Carbohydrates Questions in Gujarati

(A) બાયોપોલિમર એ સજીવો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા પોલિમર છે. તેના ઉદાહરણોમાં પ્રોટીન,ન્યુક્લિક એસિડ અને પોલિસેક્કેરાઇડનો સમાવેશ થાય છે. બ્યુટાઇલ રબર એ આઇસોબ્યુટાઇલિન અને થોડા પ્રમાણમાં આઇસોપ્રીનના કોપોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બનાવવામાં આવતું કૃત્રિમ પોલિમર છે. તેથી,તે બાયોપોલિમર નથી.

(C) બાયોપોલિમર એ સજીવો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા પોલિમર છે. તેના ઉદાહરણોમાં પ્રોટીન,ન્યુક્લિક એસિડ અને ગ્લાયકોજન તથા સ્ટાર્ચ જેવા પોલિસેકેરાઈડનો સમાવેશ થાય છે.
સેલ્યુલોઝ ડાય એસિટેટ એ રાસાયણિક ફેરફાર (એસીટાઈલેશન) દ્વારા સેલ્યુલોઝમાંથી મેળવવામાં આવતો અર્ધ-સંશ્લેષિત (semi-synthetic) પોલિમર છે.
તેથી,તેને કુદરતી બાયોપોલિમર તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવતો નથી.

(B) Methyl-$\alpha-D$-glucoside માં,$C_1$ સ્થાન પર $-OCH_3$ સમૂહ $\alpha$-વિન્યાસમાં હોય છે ($-CH_2OH$ સમૂહની વિરુદ્ધ દિશામાં).
Methyl-$\beta-D$-glucoside માં,$C_1$ સ્થાન પર $-OCH_3$ સમૂહ $\beta$-વિન્યાસમાં હોય છે ($-CH_2OH$ સમૂહની સમાન દિશામાં).
આ બંને આઈસોમર્સ માત્ર એનોમેરિક કાર્બન $(C_1)$ પરના વિન્યાસમાં જ અલગ પડે છે,તેથી તેમને એનોમર્સ કહેવામાં આવે છે.

(D) દ્રાવણમાં ઓપ્ટિકલી સક્રિય સંયોજનના વિશિષ્ટ ઓપ્ટિકલ પરિભ્રમણમાં સમય સાથે થતા ફેરફારને,જ્યાં સુધી તે સ્થિર સંતુલન મૂલ્ય સુધી ન પહોંચે,તેને મ્યુટારોટેશન કહેવામાં આવે છે. $\alpha$-$D$-ગ્લુકોઝ અને $\beta$-$D$-ગ્લુકોઝ જ્યારે પાણીમાં ઓગળવામાં આવે ત્યારે આ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.

(C) ફ્રુક્ટોઝમાં કીટોનિક સમૂહ $(C-2)$ ના રિડક્શનથી $C-2$ પર નવું કાયરલ કેન્દ્ર બને છે.
આના પરિણામે બે આઈસોમેરિક આલ્કોહોલ,સોર્બિટોલ અને મેનિટોલ બને છે.
આ બે આલ્કોહોલ માત્ર $C-2$ સ્થાન પર વિન્યાસમાં અલગ પડે છે,તેથી તેઓ $C-2$ એપિમર્સ છે.
તેઓ એપિમર્સ હોવાથી અને સમાન આણ્વિય સૂત્ર ધરાવતા હોવા છતાં અવકાશી ગોઠવણીમાં અલગ હોવાથી,તેઓ ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ પણ છે.
તેથી,બંને $(a)$ અને $(b)$ સાચા છે.

(A) ગ્લુકોઝનો એક અણુ ગ્લુકોસાઝોન બનાવવા માટે ફિનાઈલહાઈડ્રાઝિનના $3$ અણુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1.$ ફિનાઈલહાઈડ્રાઝિનનો પ્રથમ અણુ $C-1$ પરના આલ્ડિહાઈડ સમૂહ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ફિનાઈલહાઈડ્રાઝોન બનાવે છે.
$2.$ ફિનાઈલહાઈડ્રાઝિનનો બીજો અણુ $C-2$ પરના દ્વિતીયક આલ્કોહોલ સમૂહનું કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
$3.$ ફિનાઈલહાઈડ્રાઝિનનો ત્રીજો અણુ $C-2$ પર બનેલા નવા કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અંતિમ ઓસાઝોન આપે છે.

(B) ઓસાઝોનનું નિર્માણ રિડ્યુસિંગ શર્કરાના પ્રથમ બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે ફિનાઈલહાઈડ્રાઝિનની પ્રતિક્રિયા દ્વારા થાય છે.
જરૂરી બંધારણીય એકમ $\alpha$-હાઈડ્રોક્સી કાર્બોનિલ ગ્રુપ છે,જે $-CHOH-CO-$ અથવા $-CHOH-CHOH-$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,વિકલ્પ $(b)$ એ $\alpha$-હાઈડ્રોક્સી કાર્બોનિલ એકમ દર્શાવે છે જે શર્કરામાં જોવા મળે છે.

(C) એનોમર્સ એવા ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ છે જે $C-1$ કાર્બન પરમાણુ પરના વિન્યાસમાં અલગ પડે છે.
કારણ કે $\alpha - D - (+)$ ગ્લુકોઝ અને $\beta - D - (+)$ ગ્લુકોઝ $C-1$ કાર્બન પરમાણુ પરના વિન્યાસમાં અલગ પડે છે,તેથી તેઓ એનોમર્સ છે.

