Хід роботи

В пробірку наливають 1-2 мл розчину глюкози, додають рівний об'єм 20-30 % розчину гідроксида натрія і обережно нагрівають до кипіння. Розчин жовтіє. При більш довгому нагріванні рідина набуває бурого кольору і потім осмолюється.

Дослід 2.5. Реакція Селіванова на фруктозу і буряковий цукор

Принцип реакції. Під час нагрівання фруктози та інших кетоз із соляною кислотою утворюється оксиметилфурфурол. Рівняння реакції за участю фруктози має такий вигляд:

Оксиметилфурфурол з резорцином утворюють сполуку (продукт конденсації), забарвлену у вишнево-червоний колір.

Матеріали та реактиви. Кристалічний резорцин, 2 %-й розчин фруктози, 20 %-й розчин соляної кислоти, глюкоза, сахароза.

Обладнання. Скляні палички, пробірки, піпетки градуйовані, штатив для пробірок, баня водяна, термометр лабораторний, лопаточка чи шпатель, годинник.

Хід роботи

В пробірку наливають по 3 мл розчинів досліджуваних сахарів, по 1 мл розчину соляної кислоти і декілька кристалів резорцину. Суміші нагрівають на водяній бані протягом 5-10 хв. до температури 80°С. В пробірці з фруктозою з'являється вишнево-червоне забарвлення. Розчини інших сахарів в цих умовах лише трохи жовтіють або рожевіють. Розчин глюкози, при нагріванні його до кипіння, забарвлюється в рожевий колір.

Дослід 2.6. Реакція Д-рибози (альдопентози) і Д-глюкози (альдогексози) з мінеральними кислотами.

Принцип методу. Під дією концентрованих мінеральних кислот молекули вуглеводів поступово розщеплюються, утворюючи суміш продуктів: фурфурол і його похідні, левулінову і мурашину кислоти, а також гумінові речовини. Ці речовини забарвлені в темно-бурий або червоний колір, малорозчинні у воді і в умовах досліду виділяються на кордоні шарів рідин.

Кетози розщепляються кислотами швидше, ніж альдози. Дослід В можна використовувати для швидкої відміни фруктози від глюкози.

Матеріали. Сахара (глюкоза, фруктоза, D-рибоза, арабіноза, конц. НСІ, конц. H₂SO₄)

Хід роботи

А) В пробірці розчиняють декілька крупинок якого-небудь сахара в 1-2 мл води. До холодного розчину обережно, по стінці пробірки, приливають рівний об'єм концентрованої сірчаної кислоти. Сірчана кислота утворює нижній важкий шар під розчином сахара. На кордоні шарів поступово з'являється темно-буре кільце. Якщо при кімнатній температурі кільце не утворюється, злегка підігрівають вміст пробірки, не збовтуючи його.

Б) Невелику кількість глюкози кип'ятять 2-3 хв. з 2 мл концентрованої соляної кислоти. Потім розчин охолоджують і додають воду до 2/3 висоти пробірки. Повторюють цей же дослід, замінивши глюкозу фруктозою. Відмічають різку відмінність зовнішнього виду двох одержаних розчинів.

В) Невелику кількість альдопентози кип'ятять з 2-3 мл концентрованої соляної кислоти. При цьому відбувається дегідратація альдопентози і перехід її в фурфурол.

Фурфурол виявляють за допомогою додавання до продуктів реакції декілька крапель аніліну і оцтової кислоти.

Питання і вправи до лабораторної роботи

1. В чому полягає хімічна суть реакції вуглеводів з α-нафтолом?

2. Чому при взаємодії дезоксипентоз з дифеніламіном розчин забарвлюється?

3. Що являє собою реактив Фелінга?

4. При роботі з реактивом Фелінга перший і другий розчин змішують безпосередньо перед роботою. Чому це не можна робити заздалегідь?

5. В чому перевага метода визначення вуглеводів реактивом Фелінга над реакцією Троммера?

6. Яка реакція протікає при нагріванні альдоз і кетоз з мінеральними кислотами?

7. Яка роль резорцину при проведенні реакції вуглеводів з НСl?

Питання і вправи до теоретичної частини

1. Як класифікуються вуглеводи? В чому різниця між альдозами і кетозами? Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна довести будову моносахаридів?

2. В чому причина оптичної діяльності вуглеводів? Як визначити кількість стереоізомерів?

3. В чому різниця між формулами Фішера і Хеуорса? Наведіть приклади.

4. В чому полягає явище мутаротації?

5. Наведіть структурні формули D-рибози, D-арабінози, D-глюкози, D-маннози, D-ксилози, L-галактози, L-фруктози та схеми реакцій окиснення та відновлення їх.

