Сложные углеводы

2 % растворы глюкозы и фруктозы и сахарозы; молоко (~ 20 мл); крахмал (сухой и клейстер); вата или фильтровальная бумага; вытяжка топинамбура (инулин); 0,5 н СН₃СООН; р-р

-нафтола в спирте; 2 н NaOH, 2 н Na₂CO₃; 2 н H₂SO₄; H₂SO₄ конц.;0,2 н CuSO₄; р-р Фелинга; HCl конц.; 0,05% J₂ в спирте;

резорцин (крист.).

Водяная баня; спиртовка; пробирки со штативом.

Цель работы: сопоставить свойства полисахаридов,

познакомиться с их качественными реакциями

Сложные углеводы при гидролизе дают от двух до сотен тысяч молекул моносахаридов. Делятся на сахароподобные ( низкомолекулярные, олигосахариды) и несахароподобные (высокомолеулярные, полисахариды). Их молекулы построены как гликозиды: полуацетальные (гликозидные) гидроксилы всегда участвуют в образовании молекул сложных углеводов.

Дисахариды (д/с) делятся на невосстанавливающие (в их образовании участвуют оба полуацетальных гидроксила) и восстанавливающие, - один из полуацетальных гидроксилов сохранился ( сохранилась возможность регенерации альдегидной группы при раскрытии цикла).

Полисахариды (п/с) являются не восстанавливающими, т.к. имеют очень низкую концентрацию альдогрупп (~ 1 на 10⁴-10⁵ монозвеньев цепи).

Опыт 8.1. Общая реакция на углеводы с -нафтолом

(реакция Молиша).

1. Прилить в три пробирки по 0,5 мл раствора глюкозы, фруктозы и сахарозы.

2. В две другие пробирки – по 5-6 крупинок крахмала и маленький кусочек фильтра или ваты; в каждую из двух последних пробирок добавить по 1 мл H₂O.

3. Во все пять пробирок - по 2-3 капли раствора - нафтола и перемешать.

4. В каждую из пяти пробирок добавить о с т о р о ж н о по сте -н к е (не п е р е м е ш и в а я) по 1 мл конц. H₂SO₄.

На границе раздела слоев быстро образуется красно-фиолетовое кольцо. Эту реакцию дают как м/c, так и п/c (кетозы дают более интенсивное окрашивание).

Опыт 8.2. Доказательство наличия лактозы

(восстанавливающий сахар) в молоке.

1. Получить р-р лактозы:

5 мл молока + 5 капель Н₂О + 5 капель СН₃СООН, взболтать и отфильтровать осадок скоагулированных белков.

2. К фильтрату (р-р лактозы) добавить NaOH до щелочной среды (проба на лакмус) и 2-3 капли реактива Фелинга; греть на спиртовке до восстановления меди.

Написать уравнение реакции окисления лактозы.

Опыт 8.3. Доказательство наличия нескольких гидроксилов в молекуле

сахарозы и отсутствия у сахарозы восстанавливающей

способности.

В пробирку поместить 1 кап. Cах. + 6 кап. NaOH + 1 кап. CuSO₄

Образующийся вначале осадок Cu(OH)₂ растворяется с образованием синего цвета раствора сахарата меди (написать уравнение реакции). К раствору сахарата меди добавить Н₂О до h~2 см, перемещать и, не взбалтывая, сильно наклонив прбирку, греть раствор в верхней части, - проба Троммера. Убедиться в отсутствии положительной реакции и объяснить это.

Опыт 8.4. Гидролиз (инверсия) сахарозы.

1 ). В пробирку прилить 10 мл Сах. + 4 кап. Н₂SO₄ водяная баня; охладить. ^{10-15 мин}

2) Нейтрализовать H₂SO₄ раствором Na₂CO₃ (добавляется до прекращения выделения СО₂).

3) Добавить 5-6 капель реактива Фелинга и греть.

Написать уравнение реакции гидролиза сахарозы.

Опыт 8.5. Свойства крахмалов.

1. Иод-крахмальная проба.

На предметное стекло (в разные мета) поместить по 1кап.

инулина и крахмального клейстера. На каждую – по 1 кап. J₂.

Записать наблюдения.

2. Реакция Фелинга на инулин и крахмал до гидролиза, -

доказательство отсутствия у них восстановительной способности.

( а) 2 кап. крахм. + 2-3 кап. реактива Фелинга +1 мл Н₂О t⁰

(б) 2 кап. инул.+ 2-3 кап. реактива Фелинга +1 мл Н₂О (~20 мин.)

Сделать выводы из наблюдений.

3. Кислотный гидролиз крахмалов.

1 ). (а) 4 кап. крахм. + 3 кап. Н₂SO₄ кип. водян. бане

(б) 4 кап. инул. + 3 кап. Н₂SO₄ (~ 20 мин.)

Сделать иод-крахмальную пробу (после окончания гидролиза крахмала синего окрашивания от J₂ не будет).

Охладить гидролизаты, разделить каждый на две части.

2) Выполнить пробу Селиванова на фруктозу: (*)

(а) 1 круп. резорцина + 2 кап. HCl (конц.) + 2 кап. гидрол. крахмала

(б) 1 круп. резорцина + 2 кап. HCl (конц.) + 2 кап. гидрол. инулина

Греть до кипения, но н е к и п я т и т ь.

Сделать выводы о наличии фруктозы и написать уравнения реакций гидролиза крахмала и инулина.

3) реакция Фелинга на крахмал и инулин после гидролиза.

К обоим гидролизатам добавить по 1 мл воды и Na₂CO₃ до прекращения выделения СО₂ (нейтрализовать Н₂SO₄). Добавить по 2-3 капли реактива Фелинга и греть до восстановления меди.

Сделать выводы по наблюдениям.

4. Ферментативный гидролиз крахмала под влиянием амилазы слюны.

В две пробирки прилить 5 кап. крахмала и столько же (по объему) собственной слюны и тщательно перемешать.

Через 2 мин провести иод-крахмальную пробу и пробу Фелинга сравнить скорости кислотного и ферментативного гидролизов крахмала.

8.5.5. Кислотный гидролиз целлюлозы (клетчатки).

В пробирку поместить маленький кусочек клетчатки, добавить 3 капли Н₂SO₄ (конц.) и размешать стеклянной палочкой до полного растворения клетчатки. Можно слегка подогреть (осторожно) для ускорения растворения. Добавит 10 кап. Н₂О и поставить на 20 мин. в кипящую водяную баню. Охладить.

После охлаждения - проба Троммера:

2 кап. гидролизата + 8 кап. NaOH +1 кап. CuSO₄. Полученный синий раствор сахарата меди греть в верхней части раствора. Записать наблюдения.

Написать уравнение реакции гидролиза клетчатки.

Примеч.: Кислотный гидролиз (нагрев 20 мин в кипящей водяной бане проводить одновременно для крахмала инулина и клетчатки).

( *) Если нет резорцина – делать реакцию с конц. HCl ( отличие фруктозы от глюкозы): 4 кап. м/с + 2 мл HCl конц. T⁰кип.

^{(гидролизата)} (20-30 сек)

Охладить, добавить Н₂О до 2/3 высоты пробирки.

Наблюдать внешние эффекты.

Лабораторная работа N9