Carbohydrates Questions in Hindi

(A) बायो-पॉलिमर वे पॉलिमर हैं जो जीवित जीवों द्वारा निर्मित होते हैं। उदाहरणों में प्रोटीन,न्यूक्लिक एसिड और पॉलीसेकेराइड शामिल हैं। ब्यूटाइल रबर एक सिंथेटिक पॉलिमर है जो आइसोब्यूटिलीन और थोड़ी मात्रा में आइसोप्रीन के को-पॉलिमराइजेशन द्वारा निर्मित होता है। इसलिए,यह एक बायो-पॉलिमर नहीं है।

(C) बायो-पॉलिमर वे पॉलिमर हैं जो जीवित जीवों द्वारा निर्मित होते हैं। इसके उदाहरणों में प्रोटीन,न्यूक्लिक एसिड और ग्लाइकोजन तथा स्टार्च जैसे पॉलीसैकराइड शामिल हैं।
सेल्युलोज डाई-एसीटेट एक अर्ध-संश्लेषित (semi-synthetic) पॉलिमर है जिसे रासायनिक संशोधन (एसीटाईलेशन) द्वारा सेल्युलोज से प्राप्त किया जाता है।
इसलिए,इसे प्राकृतिक बायो-पॉलिमर के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है।

(B) Methyl-$\alpha-D$-glucoside में,$C_1$ स्थिति पर $-OCH_3$ समूह $\alpha$-विन्यास में होता है ($-CH_2OH$ समूह के विपरीत दिशा में)।
Methyl-$\beta-D$-glucoside में,$C_1$ स्थिति पर $-OCH_3$ समूह $\beta$-विन्यास में होता है ($-CH_2OH$ समूह के समान दिशा में)।
चूंकि ये दोनों आइसोमर्स केवल एनोमेरिक कार्बन $(C_1)$ पर विन्यास में भिन्न होते हैं,इसलिए इन्हें एनोमर्स कहा जाता है।

(D) विलयन में किसी प्रकाशिक सक्रिय यौगिक के विशिष्ट प्रकाशिक घूर्णन में समय के साथ होने वाले परिवर्तन को,जब तक कि वह एक स्थिर संतुलन मान तक न पहुँच जाए,म्यूटाघूर्णन (mutarotation) कहा जाता है। $\alpha$-$D$-ग्लूकोज और $\beta$-$D$-ग्लूकोज को पानी में घोलने पर यह प्रक्रिया होती है।

(C) फ्रुक्टोज में कीटोनिक समूह $(C-2)$ के अपचयन से $C-2$ पर एक नया कायरल केंद्र बनता है।
इसके परिणामस्वरूप दो आइसोमेरिक अल्कोहल,सोर्बिटोल और मैनिटोल बनते हैं।
ये दो अल्कोहल केवल $C-2$ स्थिति पर विन्यास में भिन्न होते हैं,इसलिए ये $C-2$ एपिमर्स हैं।
चूंकि ये एपिमर्स हैं और इनका आणविक सूत्र समान है लेकिन स्थानिक व्यवस्था अलग है,इसलिए इन्हें डायस्टेरियोमर्स भी कहा जाता है।
अतः,दोनों $(a)$ और $(b)$ सही हैं।

(A) ग्लूकोज का एक अणु ग्लूकोसाजोन बनाने के लिए फेनिलहाइड्राजीन के $3$ अणुओं के साथ अभिक्रिया करता है।
अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1.$ फेनिलहाइड्राजीन का पहला अणु $C-1$ पर एल्डिहाइड समूह के साथ अभिक्रिया करके फेनिलहाइड्राजोन बनाता है।
$2.$ फेनिलहाइड्राजीन का दूसरा अणु $C-2$ पर द्वितीयक अल्कोहल समूह को कार्बोनिल समूह $(C=O)$ में ऑक्सीकृत करता है।
$3.$ फेनिलहाइड्राजीन का तीसरा अणु $C-2$ पर बने नए कार्बोनिल समूह के साथ अभिक्रिया करके अंतिम ओसाजोन देता है।

(B) ओसाज़ोन का निर्माण एक रिड्यूसिंग शुगर के पहले दो कार्बन परमाणुओं के साथ फेनिलहाइड्राज़िन की प्रतिक्रिया से होता है।
आवश्यक संरचनात्मक इकाई एक $\alpha$-हाइड्रॉक्सी कार्बोनिल समूह है,जिसे $-CHOH-CO-$ या $-CHOH-CHOH-$ के रूप में दर्शाया जाता है।
दिए गए विकल्पों में से,विकल्प $(b)$ उस $\alpha$-हाइड्रॉक्सी कार्बोनिल इकाई को दर्शाता है जो शर्करा में पाई जाती है।

