Биоорганическая химия. Методическое руководство к выполнению лабораторных работ

6.Напишите уравнения реакций: глицин + HCl; аланин + ацетилхлорид; -

аминоизомасляная кислота + метанол (Н+); -аминоглутаровая кислота + метилиодид (избыток).

7.Как ведут себя -, - и -аминокислоты при нагревании? Покажите эти реакции на примере нагревания соответствующих -, - и -валериановых кислот.

8.Какие дипептиды образуются при нагревании смеси глицина и аланина?

9.Каково строение аминокислот в кристаллическом состоянии? Что такое цвиттер-ион? Что такое изоэлектрическая точка аминокислот? В чём заключается амфотерность аминокислот (приведите соответствующие реакции)?

УГЛЕВОДЫ

Углеводы – это соединения общей формулы Cn(H2O)m. Они делятся на простые углеводы, или монозы, которые являются полиоксиальдегидами (альдозами) и полиоксикетонами (кетозами) и сложные (дисахариды и полисахариды).

Моносахариды в твердом состоянии находятся в циклической форме, а в растворе – в виде трех таутомерных форм, за счет существования цикло-цепной таутомерии.

На долю линейной формы в случае глюкозы приходится менее 0,002%. Гликозидный (полуацетальный) гидроксил наиболее реакционноспособный

гидроксил в молекуле. Он реагирует со спиртами в кислой среде с образованием гликозидов. Гликозид является ацетальной формой моноз.

41

У восстанавливающего дисахарида в одной из циклических форм сохраняется гликозидный гидроксил, вследствие чего при растворении его в воде в результате циклоцепной таутомерии появляется альдегидная группа, которая и дает реакцию серебряного зеркала.

У невосстанавливающего сахарида соединение двух моноз происходит за счет конденсации гликозидных гидроксилов. При растворении в воде таких дисахаридов циклоцепная таутомерия отсутствует, поэтому такой дисахарид не может давать реакции по альдегидной группе. При гидролизе этих дисахаридов в кислых условиях происходит разрыв ацетальной связи. В образующихся монозах в результате цикло-цепной таутомерии появляется альдегидная группа, которую можно обнаружить с помощью реакции серебряного зеркала. Смесь глюкозы и фруктозы, которая образуется при кислом гидролизе невосстанавливающего сахара – сахарозы, называется инвертированным сахаром, а сам процесс – инверсией сахарозы.

сахароза

43

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 Опыт 1 Окисление глюкозы аммиачным раствором оксида серебра и реактивом Фелинга.

а) Налейте в пробирку 2 мл 5%-ого раствора глюкозы и 2 мл аммиачного раствора оксида серебра. Смесь нагрейте на водяной бане в течение 5 минут. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

б) К 5 мл раствора Фелинга добавьте 1 мл 5%-ого раствора глюкозы. Нагрейте на кипящей водяной бане. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 2 Инверсия сахарозы (кислый гидролиз сахарозы).

В две пробирки налейте по 10 мл 2%-ого раствора сахарозы. В одну пробирку прибавьте 2 мл концентрированной соляной кислоты. Содержимое обеих пробирок кипятите 5 минут. Реакционную смесь, куда была прибавлена соляная кислота, нейтрализуйте, добавив 2 мл концентрированного раствора гидроксида натрия. В обе пробирки добавьте по 3 мл реактива Фелинга и слегка нагрейте в течение 2 минут. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 3 Получение ацетилцеллюлозы.

Поместите в пробирку 0,5 г ваты. Прилейте к ней 25 мл ледяной уксусной кислоты, 25 мл уксусного ангидрида и 0,5 мл концентрированной кислоты. Реакционную смесь нагрейте на водяной бане до полного растворения ваты. Вылейте смесь в стакан с 200 мл воды. Ацетилцеллюлоза выпадает в виде белых хлопьев. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 4 Реакция крахмала с йодом.

Налейте в пробирку 2 мл раствора крахмала и 2 капли раствора йода. Раствор окрашивается в синий цвет вследствие образования комплексных соединений и адсорбции. Пробирку нагрейте на водяной бане. Синяя окраска исчезнет. При охлаждении она появляется вновь. Реакция с йодом является качественной реакцией на крахмал.

Задачи (углеводы)

1.Проведите классификацию следующих моносахаридов по числу атомов углерода и по типу группы C=O. Назовите их.

2.Что такое асимметрический атом углерода? Отметьте все асимметрические атомы в молекуле D-арабинозы. Почему это соединение относят к D-ряду? Приведите формулу Фишера для L-арабинозы.

3.Напишите схему синтеза альдогексоз из D-арабинозы оксинитрильным методом. Сколько альдоз получается, чем они отличаются? Что такое эпимеры?

4.Какие продукты образуются при взаимодействии D-маннозы с NaBH4, гидроксиламином, CH3I (в присутствии Ag2O), избытком фенилгидразина, бромной водой, HNO3 (конц.), избытком (CH3O)2SO2?

5.В чём заключается явление цикло-цепной таутомерии? Напишите формулы Хеуорса для фуранозных и пиранозных форм D-талозы:

CHO HO H HO H HO H H OH

CH2OH

Укажите во всех формулах полуацетальный (гликозидный) гидроксил. Чем различаются - и -аномеры моноз?

6.Какие гексозы изображены ниже? Назовите каждую структуру и постройте для неё формулу Фишера.

7.Напишите схему образования дисахарида: -D-глюкопиранозил- -D- фруктофуранозид (сахароза). Назовите исходные моносахариды. К какому типу дисахаридов относится сахароза?

8.В чём смысл явления мутаротации? Возможно ли, наблюдать это явление на примере сахарозы, мальтозы? В чём сходство и различие между этими дисахаридами в следующих химических реакциях: кислый гидролиз, окисление реактивом Фелинга, образование метилглкозидов (реакция с метанолом в присутствии HCl)?

9.Напишите, используя структурные формулы, схемы образования из D-глюкозы: крахмала (амилозы) и целлюлозы. Объясните различие в строении этих полисахаридов.

45

Учебное издание

А.В. Варламов, Е.А. Сорокина, Е.В. Никитина

БИООРГАНИЧЕСКАЯ

ХИМИЯ

Тематический план изданий учебно-методической литературы 2017 г., № 24

Издание подготовлено в авторской редакции

Технический редактор Н.А. Ясько

Подписано в печать 28.04.2017 г. Формат 60 84/8. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура Таймс.

Усл. печ. л. 5,58. Тираж 100 экз. Заказ 750.

Российский университет дружбы народов 115419, ГСП-1, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3

Типография РУДН 115419, ГСП-1, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3, тел. 952-04-41

Для заметок