葡萄糖最早是在1747年被发现的,德国化学家马格拉夫自葡萄干中分离出少量的葡萄糖。1838年,由法国化学家尚-巴蒂斯特·杜马正式命名为“glucose”,即葡萄糖。1892年德国化学家费歇尔确定了葡萄糖的链状结构及其立体异构体,并因此获得1902年诺贝尔化学奖。如今,通过电催化[16] 将二氧化碳(CO2)高效还原合成高浓度乙酸,并进一步利用微生物发酵生产葡萄糖和长链脂肪酸。这项突破为人工和半人工合成“粮食”提供了新技术,为进一步发展基于清洁电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例。
外观
白色无臭结晶性颗粒或晶粒状粉末,具有甜味。
葡萄糖外观图片
旋光性
葡萄糖是一种手性分子,具有旋光性。天然葡萄糖(D-葡萄糖)能使偏振光向右旋转,因此也被称为右旋糖。
亲水性
由于葡萄糖分子中含有多个羟基(-OH),它具有很强的亲水性,能够与水分子形成氢键,因此葡萄糖在水中具有很高的溶解度。
还原性
由于葡萄糖分子中存在醛基(-CHO),它具有还原性。在生物化学反应中,葡萄糖可以作为还原剂参与反应,例如在细胞呼吸作用中,葡萄糖被氧化为二氧化碳和水,同时释放能量。
反应活性
葡萄糖的醛基和羟基使其能够参与多种化学反应,例如酯化反应、氧化反应等。在生物体内,葡萄糖可以通过糖酵解、三羧酸循环等代谢途径被分解利用。
与新制氢氧化铜溶液、银氨溶液反应。
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
在酒化酶的作用下生成乙醇和二氧化碳[4] 。
葡萄糖以一种闭合的吡喃环形式存在于固态,表现为单水合物(α-葡萄吡喃糖单水合物,有时被不太准确地称为脱氧葡萄糖水合物)。另一方面,在水溶液中,葡萄糖在小程度上以开链形式存在,主要以α或β-吡喃糖的形式存在,且这两者可以相互转换。从水溶液中,可以结晶出已知的三种形式:α-葡萄吡喃糖、β-葡萄吡喃糖和α-葡萄吡喃糖单水合物。葡萄糖是二糖乳糖和蔗糖(甘蔗或甜菜糖)、低聚糖如拉非诺糖以及多糖如淀粉、支链淀粉、糖原和纤维素的基本构建块。葡萄糖的玻璃转变温度为31 °C(88 °F),戈登-泰勒常数(用于预测两种物质混合物不同质量分数下玻璃转变温度的实验确定常数)为4.5。其结构形式主要如下图[5] [6] :