(C) एनोमर्स वे डायस्टेरियोमर्स होते हैं जो $C-1$ कार्बन परमाणु पर विन्यास में भिन्न होते हैं।
चूंकि $\alpha - D - (+)$ ग्लूकोज और $\beta - D - (+)$ ग्लूकोज $C-1$ कार्बन परमाणु पर विन्यास में भिन्न होते हैं,इसलिए वे एनोमर्स हैं।

(B) सुक्रोज $+66.5^\circ$ के विशिष्ट प्रकाशिक घूर्णन वाला एक डाइसैकेराइड है।
जल-अपघटन पर,यह $1 \ mole$ $D-(+)$ ग्लूकोज और $1 \ mole$ $D-(-)$ फ्रुक्टोज देता है।
प्राप्त मिश्रण वामावर्त (laevorotatory) होता है,इसीलिए इस प्रक्रिया को गन्ने की शर्करा का प्रतिलोमन कहा जाता है।
यद्यपि दोनों कथन सही हैं,लेकिन कारण,कथन की सही व्याख्या नहीं करता है।

(D) सुक्रोज एक अनपचायी (non-reducing) शर्करा है क्योंकि इसमें कोई मुक्त हेमीऐसिटल या हेमीकीटल समूह नहीं होता है।
म्यूटारोटेशन उन अपचायी शर्कराओं का गुण है जिनमें मुक्त हेमीऐसिटल या हेमीकीटल समूह होता है,जो उन्हें उनके $\alpha$ और $\beta$ एनोमेरिक रूपों के बीच संतुलन में रहने की अनुमति देता है।
चूंकि सुक्रोज में इस मुक्त समूह का अभाव होता है,इसलिए यह म्यूटारोटेशन प्रदर्शित नहीं करता है।
अतः,कथन गलत है,जबकि कारण सही है।

(A) ग्लाइकोसाइड्स का निर्माण एक शर्करा (जैसे ग्लूकोज) की अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में अल्कोहल के साथ अभिक्रिया द्वारा होता है।
संरचनात्मक रूप से,ग्लाइकोसाइड्स एसिटल होते हैं (विशेष रूप से,ये हेमीएसिटल से बने चक्रीय एसिटल होते हैं)।
चूंकि ये एसिटल होते हैं,इसलिए ये क्षारीय परिस्थितियों में स्थिर होते हैं लेकिन अम्लीय परिस्थितियों में आसानी से जल-अपघटित होकर शर्करा और अल्कोहल देते हैं।
अतः,कथन सही है और कारण भी सही है तथा यह कथन की सही व्याख्या करता है।

(A) सुक्रोज एक डाइसैकेराइड है जो ग्लूकोज और फ्रुक्टोज इकाइयों से बना होता है,जो ग्लूकोज के $C1$ और फ्रुक्टोज के $C2$ के बीच एक ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़े होते हैं।
चूंकि दोनों एनोमेरिक कार्बन (ग्लूकोज का एल्डिहाइड समूह और फ्रुक्टोज का कीटोनिक समूह) ग्लाइकोसिडिक बंधन के निर्माण में शामिल होते हैं,इसलिए अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करने के लिए कोई मुक्त एल्डिहाइड या कीटोनिक समूह उपलब्ध नहीं होता है।
इसलिए,सुक्रोज एक अनपचायी शर्करा है।
दोनों कथन सही हैं,और ग्लाइकोसिडिक लिंकेज की उपस्थिति (विशेष रूप से दोनों एनोमेरिक कार्बन की भागीदारी) यह बताती है कि यह अनपचायी क्यों है।

(C) माल्टोज एक डाइसैकेराइड है जो एक अपचायी शर्करा के रूप में कार्य करता है क्योंकि इसमें एक मुक्त हेमीऐसिटल समूह होता है।
जल-अपघटन पर,यह $D-$ग्लूकोज के दो मोल देता है।
हालाँकि,माल्टोज में ग्लाइकोसिडिक बंध एक $\alpha-1,4-$ग्लाइकोसिडिक बंध है,न कि $\beta-$बंध।
इसलिए,कथन सही है,लेकिन कारण गलत है।

(A) -ग्लूकोज की तनु क्षार के साथ अभिक्रिया को लोब्री डी ब्रुइन-वैन एकेंस्टीन रूपांतरण के रूप में जाना जाता है।
इस प्रक्रिया में एक इनिडियोल मध्यवर्ती का निर्माण शामिल है।
इनिडियोल के निर्माण के दौरान,$C_2$ कार्बन परमाणु का संकरण $sp^3$ से बदलकर $sp^2$ हो जाता है।
यह मध्यवर्ती ग्लूकोज,मैनोज और फ्रुक्टोज के बीच अंतर-रूपांतरण को संभव बनाता है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण,कथन की सही व्याख्या है।