(B) સુક્રોઝ એ $+66.5^\circ$ ની વિશિષ્ટ પ્રકાશીય પરિભ્રમણ ધરાવતો ડાયસેકેરાઇડ છે.
જળવિભાજન પર,તે $1 \ mole$ $D-(+)$ ગ્લુકોઝ અને $1 \ mole$ $D-(-)$ ફ્રુક્ટોઝ આપે છે.
પરિણામી મિશ્રણ લેવોરોટેટરી (laevorotatory) હોય છે,તેથી આ પ્રક્રિયાને શેરડીની ખાંડનું ઇન્વર્ઝન કહેવામાં આવે છે.
બંને વિધાનો સાચા હોવા છતાં,કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી નથી.

(D) સુક્રોઝ એ નોન-રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે કારણ કે તેમાં મુક્ત હેમિયાસેટલ અથવા હેમિકેટલ સમૂહ હોતો નથી.
મ્યુટારોટેશન એ રિડ્યુસિંગ શર્કરાનો ગુણધર્મ છે જે મુક્ત હેમિયાસેટલ અથવા હેમિકેટલ સમૂહ ધરાવે છે,જે તેમને તેમના $\alpha$ અને $\beta$ એનોમેરિક સ્વરૂપો વચ્ચે સંતુલનમાં રહેવાની મંજૂરી આપે છે.
સુક્રોઝમાં આ મુક્ત સમૂહનો અભાવ હોવાથી,તે મ્યુટારોટેશન અનુભવતું નથી.
તેથી,વિધાન ખોટું છે,જ્યારે કારણ સાચું છે.

(A) ગ્લાયકોસાઇડ્સ એ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં શર્કરા (જેમ કે ગ્લુકોઝ) ની આલ્કોહોલ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે.
બંધારણીય રીતે,ગ્લાયકોસાઇડ્સ એ એસિટલ્સ છે (ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,તે હેમિયાસિટલ્સમાંથી બનેલા ચક્રીય એસિટલ્સ છે).
તેઓ એસિટલ્સ હોવાથી,તેઓ બેઝિક પરિસ્થિતિમાં સ્થિર હોય છે પરંતુ એસિડિક પરિસ્થિતિમાં સરળતાથી જળવિભાજિત થઈને શર્કરા અને આલ્કોહોલ આપે છે.
તેથી,વિધાન સાચું છે અને કારણ પણ સાચું છે તથા તે વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(A) સુક્રોઝ એ ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝના એકમોથી બનેલી ડાયસેકેરાઇડ છે,જે ગ્લુકોઝના $C1$ અને ફ્રુક્ટોઝના $C2$ વચ્ચેના ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
બંને એનોમેરિક કાર્બન (ગ્લુકોઝનો આલ્ડિહાઇડ સમૂહ અને ફ્રુક્ટોઝનો કીટોનિક સમૂહ) ગ્લાયકોસિડિક બંધ બનાવવામાં સામેલ હોવાથી,રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરવા માટે કોઈ મુક્ત આલ્ડિહાઇડ કે કીટોનિક સમૂહ ઉપલબ્ધ હોતો નથી.
તેથી,સુક્રોઝ એક નોન-રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે.
બંને વિધાનો સાચા છે અને ગ્લાયકોસિડિક બંધની હાજરી (ખાસ કરીને બંને એનોમેરિક કાર્બનની સંડોવણી) તે શા માટે નોન-રિડ્યુસિંગ છે તેની સમજૂતી આપે છે.

(C) માલ્ટોઝ એ ડાયસેકેરાઈડ છે જે રિડ્યુસિંગ શર્કરા તરીકે વર્તે છે કારણ કે તેમાં મુક્ત હેમિયાસીટલ સમૂહ હોય છે.
જળવિભાજન પર,તે $D-$ગ્લુકોઝના બે મોલ આપે છે.
જોકે,માલ્ટોઝમાં ગ્લાયકોસિડિક બંધ એ $\alpha-1,4-$ગ્લાયકોસિડિક બંધ છે,$\beta-$બંધ નથી.
તેથી,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે.

