Моносахариды

. Доказательство наличия -ОН групп (или реакции с участием гидроксильных групп) в D-глюкозе (комплексообразующие свойства)

Методика. В пробирке смешивают 1 мл 0,5%-го раствора глюкозы / , 1 мл 10%-го раствора гидроксида натрия / и 2 капли 2% -го раствора сульфата меди (II) . Содержимое пробирки взбалтывают. Образующийся вначале бледно- голубой осадок гидроксида меди (II) быстро растворяется с образованием ярко-синего раствора.

Аналогичные опыты проводят с раствором фруктозы. Полученные растворы сахаратов меди оставляют для следующего опыта.

Вопросы:

1. Составьте уравнение реакции глюкозы с .

   а)
   б)2		+ …….

2. Какой структурный фрагмент в молекуле глюкозы обусловливает растворение осадка?

. Окисление моносахаридов или реакции с участием карбонильной группы-

1) Восстановление гидроксида меди (II) глюкозой (проба Троммера)

Методика. К раствору, полученному в предыдущем опыте, добавьте 0,5 мл воды и разделите раствор по двум пробиркам. Одну из них осторожно нагрейте (начиная с ее верхнего слоя) над пламенем горелки до кипения, но не кипятите. Цвет раствора меняется от синего до желто-оранжевого, и образуется осадок (сравните с пробиркой, которую не нагревали).

По одной и той же методике опыт проводят параллельно с глюкозой и фруктозой.

Вопросы:

1. Чем объясняется изменение окраски и появление осадка?

2. Допишите соответствующие уравнение реакции окисления глюкозы с .

а) б) + 2 ……………… в) …………….

2) Восстановительные свойства глюкозы (реакция с реактивом Фелинга)

Реакция углеводов с реактивом Фелинга протекает быстрее, чем с , и дает более четкие результаты, так как кирпично-красный цвет осадка оксида меди (I) не маскируется образованием побочного продукта - черного осадка оксида меди (II) .

Методика. В пробирку наливают 1.-2 мл 1% -го раствора глюкозы и приливают 1-2 мл реактива Фелинга, хорошо перемешивают и нагревают верхнюю часть реакционной смеси в пламени горелки до начала кипения. Наблюдают появление желтого осадка гидроксида меди (I), переходящего в кирпично-красный осадок оксида меди (I).

По этой же методике проводят опыты по окислению фруктозы (или лактозы и сахарозы).

Вопросы:

1. Допишите соответствующие уравнения реакций.

   а)		……………
   б)

2. Назовите компоненты реактива Фелинга.

3) Восстановительные свойства глюкозы или фруктозы (реакция «серебряного зеркала, реактив Толленса)

Методика. В хорошо вымытую (с раствором щелочи) пробирку наливают 3 мл аммиачного раствора оксида серебра / / и добавляют 1.5 мл 1%-ного раствора глюкозы. Пробирку нагревают на водяной бане при температуре 70—80^оС (или слегка нагрейте пробирку над пламенем горелки), наблюдают выделение металлического серебра на стенках пробирки в виде блестящего слоя – «серебряного зеркала». Если пробирка была недостаточно чистой или во время нагревания пробирка сильно встряхивалась, серебро выпадает в виде черного осадка.

Вопросы и задания

1. Напишите схему реакции взаимодействия глюкозы с гидроксидом диамминосеребра.

   ……………

2. Какие свойства проявляет глюкоза в данной реакции и за счет, какой функциональной группы? Для каких классов органических соединений характерна эта реакция?

. Реакция Селиванова на фруктозу

D-фруктоза - это самый сладкий из моносахаридов – присутствует в плодах и фруктах, но особенно много ее (до 50%) в пчелином мёде.

Методика. В пробирку помещают крупинку сухого резорцина, 2 капли концентрированной соляной кислоты и 1 мл раствора фруктозы. Жидкость осторожно нагревают до начала кипения. Постепенно появляется красное окрашивание.

