахариды разветвленного строения, не имеющие квазикристаллической структуры, обычно легко растворяются при молекулярных весах порядка нескольких миллионов. Ассоциация полисахаридов в растворах также чаще всего обусловлена межмолекулярными водородными связями; иногда она происходит во времени и приводит к структурированию и образованию нерастворимых форм, которые выпадают из раствора в осадок. Это явление называется ретроградацией растворов.

На растворимость полисахаридов сильное влияние оказывают неорганические соли, рН среды и т. д. Соли, присутствующие в растворе, часто вызывают разрушение водородных связей и повышение растворимости полисахаридов; высокие концентрации солей, напротив, уменьшают гидратацию полисахаридных молекул и приводят к выпадению полисахаридов из растворов. Для полисахаридов, являющихся полиэлектролитами (полиуроновые кислоты, сульфаты полисахаридов), имеются дополнительные возможности межмолекулярного взаимодействия за счет электростатических сил; этим объясняется» по-видимому, нерастворимость в воде их солей с многовалентными катионами. Аналогичную межмолекулярную сшивку в случае нейтральных полисахаридов могут вызывать комплексообразователи, например ионы двухвалентной меди. В кислой среде такие соли и комплексы разрушаются и полисахариды переходят в раствор. В общем случае, однако, полисахариды лучше растворяются в щелочной, чем в нейтральной или кислой среде, поскольку действие щелочи сводится к частичной ионизации и, как следствие, к лучшей гидратации молекул полисахаридов.