(A) -ગ્લુકોઝની મંદ આલ્કલી સાથેની પ્રક્રિયાને લોબ્રી ડી બ્રુઈન-વાન એકેનસ્ટીન રૂપાંતરણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ઇનેડાયોલ મધ્યવર્તી સંયોજનનું નિર્માણ થાય છે.
ઇનેડાયોલના નિર્માણ દરમિયાન,$C_2$ કાર્બન પરમાણુનું સંકરણ $sp^3$ થી બદલાઈને $sp^2$ થાય છે.
આ મધ્યવર્તી સંયોજન ગ્લુકોઝ,મેનોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ વચ્ચે આંતરરૂપાંતરણ શક્ય બનાવે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(A) ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ માત્ર $C_1$ અને $C_2$ પરમાણુઓના બંધારણમાં જ અલગ પડે છે.
ફિનાઇલહાઇડ્રાઝિન સાથેની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન,$C_1$ અને $C_2$ પરમાણુઓ ઓસાઝોન બંધારણના નિર્માણમાં ભાગ લે છે.
કારણ કે $C_3, C_4, C_5,$ અને $C_6$ પરની સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ બંનેમાં સમાન રહે છે,તેથી તેઓ સમાન ઓસાઝોન નીપજ આપે છે.
તેથી,કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(B) આયોડોમેટ્રિક ટાઇટ્રેશનમાં સ્ટાર્ચનો ઉપયોગ સૂચક તરીકે થાય છે કારણ કે તે $I_2$ (આયોડિન) સાથે ઘેરા વાદળી રંગનું સંકિર્ણ બનાવે છે.
સ્ટાર્ચ ખરેખર એક પોલીસેકેરાઇડ છે,પરંતુ આ રાસાયણિક ગુણધર્મ (પોલીસેકેરાઇડ હોવું) એ કારણ નથી કે તે આ ચોક્કસ ટાઇટ્રેશનમાં સૂચક તરીકે કેમ કાર્ય કરે છે.
તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે,પરંતુ કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી નથી.

(A) એમાયલોઝ એ $\alpha-D$-ગ્લુકોઝ એકમોની લાંબી અશાખિત શૃંખલા છે જે $C_1-C_4$ ગ્લાયકોસિડિક લિંકેજ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે.
એમાયલોપેક્ટીન એ $\alpha-D$-ગ્લુકોઝ એકમોનો શાખિત પોલિમર છે જેમાં મુખ્ય શૃંખલા $C_1-C_4$ ગ્લાયકોસિડિક લિંકેજ દ્વારા બને છે,જ્યારે શાખા $C_1-C_6$ ગ્લાયકોસિડિક લિંકેજ દ્વારા રચાય છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે એમાયલોપેક્ટીન $1 \rightarrow 4$ $\alpha$-લિંકેજ અને $1 \rightarrow 6$ $\alpha$-લિંકેજ બંને ધરાવે છે.

(B) ગ્લુકોનિક એસિડ $D$-ગ્લુકોઝના બ્રોમીન પાણી $(Br_2/H_2O)$ નો ઉપયોગ કરીને મંદ ઓક્સિડેશન દ્વારા રચાય છે.
આ પ્રક્રિયા માત્ર આલ્ડિહાઈડ સમૂહ $(-CHO)$ નું કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે,જ્યારે પ્રાથમિક આલ્કોહોલ સમૂહ $(-CH_2OH)$ અપ્રભાવિત રહે છે.
તેથી,તે ગ્લુકોઝની આંશિક ઓક્સિડેશન નીપજ છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે કારણ કે ગ્લુકોનિક એસિડ હેમીએસીટલને બદલે લેક્ટોન (ચક્રીય એસ્ટર) બનાવે છે.
વિકલ્પ $C$ ખોટો છે કારણ કે $HNO_3$ સાથેનું ઓક્સિડેશન સેકેરિક એસિડ (ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ) આપે છે.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે ગ્લુકોનિક એસિડ એ મોનોકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.

(C) માલ્ટોઝ એ ડાયસેકેરાઇડ છે જે $\alpha-D$-ગ્લુકોઝના બે અણુઓના સંઘનનથી બને છે.
આ બે ગ્લુકોઝ એકમો $\alpha-1,4$-ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

(B) ગ્લુકોઝમાં આલ્ડિહાઇડ સમૂહ હોય છે,પરંતુ તે શિફની કસોટી આપતું નથી કારણ કે આલ્ડિહાઇડ સમૂહ $C-5$ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ સાથે હેમિયાસીટલ બનાવવામાં સામેલ હોય છે,જેના પરિણામે ચક્રીય બંધારણ બને છે. તેથી,ગ્લુકોઝ શિફની કસોટી આપે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(N/A) ગ્લુકોઝના અણુમાં પાંચ $-OH$ સમૂહો હોય છે,જ્યારે સુક્રોઝના અણુમાં આઠ $-OH$ સમૂહો હોય છે. આ $-OH$ સમૂહો ગ્લુકોઝ અને સુક્રોઝને પાણીના અણુઓ સાથે વ્યાપક હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે,જેનાથી તે દ્રાવ્ય બને છે. તેનાથી વિપરીત,સાયક્લોહેક્સેન અને બેન્ઝીન એ અધ્રુવીય હાઇડ્રોકાર્બન છે જેમાં $-OH$ સમૂહો હોતા નથી. પરિણામે,તેઓ પાણી સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકતા નથી,તેથી તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

(N/A) લેક્ટોઝ એ $\beta-D$-ગેલેક્ટોઝ અને $\beta-D$-ગ્લુકોઝ એકમોનો બનેલો ડાયસેકેરાઇડ છે જે $\beta-1,4$-ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
જળવિભાજન પર,લેક્ટોઝ તેના ઘટક મોનોસેકેરાઇડ્સમાં વિભાજિત થાય છે:
$C_{12}H_{22}O_{11} (\text{લેક્ટોઝ}) + H_2O$ $\xrightarrow{H^+} C_6H_{12}O_6 (\beta-D-\text{ગેલેક્ટોઝ}) + C_6H_{12}O_6 (\beta-D-\text{ગ્લુકોઝ})$