При длительном кипячении проводят данную реакцию с глюкозой (или сахарозой).

Вопросы:

1. Что образуется при взаимодействии реактива Селиванова с фруктозой? Допишите соответствующие уравнения реакций.

а)	Енолизация фрагмента С-1—С-2	Образование изомерных карбонильных соединений
б)			…………..

2. Можно ли данную реакцию использовать как качественную на кетозы?

3. Почему при длительном кипячении возможно слабая положительная реакция с глюкозой и сахарозой?

. Общая реакция углеводов с (реакция Молиша)

Нафтол -1

Методика. В 4-е пробирки наливают по 1 мл воды и добавляют немного (0,1-0,2 г) исследуемого углевода: (1. глюкозы, 2. сахарозы, 3. крахмала, 4. целлюлозы – кусочек фильтровальной бумаги). Затем в каждую пробирку осторожно по стенке наливают по 1 мл концентрированной серной кислоты / , тяжелый слой которой располагается внизу, а наверху будет находиться смесь раствора углевода с . На границе раздела двух фаз образуется- фиолетовое кольцо, указывающее на наличие углеводов в растворе.

Вопросы:

1. Почему реакция Молиша является общей качественной реакцией для всех углеводов?

Дисахариды (свойства сахарозы и лактозы)

. Отношение лактозы и сахарозы к реактиву Фелинга, т.е. наличие или отсутствие восстанавливающей способности.

Методика. В две пробирки наливают по 2 мл реактива Фелинга. Затем в первую пробирку наливают около 1,5 мл раствора лактозы, во вторую наливают такой же объем раствора сахарозы. Растворы в пробирках перемешивают (встряхиванием) и ставят на кипящую баню (или подогревают поочередно верхние части пробирок на горелке). Через 2-3 мин пробирки вынимают из бани и наблюдают за изменением окраски. При нагревании пробирок на бане или на горелке в 1-й пробирке (лактоза) наблюдается изменение цвета до кирпично-красного, раствор во 2-й пробирке (сахароза) остается неизмененным.

Вопросы:

а) Лактоза .

1. Какую конфигурацию имеет аномерный атом углерода в остатке D-галактопиранозы?

Лактоза (циклическая пулуацетальная форма)	Лактоза (оксикарбонильная форма)	Лактобионовая кислота

2. Какой из моносахаридных остатков в молекуле лактозы способен к цикло-оксо-таутомерии?

3. Объясните причину наличия восстанавливающих свойств у лактозы?

б) Сахароза .

1. Какую конфигурацию имеют аномерные атомы углерода в остатках D-фруктозы и D-глюкозы, входящих в состав молекулы сахарозы?

2. Почему сахароза не способна к цикло-оксо-таутомерии?

3. Объясните причину отсутствия восстанавливающих свойств у сахарозы.

4. Будет ли мутаротировать свежеприготовленный водный раствор сахарозы?

5. Почему свободная D-глюкоза дает положительную пробу Троммера, а D-глюкозный остаток в сахарозе этой пробы не дает?

. . Гидролиз сахарозы

Методика. Налейте в пробирку 0,5 мл раствора сахарозы, добавьте 5 капель раствора HCI (или H₂SO₄) и смесь нагрейте. Чтобы раствор не выбросило, держите пробирку наклонно и все время встряхивайте. Нагревайте 1-2 мин. Затем раствор разделите на две части.

1) К одной добавьте крупинку резорцина, две капли концентрированной HCI и слегка нагрейте (реакция Селиванова). При нагревании до кипения замечается отчетливое красное окрашивание.

2) К другой части прилейте каплю раствора соли меди и избыток щелочи (она нужна и для нейтрализации кислоты, которая взята для гидролиза и образования гидроксида меди) до образования светло-синего раствора, после чего нагрейте его.

Вопросы:

1. На присутствие, какого вещества указывает положительная проба Селиванова? Сделайте вывод о строении молекулы сахарозы.

Уравнение реакции гидролиза сахорозы:

Сахароза