Лабораторная работа №8. Синтез слизевой кислоты.
Материалы и реактивы: молоко(свежее), лактоза или галактоза, CH3COH(конц), р-р CuSO4, разб. NaOH, HNO3, стакан или чашка, ткань для фильтрации, воронка химическая, складчатый бумажный фильтр, электрическая плитка, водяная баня.
А. 100мл молока смешивают в стакане или чашке с равным объёмом воды и добавляют, помешивая, концентрированную уксусную кислоту (около 0,5мл) до образования хлопьев выпадающих в осадок белков. Через 10-15 мин фильтруют жидкость через ткань (полотно), свободно уложенную в воронку в форме мешочка.
К нескольким миллилитрам слегка мутного фильтрата добавляют 1-2мл разбавленного раствора щёлочи и 2-3 капли раствора сернокислой меди. При нагревании этой смеси до начала кипения синий цвет исчезает и появляется жёлтый или красный осадок, что указывает на наличие в растворе редуцирующего сахара, в данном случае – лактозы.
К остальному фильтрату (100-150мл) добавляют 20мл концентрированной азотной и нагревают смесь на сетке в стакане или колбе до начала кипения; при этом снова выделяются хлопья белка и смесь желтеет. Горячую жидкость фильтруют через складчатый бумажный фильтр в фарфоровую чашку. Прозрачный фильтрат выпаривают в вытяжном шкафу сначала на голом огне, электроплитке или песочной бане до половинного объёма, затем на кипящей водяной бане при помешивании до остаточного объёма 15-20мл. Полученную жидкость охлаждают и оставляют на 15-20мин.
Слизевая кислота выделяется в виде белого мелкокристаллического осадка на дне чашки; его отсасывают на воронке с вкладышем, промывают холодной водой и высушивают.
Б. При работе с кристаллической лактозой растворяют 1г её в 7-8мл воды. С небольшой частью раствора проводят реакцию на редуцирующие сахара. К остальной части раствора добавляют 3мл концентрированной азотной кислоты; смесь выпаривают в чашке в вытяжном шкафу сначала на голом огне до небольшого объёма, затем на водяной бане почти досуха. Охладив чашку, отделяют кристаллы слизевой кислоты.
Лактозу можно заменить галактозой; в этом случае выход слизевой кислоты удваивается.
Температура плавления слизевой кислоты 213OС.
Для очистки слизевую кислоту растворяют в небольшом количестве разбавленного раствора щёлочи и снова осаживают подкислением раствора разбавленной серной кислотой.
Молоко содержит около 4-5% молочного сахара – лактозы C12H22O11, которая представляет собой биозу, состоящую из остатков галактозы и глюкозы:
Лактоза имеет свободный глюкозидный гидроксил и поэтому восстанавливает соли окиси меди в щелочном растворе.
При подкислении молоко уксусной кислотой большая часть белков выпадает в осадок; последующее добавление азотной кислоты и нагревание приводят к полному выделению белков. При дальнейшем нагревании сильнокислой жидкости лактоза гидролизуется, образуя два моносахарида – глюкозу и галактозу. В результате выпаривания воды концентрация азотной кислоты в смеси повышается и начинается окисление моносахаридов азотной кислотой, сначала до одноосновных кислот CH2OH(CHOH)4COOH – глюконовой и галактоновой, а затем до двуосновных кислот HOOC(CHOH)4COOH – соответственно сахарной и слизевой.
В отличие от других продуктов окисления сахаров слизевая кислота плохо растворима в воде (0,3:100 в холодной воде и 1,7:100 в горячей). Поэтому образование легковыделяемой слизевой кислоты служит указанием на наличие в окисляемой смеси именно галактозы, а следовательно, и лактозы. Этим путём можно обнаружить присутствие в растворе галактозы даже при содержании её в воде 1:1000.
При медленном охлаждении разбавляемых растворов слизевой кислоты она выделяется в виде красивых игольчатых кристаллов.
Симметрия пространственной структуры слизевой кислоты обуславливает отсутствие оптичекой деятельности в результате внутренней компенсации.