(N/A) -ગ્લુકોઝ તેના મુક્ત-શૃંખલા સ્વરૂપ અને ચક્રીય હેમીએસીટલ સ્વરૂપો વચ્ચે સંતુલનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. મુક્ત-શૃંખલા સ્વરૂપમાં મુક્ત આલ્ડિહાઇડ $(-CHO)$ સમૂહ હોય છે,જે હાઇડ્રોક્સિલએમાઇન $(NH_2OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓક્સાઇમ બનાવે છે.
જોકે,જ્યારે $D$-ગ્લુકોઝની પ્રક્રિયા એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે તમામ પાંચ હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહો એસીટાઈલેટેડ થઈને $D$-ગ્લુકોઝ પેન્ટાએસીટેટ બનાવે છે. આ વ્યુત્પન્ન (derivative) માં,$C-1$ પરનો હેમીએસીટલ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ પણ એસ્ટર સમૂહમાં રૂપાંતરિત થાય છે. પરિણામે,પેન્ટાએસીટેટ મુક્ત-શૃંખલા આલ્ડિહાઇડ બંધારણ બનાવવા માટે વલય-ખુલવાની (ring-opening) પ્રક્રિયા કરી શકતું નથી. મુક્ત આલ્ડિહાઇડ સમૂહની ગેરહાજરીને કારણે,$D$-ગ્લુકોઝ પેન્ટાએસીટેટ ઓક્સાઇમ બનાવવા માટે $NH_2OH$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

(N/A) મોનોસેકેરાઈડ્સ એ કાર્બોહાઈડ્રેટ્સનું સૌથી સરળ સ્વરૂપ છે,જેનું વધુ જળવિભાજન કરીને પોલીહાઈડ્રોક્સી આલ્ડિહાઈડ અથવા કીટોનના નાના એકમો મેળવી શકાતા નથી.
તેઓ કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા અને તેમાં રહેલા ક્રિયાશીલ સમૂહના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$1$. જો તેમાં આલ્ડિહાઈડ સમૂહ હોય,તો તેને એલ્ડોઝ કહેવામાં આવે છે.
$2$. જો તેમાં કીટો સમૂહ હોય,તો તેને કીટોઝ કહેવામાં આવે છે.
વધુમાં,કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા ($3, 4, 5, 6, 7$ અનુક્રમે) ના આધારે તેમને ટ્રાયોઝ,ટેટ્રોઝ,પેન્ટોઝ,હેક્સોઝ અથવા હેપ્ટોઝ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,$3$ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતા કીટોઝને કીટોટ્રાયોઝ અને $3$ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતા આલ્ડિહાઈડને એલ્ડોટ્રાયોઝ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) રિડ્યુસિંગ શર્કરા એવા કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ છે જે ફેહલિંગના દ્રાવણ $(Fehling's solution)$ અને ટોલેન્સના પ્રક્રિયક $(Tollen's reagent)$ નું રિડક્શન કરે છે. સુક્રોઝ સિવાયની તમામ મોનોસેકેરાઇડ્સ અને ડાયસેકેરાઇડ્સ રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે.

(N/A) વનસ્પતિઓમાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના બે મુખ્ય કાર્યો નીચે મુજબ છે:
$i$. સ્ટાર્ચ જેવા પોલીસેકેરાઇડ્સ સંગ્રહિત અણુઓ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$ii$. સેલ્યુલોઝ,જે એક પોલીસેકેરાઇડ છે,તેનો ઉપયોગ કોષદીવાલ બનાવવા માટે થાય છે.

(N/A) મોનોસેકેરાઇડ્સ એ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ છે જેનું વધુ જળવિભાજન કરીને સરળ પોલીહાઇડ્રોક્સી આલ્ડિહાઇડ્સ અથવા કીટોન્સ મેળવી શકાતા નથી. જેમાં સમાવેશ થાય છે: Ribose,$2-$deoxyribose,galactose અને fructose.
ડાયસેકેરાઇડ્સ એ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ છે જે જળવિભાજન પર સમાન અથવા અલગ મોનોસેકેરાઇડ્સના બે અણુઓ આપે છે. જેમાં સમાવેશ થાય છે: Maltose અને lactose.

(N/A) ગ્લાયકોસિડિક લિંકેજ એટલે બે મોનોસેકેરાઇડ એકમો વચ્ચે પાણીના અણુના દૂર થવાથી ઓક્સિજન પરમાણુ દ્વારા બનતું જોડાણ.
ઉદાહરણ તરીકે,સુક્રોઝના અણુમાં,બે મોનોસેકેરાઇડ એકમો,$\alpha-D-glucose$ અને $\beta-D-fructose$,ગ્લાયકોસિડિક લિંકેજ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

(N/A) ગ્લાયકોજન એ એક પોલીસેકેરાઈડ છે જે પ્રાણીઓમાં કાર્બોહાઈડ્રેટ્સના સંગ્રહના મુખ્ય સ્વરૂપ તરીકે કાર્ય કરે છે.
સ્ટાર્ચ એ એક કાર્બોહાઈડ્રેટ છે જે બે ઘટકોનો બનેલો છે: એમાયલોઝ $(15-20 \%)$ અને એમાયલોપેક્ટીન $(80-85 \%)$.
ગ્લાયકોજન બંધારણીય રીતે એમાયલોપેક્ટીન જેવું જ છે,પરંતુ તે એમાયલોપેક્ટીન કરતા વધુ શાખિત (branched) હોય છે.