6. Наведіть структурні формули найбільш важливих для біологічної системи дезоксівуглеводів в яких об’єктах вони сконцентровані.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Тема: Кількісне визначення моносахаридів.

Дослід 3.1. Кількісне визначення фруктози.

Принцип методу

Визначення фруктози грунтується на реакції Селіванова. Швидкість утворення оксиметилфурфуролу в реакції фруктози з соляною кислотою під час нагрівання набагато більша, ніж у реакції за участю альдогексоз, що зумовлює специфічність реакції Селіва нова для фруктози.

Значення екстинкції розчину, який містить продукт конденсації, утвореного з фруктози оксиметилфурфуролу з резорцином, визначають калориметрично. Для кількісного визначення вмісту фруктози готують стандартний розчин фруктози (контроль).

Матеріали та реактиви. Досліджуваний розчин фруктози (10-100 мкг/мл ), стандартний розчин фруктози (25 мкг/мл), 0,1 %-й розчин резорцину в 96 % -му етиловому спирті, 30 %-й розчин соляної кислоти.

Обладнання. Скляні палички, пробірки з пришліфованим повітряним зворотним холодильником, піпетки градуйовані, штатив для пробірок, водяна баня, годинник, термометр лабораторний, фотоелектрокалориметр.

Хід роботи

В одну пробірку з пришліфованим зворотним холодильником вносять 2 мл досліджуваного розчину фруктози (проба), в іншу - 2 мл стандартного розчину фруктози (контроль). Потім у обидві пробірки додають по 2 мл розчину резорцину й по 6 мл розчину соляної кислоти. Вміст пробірок перемішують і нагрівають на водяній бані протягом 10 хв. за температури 80°С Після нагрівання розчини охолоджують і калориметрують за 490 нм. Екстинкцію вимірюють проти розчину, що містить реактиви, використовуючи 2 мл дистильованої води замість розчину фруктози.

Масову концентрацію фруктози в досліджуваній пробі, мкг/мл, розраховують за формулою

С = С₀Е₁/Е₂·V,

де Е₁/Е₂ - екстинкція досліджуваного та стандартного розчинів;

С₀ - масова концентрація фруктози в стандартній пробі (25 мкг/мл) V - об'єм досліджуваного розчину (2 мл).

Цим методом можна визначити також масову концентрацію фосфорних ефірів фруктози – фруктозо - 1,6 - дифосфату та фруктозо - 6 - фосфату. Хід роботи такий же, як і під час визначення концентрації фруктози, але для розрахунку концентрації фруктозо - 1,6 - дифосфату знайдене значення вмісту фруктози слід помножити на 3,6 , а фруктозо - 6 - фосфату − на 2,39. Ці поправки вводяться з урахуванням того, що в фруктозо - 1,6 - дифосфаті й фруктозо - 6 - фосфаті фруктоза становить 53 % і 60,5 %, а інтенсивність її кольорової реакції - 52,3 % і 69,2 %.

Дослід 3.2. Визначення вмісту вуглеводів методом ПХ. Метод розподільчої (радіальної) хроматографії на папері.

Принцип методу.

Метод розподільчої хроматографії на папері для розділення вуглеводів грунтується на відмінності коефіцієнтів розподілу окремих вуглеводів між двома рідинами, що не змішуються. Хроматографічний папір, який використовується як інертний носій, може утримувати в порах велику кількість нерухомої рідкої фази.

Коефіцієнт розподілу Rf, який визначається як співвідношення відстаней, що пройшов вуглевод та рухома фаза від точки старту, є характерною величиною для кожного вуглеводу за певних умов дослідів (склад розчинника, температура, сорт хроматографічного паперу).

Положення вуглеводів на папері визначають за допомогою кольорової реакції з резорцином. На рожевому фоні фруктоза має червоне забарвлення; ксилоза і арабіноза - синє; рамноза - жовте; галактоза, глюкоза, манноза - сіре.

Матеріали та реактиви. Вуглеводи (фруктоза, ксилоза); хроматографічний папір; розчинник - суміш бутанолу, СНзСООН, Н₂О (4:1:5), свіжовиготовлений резорциновий реактив (до 10 мл 1% розчину резорцина в етанолі додають 90 мл 2н НСl). Розчинник готують, змішуючи всі компоненти в ділильній лійці. Після відстоювання суміш ділиться на два шари, нижній зливають і відкидають. Якщо розчинник, що залишився мутнішає, до нього додають декілька крапель СНзООН до освітлення.

Обладнання: Ексикатор чи чашка Петрі, пульверизатор, мікропіпетки, сушильна шафа, олівець, лінійка, годинник.