Дослід 52. Реакції на карбонільні групи в моносахаридах

Реактиви: 1%-й розчин глюкози, 1%-й розчин фруктози, 2%-й розчин глюкози, 2%-й розчин фруктози, 10%-й розчин глюкози, 10%-й розчин формальдегіду, фуксиносірчиста кислота, 5%-й розчин сульфату купруму, 10%-й розчин гідроксиду натрію, реактив Фелінга, бромна вода (насичений розчин), 1%-й розчин FeCl₃? 1%-й розчин фенолу, 1%-й розчин нітрату аргентуму, 5%-й розчин глюкози, розчин фенілгідразину.

Обладнання: водяні бані, термометри (100^оС), мікроскоп, піпетки, предметні скельця.

а) Реакціі фуксиносірчистої кислоти з формальдегідом і глюкозою. В дві пробірки наливають по 1,5 мл розчину фуксиносірчистої кислоти. В одну пробірку приливають 1,5 мл 10%-го розчину формальдегіду, в другу – 1,5 мл 10%-го розчину глюкози. Вміст пробірок перемішують. Через деякий час в пробірці з формальдегідом з’являється фіолетово-рожеве забарвлення. Розчин, що містить глюкозу, залишається безбарвним.

Чому глюкоза (і інші моносахариди) не дає деякі реакції на карбонільну групу? Наприклад, вона не реагує з фуксиносірчистою кислотою і з гідросульфітом натрію.

б) Окислення моносахаридів гідроксидом купруму (ІІ) в лужному середовищі. В пробірці змішують 3 мл 1%-го розчину глюкози і 1,5 мл 10%-го розчину гідроксиду натрія. Потім по краплям при струшуванні додають 5%-й розчин сульфату купруму до появи каламуті, що не зникає при струшуванні. Надлишок гідроксиду купруму (ІІ) заважає реакції, бо при нагріванні він втрачає воду і перетворюється в оксид купруму (ІІ) чорного кольору. Якщо ж гідроксиду купруму (ІІ) занадто мало, то не зв’язана ним глюкоза при нагріванні осмолюється, продукти осмолення темного кольору також маскують реакцію. Вміст пробірки нагрівають до початку кипіння таким чином, щоб прогрівалася лише верхня частина розчину, а нижня залишалася для контролю. В нагрітій частині розчину з’являється жовтий осад гідроксиду купруму (І), який швидко переходить в червоний осад оксиду купруму (І). Дослід повторюють, але замість розчину глюкози використовують 1%-й розчин фруктози.

В умовах досліду однаково легко окислюються гідроксидом купруму (ІІ) і альдози (глюкоза), і кетози (фруктоза). Пояснюється це тим, що при нагріванні з окислювачем в лужному середовищі карбонові ланцюги молекул моносахаридів розщеплюються, при цьому утворюється суміш речовин, в тому числі і таких, що легко окислюються (формальдегід, мурашина кислота тощо). Серед продуктів окислення глюкози виявлена також глюконова (одноосновна) кислота.

Напишіть рівняння реакції окислення глюкози до глюконової кислоти гідроксидом купруму (ІІ).

в) Окислення моносахаридів реактивом Фелінга. Наливають в дві пробірки по 1,5-2 мл розчинів моносахаридів: в одну пробірку – 1%-й розчин глюкози, в другу – 1%-й розчин фруктози. Потім в кожну пробірку приливають рівні об’єми розчинів Фелінг-1 і Фелінг-2. Вміст пробірок перемішують і нагрівають верхню частину розчину до початку кипіння. У верхній частині реакційної суміші в обох пробірках з’являється жовтий осад (CuOH), який з часом переходить в червоний (Cu₂O). Нижня частина рідини, яку не нагрівали, залишається синьою.

Реактивом Фелінга користуватися зручніше, ніж гідроксидом купруму (ІІ), так як при нагріванні суміші його з моносахаридам не утворюється чорний осад оксиду купруму (ІІ), який маскує червоний колір оксиду купруму (І). Реакція з фелінговою рідиною відбувається швидше і більш чіткіше. Цією реакцією широко користуються для якісного і кількісного аналізу моносахаридів, а також для того, щоб відрізнити відновлюючі і невідновлюючі дисахариди.

Чому реактив Фелінга готують безпосередньо перед дослідом, змішуючи два розчини (Фелінг-1 і Фелінг-2)? Що собою являють ці розчини? Що таке реактив Фелінга? Напишіть рівняння реакції окислення глюкози в глюконову кислоту реактивом Фелінга.

г) Окислення моносахаридів реактивом Толленса (реакція срібного

дзеркала). Спочатку готують реактив Толленса (див.дослід 33,а) з 4-5 мл 1%-го розчину нітрату аргентуму. Амоніачний розчин гідроксиду аргентуму ділять на дві частини. До однієї частини його приливають 1,5 мл 1%-го розчину глюкози, до другої частини – 1,5 мл 1%-го розчину фруктози. Обидві пробірки нагрівають 5-10 хвилин на водяній бані (70-80^оС). Металеве срібло виділяється в обох пробірках на стінках у вигляді дзеркального нальоту. Під час нагрівання пробірки неможна струшувати, бо металеве срібло виділиться не на стінках пробірок, а у вигляді темного осаду. Для того, щоб одержати хороше дзеркало треба використовувати чисті, знежирені пробірки.

При окисленні моносахаридів в лужному середовищі, як було відмічено вище (див.дослід 52,б), утворюється суміш продуктів глибокого розщеплення їх молекул. Серед продуктів окислення глюкози знайдена і альдонова (одноосновна) глюконова кислота. Напишіть рівняння реакції окислення D-глюкози до D-глюконової кислоти реактивом Толленса.

д) Реакція заміщення карбонільного оксигену в моносахаридах (одержання озазонів). Змішують в пробірці 2,5 мл 5%-го розчину глюкози і 2,5 мл розчину оцтовокислого фенілгідразину. Пробірку з реакційною сумішшю нагрівають на киплячій водяній бані 20-30 хвилин. Випадає осад глюкозазону, кількість якого збільшується при струшуванні і охолодженні реакційної суміші. Краплю рідини з осадом переносять піпеткою на предметне скло і розглядають форму кристалів озазону під мікроскопом. Оцтовокислий фенілгідразин легко гідролізується, таким чином в реакцію вступає вільний фенілгідразин.

Напишіть рівняння реакції утворення озазону глюкози. Які гексози утворюють такий самий фенілозазон, як і глюкоза?

Дата добавления: 2014-11-09