(N/A) $(i)$ જળવિભાજન પર,સુક્રોઝ $\alpha-D$-ગ્લુકોઝનો એક અણુ અને $\beta-D$-ફ્રુક્ટોઝનો એક અણુ આપે છે.
$(ii)$ લેક્ટોઝનું જળવિભાજન $\beta-D$-ગેલેક્ટોઝ અને $\beta-D$-ગ્લુકોઝ આપે છે.

(N/A) સ્ટાર્ચ બે ઘટકોનો બનેલો છે: એમાયલોઝ અને એમાયલોપેક્ટીન.
એમાયલોઝ એ $\alpha-D-(+)-$ગ્લુકોઝ એકમોની લાંબી રેખીય શૃંખલા છે જે $C1-C4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ ($\alpha-$બંધ) દ્વારા જોડાયેલ છે.
એમાયલોપેક્ટીન એ $\alpha-D-$ગ્લુકોઝ એકમોનો શાખિત-શૃંખલા પોલિમર છે,જેમાં શૃંખલા $C1-C4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા બને છે અને શાખા $C1-C6$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા રચાય છે.
બીજી તરફ,સેલ્યુલોઝ એ $\beta-D-$ગ્લુકોઝ એકમોનો સીધી-શૃંખલા ધરાવતો પોલિસેકેરાઇડ છે જે $C1-C4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ ($\beta-$બંધ) દ્વારા જોડાયેલ છે.

(N/A) $(i)$ જ્યારે $D-glucose$ ને $HI$ સાથે લાંબા સમય સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે $n-hexane$ બને છે.
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow[\Delta]{HI} CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$
$(ii)$ જ્યારે $D-glucose$ ની પ્રક્રિયા $Br_2$ પાણી સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે $D-gluconic$ એસિડ ઉત્પન્ન થાય છે.
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{Br_2 \text{ water}} COOH-(CHOH)_4-CH_2OH$
$(iii)$ $HNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરવા પર,$D-glucose$ નું ઓક્સિડેશન થઈને સેકેરિક એસિડ (ગ્લુકેરિક એસિડ) મળે છે.
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{HNO_3} COOH-(CHOH)_4-COOH$

(N/A) $(1)$ આલ્ડિહાઇડ સામાન્ય રીતે $2, 4-DNP$ કસોટી,શિફની કસોટી આપે છે અને $NaHSO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇટ યોગશીલ નીપજો બનાવે છે. જોકે,$D$-ગ્લુકોઝ આ પ્રતિક્રિયાઓ આપતું નથી.
$(2)$ $D$-ગ્લુકોઝનું પેન્ટાએસીટેટ હાઇડ્રોક્સિલએમાઇન $(NH_2OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. આ સૂચવે છે કે ગ્લુકોઝના ચક્રીય બંધારણમાં મુક્ત $-CHO$ સમૂહ ગેરહાજર છે.
$(3)$ $D$-ગ્લુકોઝ બે સ્ફટિકમય સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે,$\alpha$ અને $\beta$. $\alpha$-સ્વરૂપ $(m.p. = 419 \ K)$ $303 \ K$ તાપમાને ગ્લુકોઝના સાંદ્ર દ્રાવણમાંથી સ્ફટિકીકરણ પામે છે,જ્યારે $\beta$-સ્વરૂપ $(m.p. = 423 \ K)$ $371 \ K$ તાપમાને ગરમ સંતૃપ્ત જલીય દ્રાવણમાંથી સ્ફટિકીકરણ પામે છે. આ સમઘટકતાને ગ્લુકોઝના ખુલ્લા શૃંખલા બંધારણ દ્વારા સમજાવી શકાતી નથી.

(N/A) કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ મુખ્યત્વે વનસ્પતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને કુદરતી રીતે મળી આવતા કાર્બનિક સંયોજનોનો ખૂબ મોટો સમૂહ બનાવે છે. સામાન્ય ઉદાહરણોમાં ખાંડ,ગ્લુકોઝ અને સ્ટાર્ચનો સમાવેશ થાય છે. મોટાભાગનાનું સામાન્ય સૂત્ર $C_{x}(H_{2}O)_{y}$ છે. રાસાયણિક રીતે,કાર્બોહાઇડ્રેટ્સને પ્રકાશીય સક્રિય પોલિહાઇડ્રોક્સી આલ્ડિહાઇડ્સ અથવા કીટોન્સ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
જળવિભાજનના આધારે વર્ગીકરણ:
$1$. મોનોસેકેરાઇડ્સ: સૌથી સરળ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ જેનું વધુ જળવિભાજન થઈ શકતું નથી. તેમાં $3$ થી $7$ કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
$2$. ઓલિગોસેકેરાઇડ્સ: જે જળવિભાજન પર $2$ થી $10$ મોનોસેકેરાઇડ એકમો આપે છે.
$3$. પોલિસેકેરાઇડ્સ: જે જળવિભાજન પર મોટી સંખ્યામાં ($100$ થી $3000$) મોનોસેકેરાઇડ એકમો આપે છે (દા.ત.,સ્ટાર્ચ,સેલ્યુલોઝ).