(A) ग्लूकोज और फ्रुक्टोज केवल $C_1$ और $C_2$ परमाणुओं के विन्यास में भिन्न होते हैं।
फेनिलहाइड्राजीन के साथ अभिक्रिया के दौरान,$C_1$ और $C_2$ परमाणु ओसाजोन संरचना के निर्माण में शामिल होते हैं।
चूंकि $C_3, C_4, C_5,$ और $C_6$ पर स्टीरियोकेमिस्ट्री ग्लूकोज और फ्रुक्टोज दोनों में समान रहती है,इसलिए वे समान ओसाजोन उत्पाद देते हैं।
अतः,कारण कथन की सही व्याख्या करता है।

(B) आयोडोमेट्रिक अनुमापन में स्टार्च का उपयोग संकेतक के रूप में किया जाता है क्योंकि यह $I_2$ (आयोडीन) के साथ गहरे नीले रंग का संकुल बनाता है।
स्टार्च वास्तव में एक पॉलीसैकराइड है,लेकिन यह रासायनिक गुण (पॉलीसैकराइड होना) इस बात की व्याख्या नहीं है कि यह इस विशिष्ट अनुमापन में संकेतक के रूप में कार्य क्यों करता है।
अतः,दोनों कथन सही हैं,लेकिन कारण कथन की सही व्याख्या नहीं है।

(A) एमाइलोज़ $\alpha-D$-ग्लूकोज इकाइयों की एक लंबी अशाखित श्रृंखला है जो $C_1-C_4$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़ी होती है।
एमाइलोपेक्टिन $\alpha-D$-ग्लूकोज इकाइयों का एक शाखित बहुलक है जिसमें मुख्य श्रृंखला $C_1-C_4$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा बनती है,जबकि शाखा $C_1-C_6$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा बनती है।
इसलिए,सही कथन यह है कि एमाइलोपेक्टिन में $1 \rightarrow 4$ $\alpha$-लिंकेज और $1 \rightarrow 6$ $\alpha$-लिंकेज दोनों होते हैं।

(B) ग्लूकोनिक एसिड का निर्माण ब्रोमीन जल $(Br_2/H_2O)$ का उपयोग करके $D$-ग्लूकोज के हल्के ऑक्सीकरण द्वारा होता है।
यह प्रक्रिया केवल एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ को कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में ऑक्सीकृत करती है,जबकि प्राथमिक अल्कोहल समूह $(-CH_2OH)$ अप्रभावित रहता है।
इसलिए,यह ग्लूकोज का आंशिक ऑक्सीकरण उत्पाद है।
विकल्प $A$ गलत है क्योंकि ग्लूकोनिक एसिड हेमीएसिटल के बजाय लैक्टोन (चक्रीय एस्टर) बनाता है।
विकल्प $C$ गलत है क्योंकि $HNO_3$ के साथ ऑक्सीकरण से सैकेरिक एसिड (डाइकार्बोक्सिलिक एसिड) प्राप्त होता है।
विकल्प $D$ गलत है क्योंकि ग्लूकोनिक एसिड एक मोनोकार्बोक्सिलिक एसिड है।

(C) माल्टोज़ एक डाइसैकेराइड है जो $\alpha-D$-ग्लूकोज के दो अणुओं के संघनन से बनता है।
ये दो ग्लूकोज इकाइयाँ $\alpha-1,4$-ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़ी होती हैं।

(B) ग्लूकोज में एक एल्डिहाइड समूह होता है,लेकिन यह शिफ परीक्षण नहीं देता है क्योंकि एल्डिहाइड समूह $C-5$ हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ हेमीएसीटल निर्माण में शामिल होता है,जिसके परिणामस्वरूप एक चक्रीय संरचना बनती है। इसलिए,यह कथन कि ग्लूकोज शिफ परीक्षण देता है,गलत है।

(N/A) ग्लूकोज के एक अणु में पाँच $-OH$ समूह होते हैं,जबकि सुक्रोज के एक अणु में आठ $-OH$ समूह होते हैं। ये $-OH$ समूह ग्लूकोज और सुक्रोज को पानी के अणुओं के साथ व्यापक हाइड्रोजन बंधन बनाने में सक्षम बनाते हैं,जिससे वे घुलनशील हो जाते हैं। इसके विपरीत,साइक्लोहेक्सेन और बेंजीन अध्रुवीय हाइड्रोकार्बन हैं जिनमें $-OH$ समूह नहीं होते हैं। परिणामस्वरूप,वे पानी के साथ हाइड्रोजन बंधन नहीं बना सकते हैं,जिसके कारण वे पानी में अघुलनशील होते हैं।

