15. Реакции моносахаридов

15.1. Монокалиевая соль сахарной кислоты

Реактивы: D-глюкоза, азотная кислота (25%-ная), карбонат калия, уксусная кислота ледяная, уголь активированный.

Оборудование: фарфоровая чашка, стеклянная палочка, плитка, водяная баня, воронка Бюхнера, колба Бунзена.

Ход работы:

В фарфоровой чашке смешайте 5,4 г D-глюкозы с 32 мл 25%-ной азотной кислоты (d = 1,15). Раствор нагревайте при непрерывном перемешивании стеклянной палочкой. Реакционную смесь нагрейте до прекращения выделения окислов азота (работа производится под тягой!!!), после чего раствор упарьте до образования сиропа, окрашенного в желтовато-коричневый цвет.

Полученную сиропообразную массу растворите в небольшом количестве воды (5 мл) и, продолжая нагревание на водяной бане, постепенно нейтрализуйте растертым карбонатом калия до щелочной реакции на лакмус. При этом образуется хорошо растворимая в воде средняя калиевая соль сахарной кислоты, которую переводят в кислую соль путем обработки уксусной кислотой. Для этого к охлажденному раствору при помешивании добавляйте по каплям ледяную уксусную кислоту до тех пор, пока проба хорошо перемешанного раствора не будет иметь запаха уксусной кислоты.

Полученную смесь оставьте стоять при комнатной температуре в течение 36-48 ч. После чего ее растворите в небольшом количестве горячей воды (5-10 мл), покипятите в течение 5 минут с 0,2 г активированного угля, отфильтруйте и фильтрат охладите. При охлаждении из фильтрата выпадает малорастворимая в воде чистая монокалиевая соль сахарной кислоты.

15.2. Получение d-арабинозы из d-глюконата кальция по методу Руффа-Фентона

Реактивы: глюконат кальция (моногидрат), сульфат железа (III), ацетат бария (моногидрат), перекись водорода (30%), этиловый спирт.

Оборудование: 2 стеклянных стакана на 300 мл, термометр ртутный на 100°С, мерный цилиндр, плитка, стеклянная палочка, воронка Бюхнера, колба Бунзена, фарфоровая чашка.

Ход работы:

Приготовьте раствор, содержащий 19,23 г моногидрата глюконата кальция, 1,02 г сульфата железа (III), 2,09 г моногидрата ацетата бария в 200 мл воды. Раствор нагрейте до кипения. Далее раствор отфильтруйте, а осадок промойте на фильтре 50 мл воды. Объединенный раствор охладите до 40°С, после чего к нему прибавьте 12 мл 30% перекиси водорода. Когда реакционная смесь остынет до 40°С, к ней вновь прибавьте 12 мл перекиси водорода. По окончании реакции (темно-красное окрашивание) смесь профильтруйте, раствор упарьте.

Полученный сахар перекристаллизуйте из этилового спирта. Предполагаемый выход продукта должен составлять около 40% от теоретического.

Контрольные вопросы:

1). Дайте определение следующим терминам: углеводы, моносахариды, дисахариды, полисахариды, альдозы, кетозы, альдогексозы, кетопентозы. Проиллюстрируйте эти термины конкретными примерами.

2). Напишите структурные формулы альдогексозы и 2-кетогексозы. Сколько стереоизомеров возможно в каждом случае? Приведите фишеровские проекции природных моноз: D-глюкозы, и D-фруктозы.

3). Приведите фуранозные и пиранозные циклические формулы D-глюкозы. Какая форма более устойчива и почему? Какой атом углерода называют аномерным? Что такое α- и β-аномеры?

4). Приведите фишеровские формулы α- и β-аномеров D-галактозы и D-маннозы. Какие соединения называют эпимерами?