(N/A) મોનોસેકેરાઈડ્સનું વર્ગીકરણ બે માપદંડોના આધારે કરવામાં આવે છે:
$1$. કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યાના આધારે: જો મોનોસેકેરાઈડમાં $3$ કાર્બન પરમાણુ હોય,તો તેને ટ્રાયોઝ કહેવાય છે; $4$ કાર્બન પરમાણુ હોય તો ટેટ્રોઝ; $5$ કાર્બન પરમાણુ હોય તો પેન્ટોઝ; અને $6$ કાર્બન પરમાણુ હોય તો હેક્ઝોઝ કહેવાય છે.
$2$. હાજર રહેલા ક્રિયાશીલ સમૂહના આધારે: જો મોનોસેકેરાઈડમાં આલ્ડિહાઈડ સમૂહ $(-CHO)$ હોય,તો તેને આલ્ડોઝ કહેવાય છે. જો તેમાં કીટોન સમૂહ $(>C=O)$ હોય,તો તેને કીટોઝ કહેવાય છે.
આ બંને વર્ગીકરણોને ઘણીવાર જોડવામાં આવે છે,ઉદાહરણ તરીકે,આલ્ડોહેક્ઝોઝ ($6$ કાર્બન ધરાવતું આલ્ડિહાઈડ) અથવા કીટોપેન્ટોઝ ($5$ કાર્બન ધરાવતું કીટોન).

(N/A) ગ્લુકોઝ કુદરતમાં મુક્ત તેમજ સંયુક્ત સ્વરૂપે જોવા મળે છે. તે મીઠા ફળો અને મધમાં હાજર હોય છે. પાકેલી દ્રાક્ષમાં ગ્લુકોઝ મોટી માત્રામાં હોય છે,તેથી તેને "ગ્રેપ સુગર" કહેવામાં આવે છે.
ગ્લુકોઝની બનાવટ:
$(i)$ સુક્રોઝ (શેરડી) માંથી: જ્યારે સુક્રોઝના આલ્કોહોલિક દ્રાવણને મંદ $HCl$ અથવા $H_{2}SO_{4}$ સાથે ઉકાળવામાં આવે છે,ત્યારે ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ સમાન માત્રામાં મળે છે.
$C_{12}H_{22}O_{11} + H_{2}O \xrightarrow{H^{+}} C_{6}H_{12}O_{6} + C_{6}H_{12}O_{6}$
પ્રક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી,મિશ્રણમાં વધુ પ્રમાણમાં આલ્કોહોલ ઉમેરવામાં આવે છે. ગ્લુકોઝ આલ્કોહોલમાં અદ્રાવ્ય હોવાથી નીચે બેસી જાય છે અને તેને ગાળી લેવામાં આવે છે,જ્યારે ફ્રુક્ટોઝ આલ્કોહોલમાં દ્રાવ્ય રહે છે.
$(ii)$ સ્ટાર્ચમાંથી: વ્યાવસાયિક રીતે,ગ્લુકોઝનું ઉત્પાદન સ્ટાર્ચના જળવિભાજન દ્વારા કરવામાં આવે છે,જેમાં તેને મંદ $H_{2}SO_{4}$ સાથે $393 \ K$ તાપમાન અને $2-3 \ atm$ દબાણે ઉકાળવામાં આવે છે.
$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n} + nH_{2}O \xrightarrow{H^{+}, 393 \ K, 2-3 \ atm} nC_{6}H_{12}O_{6}$
જળવિભાજન પછી,વધારાના એસિડને તટસ્થ કરવા માટે કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ ઉમેરવામાં આવે છે,જેનાથી $CaSO_{4}$ ના અવક્ષેપ બને છે જેને ગાળી લેવામાં આવે છે. ગાળણને ચારકોલ દ્વારા રંગહીન બનાવીને સાંદ્ર કરવામાં આવે છે,જેથી ગ્લુકોઝના સ્ફટિકો મળે છે.
ગ્લુકોઝનું બંધારણ:
ગ્લુકોઝ એ આલ્ડોહેક્સોઝ છે જેનું ખુલ્લી શૃંખલાવાળું બંધારણ $CHO-(CHOH)_{4}-CH_{2}OH$ છે.
તેના બંધારણના પુરાવા તરીકે,$HI$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $n$-હેક્ઝેન મળે છે,જે $6$ કાર્બન પરમાણુઓની સીધી શૃંખલા સૂચવે છે:
$CHO-(CHOH)_{4}-CH_{2}OH \xrightarrow{HI, \Delta} CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}$