(N/A) लैक्टोज एक डाइसैकेराइड है जो $\beta-D$-गैलेक्टोज और $\beta-D$-ग्लूकोज इकाइयों से बना होता है जो $\beta-1,4$-ग्लाइकोसिडिक बंध द्वारा जुड़े होते हैं।
जल-अपघटन पर,लैक्टोज अपने घटक मोनोसैकेराइड्स में टूट जाता है:
$C_{12}H_{22}O_{11} (\text{लैक्टोज}) + H_2O$ $\xrightarrow{H^+} C_6H_{12}O_6 (\beta-D-\text{गैलेक्टोज}) + C_6H_{12}O_6 (\beta-D-\text{ग्लूकोज})$

(N/A) -ग्लूकोज अपने मुक्त-श्रृंखला रूप और चक्रीय हेमीएसीटल रूपों के बीच संतुलन में मौजूद होता है। मुक्त-श्रृंखला रूप में एक मुक्त एल्डिहाइड $(-CHO)$ समूह होता है,जो ऑक्साइम बनाने के लिए हाइड्रॉक्सिलएमाइन $(NH_2OH)$ के साथ प्रतिक्रिया करता है।
हालाँकि,जब $D$-ग्लूकोज को एसिटिक एनहाइड्राइड के साथ उपचारित किया जाता है,तो सभी पांच हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूह एसिटाइलेट होकर $D$-ग्लूकोज पेंटाएसीटेट बनाते हैं। इस व्युत्पन्न में,$C-1$ पर स्थित हेमीएसीटल हाइड्रॉक्सिल समूह भी एस्टर समूह में परिवर्तित हो जाता है। परिणामस्वरूप,पेंटाएसीटेट मुक्त-श्रृंखला एल्डिहाइड संरचना बनाने के लिए वलय-खुलने (ring-opening) की प्रक्रिया नहीं कर सकता है। मुक्त एल्डिहाइड समूह की अनुपस्थिति के कारण,$D$-ग्लूकोज पेंटाएसीटेट ऑक्साइम बनाने के लिए $NH_2OH$ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

(N/A) मोनोसैकेराइड कार्बोहाइड्रेट का सबसे सरल रूप हैं,जिन्हें पॉलीहाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड या कीटोन की छोटी इकाइयों में और अधिक जल-अपघटित (hydrolysed) नहीं किया जा सकता है।
इन्हें कार्बन परमाणुओं की संख्या और मौजूद कार्यात्मक समूह (functional group) के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
$1$. यदि उनमें एल्डिहाइड समूह होता है,तो उन्हें एल्डोज कहा जाता है।
$2$. यदि उनमें कीटो समूह होता है,तो उन्हें कीटोज कहा जाता है।
इसके अतिरिक्त,कार्बन परमाणुओं की संख्या ($3, 4, 5, 6, 7$ क्रमशः) के आधार पर इन्हें ट्रायोज,टेट्रोज,पेंटोज,हेक्सोज या हेप्टोज के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। उदाहरण के लिए,$3$ कार्बन परमाणुओं वाले कीटोज को कीट्रायोज और $3$ कार्बन परमाणुओं वाले एल्डोज को एल्डोट्रायोज कहा जाता है।

(N/A) अपचायी शर्करा वे कार्बोहाइड्रेट हैं जो फेहलिंग विलयन $(Fehling's solution)$ और टॉलेन अभिकर्मक $(Tollen's reagent)$ को अपचयित (reduce) करते हैं। सुक्रोज को छोड़कर सभी मोनोसैकेराइड और डाइसैकेराइड अपचायी शर्करा होते हैं।

(N/A) पौधों में कार्बोहाइड्रेट के दो मुख्य कार्य निम्नलिखित हैं:
$i$. स्टार्च जैसे पॉलीसेकेराइड भंडारण अणुओं के रूप में कार्य करते हैं।
$ii$. सेलुलोज,जो एक पॉलीसेकेराइड है,का उपयोग कोशिका भित्ति बनाने के लिए किया जाता है।

(N/A) मोनोसैकेराइड्स वे कार्बोहाइड्रेट हैं जिन्हें और अधिक सरल पॉलीहाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड या कीटोन में जल-अपघटित नहीं किया जा सकता है। इनमें शामिल हैं: Ribose,$2-$deoxyribose,galactose और fructose.
डाइसैकेराइड्स वे कार्बोहाइड्रेट हैं जो जल-अपघटन पर समान या भिन्न मोनोसैकेराइड्स के दो अणु प्रदान करते हैं। इनमें शामिल हैं: Maltose और lactose.

(N/A) ग्लाइकोसिडिक लिंकेज का तात्पर्य दो मोनोसैकेराइड इकाइयों के बीच पानी के एक अणु के नुकसान से एक ऑक्सीजन परमाणु के माध्यम से बनने वाले बंधन से है।
उदाहरण के लिए,सुक्रोज के एक अणु में,दो मोनोसैकेराइड इकाइयाँ,$\alpha-D-glucose$ और $\beta-D-fructose$,एक ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़ी होती हैं।

(N/A) ग्लाइकोजन एक पॉलीसेकेराइड है जो जंतुओं में कार्बोहाइड्रेट के भंडारण के मुख्य रूप में कार्य करता है।
स्टार्च एक कार्बोहाइड्रेट है जो दो घटकों से बना होता है: एमाइलोज $(15-20 \%)$ और एमाइलोपेक्टिन $(80-85 \%)$।
ग्लाइकोजन संरचनात्मक रूप से एमाइलोपेक्टिन के समान है,लेकिन यह एमाइलोपेक्टिन की तुलना में अधिक शाखित (branched) होता है।

(N/A) $(i)$ जल-अपघटन पर,सुक्रोज $\alpha-D$-ग्लूकोज का एक अणु और $\beta-D$-फ्रुक्टोज का एक अणु देता है।
$(ii)$ लैक्टोज का जल-अपघटन $\beta-D$-गैलेक्टोज और $\beta-D$-ग्लूकोज देता है।

(N/A) स्टार्च दो घटकों से बना होता है: एमाइलोज और एमाइलोपेक्टिन।
एमाइलोज $\alpha-D-(+)-$ग्लूकोज इकाइयों की एक लंबी रैखिक श्रृंखला है जो $C1-C4$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज ($\alpha-$लिंक) द्वारा जुड़ी होती है।
एमाइलोपेक्टिन $\alpha-D-$ग्लूकोज इकाइयों का एक शाखित-श्रृंखला बहुलक है,जिसमें श्रृंखला $C1-C4$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा बनती है और शाखा $C1-C6$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा होती है।
दूसरी ओर,सेलुलोज $\beta-D-$ग्लूकोज इकाइयों का एक सीधी-श्रृंखला वाला पॉलीसैकराइड है जो $C1-C4$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज ($\beta-$लिंक) द्वारा जुड़ा होता है।

(N/A) $(i)$ जब $D-glucose$ को $HI$ के साथ लंबे समय तक गर्म किया जाता है,तो $n-hexane$ बनता है।
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow[\Delta]{HI} CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$
$(ii)$ जब $D-glucose$ को $Br_2$ जल के साथ उपचारित किया जाता है,तो $D-gluconic$ अम्ल उत्पन्न होता है।
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{Br_2 \text{ water}} COOH-(CHOH)_4-CH_2OH$
$(iii)$ $HNO_3$ के साथ उपचारित करने पर,$D-glucose$ ऑक्सीकृत होकर सैकेरिक अम्ल (ग्लूकेरिक अम्ल) देता है।
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{HNO_3} COOH-(CHOH)_4-COOH$

(N/A) $(1)$ एल्डिहाइड सामान्यतः $2, 4-DNP$ परीक्षण,शिफ परीक्षण देते हैं और $NaHSO_3$ के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन सल्फाइट योगज उत्पाद बनाते हैं। हालाँकि,$D$-ग्लूकोज इन अभिक्रियाओं को नहीं दर्शाता है।
$(2)$ $D$-ग्लूकोज का पेंटाएसीटेट हाइड्रोक्सिलएमीन $(NH_2OH)$ के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। यह इंगित करता है कि ग्लूकोज की चक्रीय संरचना में मुक्त $-CHO$ समूह अनुपस्थित है।
$(3)$ $D$-ग्लूकोज दो क्रिस्टलीय रूपों,$\alpha$ और $\beta$ में मौजूद होता है। $\alpha$-रूप $(m.p. = 419 \ K)$ $303 \ K$ पर ग्लूकोज के सांद्र विलयन से क्रिस्टलीकृत होता है,जबकि $\beta$-रूप $(m.p. = 423 \ K)$ $371 \ K$ पर गर्म संतृप्त जलीय विलयन से क्रिस्टलीकृत होता है। इस समावयवता को ग्लूकोज की खुली श्रृंखला संरचना द्वारा नहीं समझाया जा सकता है।

(N/A) कार्बोहाइड्रेट मुख्य रूप से पौधों द्वारा उत्पादित होते हैं और बड़ी संख्या में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कार्बनिक यौगिक बनाते हैं। सामान्य उदाहरणों में चीनी,ग्लूकोज और स्टार्च शामिल हैं। अधिकांश का सामान्य सूत्र $C_{x}(H_{2}O)_{y}$ होता है। रासायनिक रूप से,कार्बोहाइड्रेट को प्रकाशिक सक्रिय पॉलीहाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड या कीटोन के रूप में परिभाषित किया जाता है।
जल-अपघटन के आधार पर वर्गीकरण:
$1$. मोनोसैकेराइड्स: सबसे सरल कार्बोहाइड्रेट जिनका और अधिक जल-अपघटन नहीं किया जा सकता है। इनमें $3$ से $7$ कार्बन परमाणु होते हैं।
$2$. ओलिगोसैकेराइड्स: वे कार्बोहाइड्रेट जो जल-अपघटन पर $2$ से $10$ मोनोसैकेराइड इकाइयाँ देते हैं।
$3$. पॉलीसैकेराइड्स: वे कार्बोहाइड्रेट जो जल-अपघटन पर बड़ी संख्या में ($100$ से $3000$) मोनोसैकेराइड इकाइयाँ देते हैं (जैसे स्टार्च,सेलुलोज)।