(N/A) ગ્લુકોઝની ખુલ્લી શૃંખલાવાળી રચના કેટલીક પ્રતિક્રિયાઓ સમજાવવામાં નિષ્ફળ જાય છે,જેમ કે ગ્લુકોઝ એમોનિયા સાથે શિફ બેઝ બનાવતું નથી અને $2,4-DNP$ કસોટી આપતું નથી. આનાથી ચક્રીય રચનાનો પ્રસ્તાવ આવ્યો.
ચક્રીય રચનામાં,$C-5$ પરનો $-OH$ સમૂહ $C-1$ પરના આલ્ડિહાઇડ સમૂહ સાથે પ્રક્રિયા કરીને છ-સભ્યવાળી હેમિયાસીટલ રીંગ બનાવે છે,જેને પાયરાનોઝ રીંગ પણ કહેવાય છે.
આ પ્રક્રિયાના પરિણામે ગ્લુકોઝના બે એનોમરિક સ્વરૂપો બને છે:
$1$. $\alpha-D-(+)-\text{ગ્લુકોઝ}$: આ સ્વરૂપમાં,$C-1$ પરનો $-OH$ સમૂહ જમણી બાજુએ હોય છે.
$2$. $\beta-D-(+)-\text{ગ્લુકોઝ}$: આ સ્વરૂપમાં,$C-1$ પરનો $-OH$ સમૂહ ડાબી બાજુએ હોય છે.
આ બે સ્વરૂપોને એનોમર્સ કહેવામાં આવે છે,અને $C-1$ કાર્બનને એનોમરિક કાર્બન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) ફ્રુક્ટોઝ એ કીટોહેક્સોઝ છે. તે સુક્રોઝના જળવિભાજન દ્વારા ગ્લુકોઝની સાથે મેળવવામાં આવે છે. તે મધ,ફળો અને શાકભાજીમાં જોવા મળતી કુદરતી મોનોસેકેરાઇડ છે. ફ્રુક્ટોઝનું આણ્વીય સૂત્ર $C_{6}H_{12}O_{6}$ છે. પ્રતિક્રિયાઓ દર્શાવે છે કે ફ્રુક્ટોઝ એ કાર્બન-$2$ પર કીટોનિક સમૂહ ધરાવતું છ કાર્બન ધરાવતું સીધી શૃંખલાવાળું સંયોજન છે. તે કુદરતી રીતે લેવોરોટેટરી છે અને $D$-શ્રેણીનું છે. તેને યોગ્ય રીતે $D-(-)$-ફ્રુક્ટોઝ તરીકે લખવામાં આવે છે.
ફ્રુક્ટોઝ બે ચક્રીય સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે $C-5$ કાર્બન પરના $-OH$ સમૂહના બીજા કાર્બન પરના કીટોનિક સમૂહ $(>C=O)$ સાથેના જોડાણ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. આમ બનેલી રીંગ પાંચ સભ્યોની રીંગ છે અને તેને ફ્યુરાન સંયોજનની સામ્યતા દ્વારા ફ્યુરાનોઝ નામ આપવામાં આવ્યું છે. ફ્યુરાન એ એક ઓક્સિજન અને ચાર કાર્બન અણુઓ સાથેનું પાંચ સભ્યોનું ચક્રીય સંયોજન છે. ફ્રુક્ટોઝ મ્યુટારોટેશન દર્શાવે છે.
ફ્રુક્ટોઝની હાવર્થ રચના નીચે મુજબ છે:
(Image: $938-$s38)

(N/A) ડાયસેકેરાઇડ એવા કાર્બોદિતો છે જે મંદ એસિડ અથવા ઉત્સેચકો સાથે જળવિભાજન કરવાથી સમાન અથવા ભિન્ન મોનોસેકેરાઇડના બે અણુઓ આપે છે.
તેઓ બે મોનોસેકેરાઇડ એકમોના સંઘનન દ્વારા બને છે,જે ગ્લાયકોસિડિક સાંકળ તરીકે ઓળખાતી ઓક્સાઇડ સાંકળ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
સામાન્ય ઉદાહરણોમાં સુક્રોઝ,માલ્ટોઝ અને લેક્ટોઝનો સમાવેશ થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,સુક્રોઝના જળવિભાજનથી $\alpha-D$-ગ્લુકોઝનો એક અણુ અને $\beta-D$-ફ્રુક્ટોઝનો એક અણુ મળે છે. આ બે મોનોસેકેરાઇડ $\alpha-D$-ગ્લુકોઝના $C1$ અને $\beta-D$-ફ્રુક્ટોઝના $C2$ વચ્ચેની ગ્લાયકોસિડિક સાંકળ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

(N/A) પોલિસેકેરાઈડ્સ એ લાંબી શૃંખલા ધરાવતા કાર્બોહાઈડ્રેટ્સ છે જે ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા મોટી સંખ્યામાં મોનોસેકેરાઈડ એકમોના પોલિમરાઈઝેશનથી બને છે.
$1$. તે પ્રકૃતિમાં સૌથી સામાન્ય રીતે જોવા મળતા કાર્બોહાઈડ્રેટ્સ છે.
$2$. તેઓ મુખ્યત્વે ખોરાક સંગ્રહ અથવા બંધારણીય પદાર્થો તરીકે કાર્ય કરે છે.
$3$. સ્ટાર્ચ એ વનસ્પતિઓમાં મુખ્ય સંગ્રહિત પોલિસેકેરાઈડ છે,જે એમાયલોઝ અને એમાયલોપેક્ટીનનું બનેલું છે.
$4$. સેલ્યુલોઝ એ વનસ્પતિઓમાં મુખ્ય બંધારણીય પોલિસેકેરાઈડ છે,જે કોષ દીવાલને મજબૂતી આપે છે.
$5$. ગ્લાયકોજન એ પ્રાણીઓમાં સંગ્રહિત પોલિસેકેરાઈડ છે,જેને ઘણીવાર પ્રાણી સ્ટાર્ચ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$6$. તેઓ સામાન્ય રીતે નોન-રિડ્યુસિંગ શર્કરા છે અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે.