(N/A) मोनोसैकेराइड्स को दो मानदंडों के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:
$1$. कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर: यदि एक मोनोसैकेराइड में $3$ कार्बन परमाणु होते हैं,तो इसे ट्रायोज़ कहा जाता है; $4$ कार्बन परमाणु होने पर टेट्रोज़; $5$ कार्बन परमाणु होने पर पेंटोज़; और $6$ कार्बन परमाणु होने पर हेक्सोज़ कहा जाता है।
$2$. उपस्थित कार्यात्मक समूह के आधार पर: यदि मोनोसैकेराइड में एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ होता है,तो इसे एल्डोज़ कहा जाता है। यदि इसमें कीटोन समूह $(>C=O)$ होता है,तो इसे कीटोज़ कहा जाता है।
इन दोनों वर्गीकरणों को अक्सर संयोजित किया जाता है,उदाहरण के लिए,एल्डोहेक्सोज़ ($6$ कार्बन वाला एल्डिहाइड) या कीटोपेंटोज़ ($5$ कार्बन वाला कीटोन)।

(N/A) ग्लूकोज प्रकृति में मुक्त और संयुक्त दोनों रूपों में पाया जाता है। यह मीठे फलों और शहद में उपस्थित होता है। पके हुए अंगूरों में ग्लूकोज बड़ी मात्रा में होता है,इसलिए इसे "ग्रेप शुगर" कहा जाता है।
ग्लूकोज का विरचन:
$(i)$ सुक्रोज (चीनी) से: जब सुक्रोज के अल्कोहलिक विलयन को तनु $HCl$ या $H_{2}SO_{4}$ के साथ उबाला जाता है,तो ग्लूकोज और फ्रुक्टोज समान मात्रा में प्राप्त होते हैं।
$C_{12}H_{22}O_{11} + H_{2}O \xrightarrow{H^{+}} C_{6}H_{12}O_{6} + C_{6}H_{12}O_{6}$
अभिक्रिया पूर्ण होने के बाद,मिश्रण में अधिक मात्रा में अल्कोहल मिलाया जाता है। ग्लूकोज अल्कोहल में अघुलनशील होने के कारण अवक्षेपित हो जाता है और इसे छान लिया जाता है,जबकि फ्रुक्टोज अल्कोहल में घुलनशील रहता है।
$(ii)$ स्टार्च से: व्यावसायिक रूप से,ग्लूकोज का निर्माण स्टार्च के जल-अपघटन द्वारा किया जाता है,जिसमें इसे तनु $H_{2}SO_{4}$ के साथ $393 \ K$ तापमान और $2-3 \ atm$ दबाव पर उबाला जाता है।
$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n} + nH_{2}O \xrightarrow{H^{+}, 393 \ K, 2-3 \ atm} nC_{6}H_{12}O_{6}$
जल-अपघटन के बाद,अतिरिक्त अम्ल को उदासीन करने के लिए कैल्शियम कार्बोनेट मिलाया जाता है,जिससे $CaSO_{4}$ का अवक्षेप बनता है जिसे छान लिया जाता है। निस्यंद को चारकोल द्वारा रंगहीन बनाकर सांद्रित किया जाता है,जिससे ग्लूकोज के क्रिस्टल प्राप्त होते हैं।
ग्लूकोज की संरचना:
ग्लूकोज एक एल्डोहेक्सोज है जिसकी खुली श्रृंखला संरचना $CHO-(CHOH)_{4}-CH_{2}OH$ है।
इसकी संरचना के प्रमाण के रूप में,$HI$ के साथ अभिक्रिया करने पर $n$-हेक्सेन प्राप्त होता है,जो $6$ कार्बन परमाणुओं की सीधी श्रृंखला को दर्शाता है:
$CHO-(CHOH)_{4}-CH_{2}OH \xrightarrow{HI, \Delta} CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}$

(N/A) ग्लूकोज की खुली श्रृंखला संरचना कुछ अभिक्रियाओं को समझाने में विफल रहती है,जैसे कि ग्लूकोज अमोनिया के साथ शिफ बेस नहीं बनाता है और $2,4-DNP$ परीक्षण नहीं देता है। इससे चक्रीय संरचना का प्रस्ताव आया।
चक्रीय संरचना में,$C-5$ पर स्थित $-OH$ समूह $C-1$ पर स्थित एल्डिहाइड समूह के साथ अभिक्रिया करके छह-सदस्यीय हेमीएसीटल वलय बनाता है,जिसे पाइरानोज़ वलय भी कहा जाता है।
इस अभिक्रिया के परिणामस्वरूप ग्लूकोज के दो एनोमेरिक रूप बनते हैं:
$1$. $\alpha-D-(+)-\text{ग्लूकोज}$: इस रूप में,$C-1$ पर $-OH$ समूह दाईं ओर होता है।
$2$. $\beta-D-(+)-\text{ग्लूकोज}$: इस रूप में,$C-1$ पर $-OH$ समूह बाईं ओर होता है।
इन दो रूपों को एनोमर्स कहा जाता है,और $C-1$ कार्बन को एनोमेरिक कार्बन के रूप में जाना जाता है।

(N/A) फ्रुक्टोज एक कीटोहेक्सोज है। यह सुक्रोज के जल-अपघटन द्वारा ग्लूकोज के साथ प्राप्त किया जाता है। यह शहद,फलों और सब्जियों में पाया जाने वाला एक प्राकृतिक मोनोसैकेराइड है। फ्रुक्टोज का आणविक सूत्र $C_{6}H_{12}O_{6}$ है। अभिक्रियाएं दर्शाती हैं कि फ्रुक्टोज एक छह-कार्बन वाली सीधी श्रृंखला वाला यौगिक है जिसमें कार्बन-$2$ पर एक कीटोनी समूह होता है। यह प्राकृतिक रूप से वामावर्त (laevorotatory) है और $D$-श्रृंखला से संबंधित है। इसे उचित रूप से $D-(-)$-फ्रुक्टोज के रूप में लिखा जाता है।
फ्रुक्टोज दो चक्रीय रूपों में मौजूद होता है जो $C-5$ कार्बन पर $-OH$ समूह के दूसरे कार्बन पर कीटोनी समूह $(>C=O)$ के साथ जुड़ने से प्राप्त होते हैं। इस प्रकार बनी वलय पांच-सदस्यीय वलय है और इसे फुरान यौगिक की सादृश्यता के कारण फुरानोज नाम दिया गया है। फुरान एक ऑक्सीजन और चार कार्बन परमाणुओं वाला पांच-सदस्यीय चक्रीय यौगिक है। फ्रुक्टोज म्यूटारोटेशन प्रदर्शित करता है।
फ्रुक्टोज की हावर्थ संरचना नीचे दिखाई गई है:
(Image: $938-$s38)

(N/A) डाईसैकेराइड वे कार्बोहाइड्रेट हैं जो तनु अम्ल या एंजाइमों के साथ जल-अपघटन पर मोनोसैकेराइड के दो समान या भिन्न अणु देते हैं।
ये दो मोनोसैकेराइड इकाइयों के संघनन से बनते हैं,जो एक ऑक्साइड लिंकेज द्वारा जुड़े होते हैं जिसे ग्लाइकोसिडिक लिंकेज कहा जाता है।
सामान्य उदाहरणों में सुक्रोज,माल्टोज और लैक्टोज शामिल हैं।
उदाहरण के लिए,सुक्रोज के जल-अपघटन से $\alpha-D$-ग्लूकोज का एक अणु और $\beta-D$-फ्रुक्टोज का एक अणु प्राप्त होता है। ये दो मोनोसैकेराइड $\alpha-D$-ग्लूकोज के $C1$ और $\beta-D$-फ्रुक्टोज के $C2$ के बीच एक ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़े होते हैं।

(N/A) पॉलीसैकराइड्स लंबी श्रृंखला वाले कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़े बड़ी संख्या में मोनोसैकराइड इकाइयों के बहुलकीकरण (polymerization) से बनते हैं।
$1$. ये प्रकृति में सबसे अधिक पाए जाने वाले कार्बोहाइड्रेट हैं।
$2$. ये मुख्य रूप से खाद्य भंडारण या संरचनात्मक सामग्री के रूप में कार्य करते हैं।
$3$. स्टार्च पौधों में मुख्य भंडारण पॉलीसैकराइड है,जो एमाइलोज और एमाइलोपेक्टिन से बना होता है।
$4$. सेलुलोज पौधों में मुख्य संरचनात्मक पॉलीसैकराइड है,जो कोशिका भित्ति को कठोरता प्रदान करता है।
$5$. ग्लाइकोजन जानवरों में भंडारण पॉलीसैकराइड है,जिसे अक्सर पशु स्टार्च कहा जाता है।
$6$. ये आमतौर पर गैर-अपचायक (non-reducing) शर्करा होते हैं और पानी में अघुलनशील होते हैं।