(N/A) કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓ બંને માટે જીવન માટે આવશ્યક છે. તેઓ આપણા ખોરાકનો મુખ્ય ભાગ બનાવે છે. આયુર્વેદિક ચિકિત્સા પદ્ધતિમાં મધનો ઉપયોગ લાંબા સમયથી ઉર્જાના ત્વરિત સ્ત્રોત તરીકે કરવામાં આવે છે.
કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનો ઉપયોગ વનસ્પતિમાં સ્ટાર્ચ અને પ્રાણીઓમાં ગ્લાયકોજન તરીકે સંગ્રહિત અણુઓ તરીકે થાય છે. બેક્ટેરિયા અને વનસ્પતિની કોષદીવાલ સેલ્યુલોઝની બનેલી હોય છે. આપણે ફર્નિચર માટે લાકડાના સ્વરૂપમાં અને કપડાં માટે સુતરાઉ રેસાના સ્વરૂપમાં સેલ્યુલોઝનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ કાપડ,કાગળ,લેકર અને બ્રુઅરીઝ જેવા ઘણા મહત્વપૂર્ણ ઉદ્યોગો માટે કાચો માલ પૂરો પાડે છે.
બે આલ્ડો-પેન્ટોઝ,$D$-રાઇબોઝ અને $2$-ડીઓક્સી-$D$-રાઇબોઝ,ન્યુક્લીક એસિડમાં હાજર હોય છે. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ જૈવિક પ્રણાલીઓમાં ઘણા પ્રોટીન અને લિપિડ્સ સાથે સંયોજનમાં પણ જોવા મળે છે.

(N/A) દવાઓના લક્ષ્ય તરીકે પસંદ કરવામાં આવતા મેક્રોમોલેક્યુલ્સ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ,લિપિડ્સ,પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ છે.

(A) આ પ્રક્રિયા સુક્રોઝના આથવણ (fermentation) ને દર્શાવે છે.
પગલું $1$: સુક્રોઝ $(C_{12}H_{22}O_{11})$ નું ઇન્વર્ટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝમાં જળવિભાજન થાય છે $(A = \text{ઇન્વર્ટેઝ} + H_2O)$.
પગલું $2$: ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ નું ઝાયમેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઇથેનોલ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં રૂપાંતર થાય છે $(B = \text{ઝાયમેઝ})$.
તેથી,સાચો જવાબ $A = \text{ઇન્વર્ટેઝ}, B = \text{ઝાયમેઝ}$ છે.

(N/A) દૂધમાં રહેલી શર્કરા લેક્ટોઝ છે.
લેક્ટોઝ એ એક ડાયસેકેરાઇડ છે જે $D$-ગેલેક્ટોઝ અને $D$-ગ્લુકોઝ એકમોથી બનેલું છે,જે $\beta-C_1-O-C_4$ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
તેમાં $2$ મોનોસેકેરાઇડ એકમો હોય છે.
જે ઓલિગોસેકેરાઇડ્સ જળવિભાજન પર $2$ મોનોસેકેરાઇડ એકમો આપે છે,તેમને ડાયસેકેરાઇડ્સ કહેવામાં આવે છે.

જ્યારે ગ્લુકોઝને $HI$ સાથે લાંબા સમય સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું રિડક્શન થઈને $n$-હેક્ઝેન બને છે.
આ પ્રક્રિયા સાબિત કરે છે કે ગ્લુકોઝમાં તમામ છ કાર્બન પરમાણુઓ એક સીધી શૃંખલામાં જોડાયેલા છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{HI, \Delta} CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ ($n$-હેક્ઝેન)

(N/A) પોલિસેકેરાઈડ્સમાં,વ્યક્તિગત મોનોસેકેરાઈડ એકમો પાણીના અણુના દૂર થવાથી બનતા ઓક્સાઈડ બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. આ વિશિષ્ટ પ્રકારના બંધને $glycosidic$ બંધ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) જ્યારે ગ્લુકોઝનું $Br_{2}$ પાણી $(Br_{2} / H_{2}O)$ દ્વારા ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે ત્યારે તે ગ્લુકોનિક એસિડમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
જ્યારે ગ્લુકોઝનું સાંદ્ર $HNO_{3}$ દ્વારા ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે ત્યારે તે સેકેરિક એસિડમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(C) ફ્રુક્ટોઝ એ એક મોનોસેકેરાઈડ છે જેમાં $6$ કાર્બન પરમાણુઓ અને $C-2$ સ્થાન પર કીટોન ક્રિયાશીલ સમૂહ હોય છે.
તેથી,તેને કીટોહેક્સોઝ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(B) કાર્બોહાઈડ્રેટના $D$ અથવા $L$ વિન્યાસને નક્કી કરવા માટે,આપણે કાર્બોનિલ $(-CHO)$ સમૂહથી સૌથી દૂરના કાઈરલ કાર્બન પરમાણુને જોઈએ છીએ.
આપેલ બંધારણમાં,સૌથી દૂરનો કાઈરલ કાર્બન તે છે જે $-CH_2OH$ સમૂહની બાજુમાં છે.
આ કાર્બન પર $-OH$ સમૂહ ડાબી બાજુએ હોવાથી,આ સંયોજન $L$-વિન્યાસ ધરાવે છે.