(N/A) कार्बोहाइड्रेट पौधों और जानवरों दोनों के जीवन के लिए आवश्यक हैं। वे हमारे भोजन का एक बड़ा हिस्सा बनाते हैं। आयुर्वेदिक चिकित्सा पद्धति में शहद का उपयोग लंबे समय से ऊर्जा के तत्काल स्रोत के रूप में किया जाता रहा है।
कार्बोहाइड्रेट का उपयोग पौधों में स्टार्च और जानवरों में ग्लाइकोजन के रूप में भंडारण अणुओं के रूप में किया जाता है। बैक्टीरिया और पौधों की कोशिका भित्ति सेलुलोज से बनी होती है। हम फर्नीचर के लिए लकड़ी के रूप में और कपड़ों के लिए कपास के रेशों के रूप में सेलुलोज का उपयोग करते हैं।
कार्बोहाइड्रेट कपड़ा,कागज,लाख और शराब जैसे कई महत्वपूर्ण उद्योगों के लिए कच्चा माल प्रदान करते हैं।
दो एल्डो-पेंटोज,$D$-राइबोज और $2$-डीऑक्सी-$D$-राइबोज,न्यूक्लिक एसिड में मौजूद होते हैं। कार्बोहाइड्रेट जैविक प्रणालियों में कई प्रोटीन और लिपिड के साथ संयोजन में भी पाए जाते हैं।

(N/A) ड्रग टारगेट के रूप में चुने जाने वाले मैक्रोमोलेक्यूल्स कार्बोहाइड्रेट,लिपिड,प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड हैं।

(A) यह अभिक्रिया सुक्रोज के किण्वन (fermentation) को दर्शाती है।
चरण $1$: सुक्रोज $(C_{12}H_{22}O_{11})$ का इन्वर्टेज एंजाइम द्वारा ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में जल-अपघटन होता है $(A = \text{इन्वर्टेज} + H_2O)$।
चरण $2$: ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ का जाइमेज एंजाइम द्वारा इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में रूपांतरण होता है $(B = \text{जाइमेज})$।
अतः,सही उत्तर $A = \text{इन्वर्टेज}, B = \text{जाइमेज}$ है।

(N/A) दूध में उपस्थित शर्करा लैक्टोज है।
लैक्टोज एक डाइसैकेराइड है जो $D$-गैलेक्टोज और $D$-ग्लूकोज इकाइयों से बना होता है,जो $\beta-C_1-O-C_4$ ग्लाइकोसिडिक लिंकेज द्वारा जुड़े होते हैं।
इसमें $2$ मोनोसैकेराइड इकाइयाँ होती हैं।
ऐसे ओलिगोसैकेराइड्स जो जल-अपघटन पर $2$ मोनोसैकेराइड इकाइयाँ देते हैं,उन्हें डाइसैकेराइड्स कहा जाता है।

जब ग्लूकोज को $HI$ के साथ लंबे समय तक गर्म किया जाता है,तो यह अपचयित होकर $n$-हेक्सेन बनाता है।
यह अभिक्रिया पुष्टि करती है कि ग्लूकोज में सभी छह कार्बन परमाणु एक सीधी श्रृंखला में जुड़े हुए हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{HI, \Delta} CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$ ($n$-हेक्सेन)

(N/A) पॉलीसैकराइड्स में,व्यक्तिगत मोनोसैकराइड इकाइयाँ पानी के अणु के निकलने से बनने वाले ऑक्साइड बंध द्वारा एक-दूसरे से जुड़ी होती हैं। इस विशिष्ट प्रकार के बंध को $glycosidic$ बंध के रूप में जाना जाता है।

(N/A) जब ग्लूकोज का $Br_{2}$ जल $(Br_{2} / H_{2}O)$ द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है,तो यह ग्लूकोनिक अम्ल में परिवर्तित हो जाता है।
जब ग्लूकोज का सांद्र $HNO_{3}$ द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है,तो यह सैकेरिक अम्ल में परिवर्तित हो जाता है।

(C) फ्रुक्टोज़ एक मोनोसैकेराइड है जिसमें $6$ कार्बन परमाणु और $C-2$ स्थिति पर कीटोन कार्यात्मक समूह होता है।
इसलिए,इसे कीटोहेक्सोज़ के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(B) कार्बोहाइड्रेट के $D$ या $L$ विन्यास को निर्धारित करने के लिए,हम कार्बोनिल $(-CHO)$ समूह से सबसे दूर स्थित कायरल कार्बन परमाणु को देखते हैं।
दी गई संरचना में,सबसे दूर का कायरल कार्बन वह है जो $-CH_2OH$ समूह के निकट है।
चूंकि इस कार्बन पर $-OH$ समूह बाईं ओर है,इसलिए यौगिक $L$-विन्यास रखता है।