Работа № 2. Восстановительные (редуцирующие) свойства моносахаридов - альдоз (окисление глюкозы гидроксидом меди (II) в присутствии щелочи)
Реактивы и материалы
Растворы сахаратов меди: №1 - глюкозы, №2 - фруктозы (из предыдущей работы).
Ход работы
К полученным в работе № 1 щелочным растворам сахаратов меди добавляют 5-6 капель воды (высота слоя должна быть 10-15 мм). Содержимое пробирки нагревают над пламенем спиртовки так, чтобы нагревалась только верхняя часть раствора. При осторожном нагревании до кипения в верхней части образуется сначала желтая, а затем кирпично-красная окраска из-за выделяющегося осадка оксида меди (I).
Химизм процесса
В щелочной среде альдозы - сильные восстановители; происходит глубокое окисление, образуются молекулы с меньшим числом атомов (ацетальдегид, формальдегид, муравьиная кислота). В нейтральной или кислой среде образуются альдоновые( оновые) кислоты. Кетозы (фруктоза) не окисляются в вышеприведенных условиях.
C6H12O6 + 2Cu(OH)2 + NaOH → Cu2O + 2Н2О + продукты окисления
Глюкоза
Медико-биологическое значение работы
Окисление редуцирующего моно – или олигосахарида гидроксидом меди (II), оксидом серебра или реактивом Фелинга служит качественной реакцией и может быть использовано для обнаружения этих соединений в биологических жидкостях (слюна, моча, плазма крови, грудное женское или животное молоко). Качественные реакции и названия реактивов широко используются в медико-биологических исследованиях.
Работа № 3. Реакция Селиванова на кетогексозы и пентозы
Реактивы и материалы
Фруктоза, раствор 0,5%;
Резорцин, раствор 1%;
Хлороводородная кислота, раствор 2н.
Ход работы
В пробирку помещают 5 капель раствора фруктозы и 5 капель заранее приготовленного раствора резорцина в хлороводородной кислоте (реактив Селиванова). Содержимое нагревают до кипения. Жидкость в пробирке постепенно окрашивается в красно-вишневый цвет.
Химизм процесса
Молекулы фруктозы и других кетогексоз при нагревании в кислой среде превращаются в 5-гидроксиметилфурфурол,.
альдопентозы в кислой среде образуют фурфурол Фурфурол и оксиметилфурфурол взаимодействуют с резорцином и образуют окрашенное соединение вишнево-красного цвета.
Медико-биологическое значение работы
Позволяет обнаруживать фруктозу и пентозы в биологических жидкостях, открывать фруктозу в ди- и полисахаридах, а рибозу в составе нуклеотидов и РНК. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию углевода в исследуемом биологическом материале. Используется для количественного определения фруктозы (в крови, моче, сперме).
Работа № 4. Изомеризация фруктозы
Реактивы и материалы
Фруктоза, раствор;
10%-ный водный раствор NaOH;
Реактив Фелинга.
Ход работы
В пробирку помещают 5 капель раствора фруктозы, несколько капель 10% раствора NaOH и слегка нагревают. Затем добавляют ярко-синий раствор реактива Фелинга и нагревают. Через некоторое время начинается выделение красного осадка оксида меди (I), что связано с появлением в растворе восстанавливающих моносахаридов, которые являются альдозами.
Химизм процесса
Реакция изомеризации моносахаридов в щелочной среде протекает через стадию образования двух изомерных ендиольных анионов по атомам углерода 1 и 2 и приводит к образованию равновесной смеси трёх моносахаридов.
Образующиеся из фруктозы альдозы дают реакцию с реактивом Фелинга (см. работы № 2 занятий № 5, 8).
Медико-биологическое значение работы
Работа иллюстрирует нестабильность моносахаридов в щелочной среде и их характерные химические свойства.
Приложение: Именные реактивы для проведения качественных реакций обнаружения моносахаридов :
* Реактив Толленса – аммиачный комплекс оксида серебра (I) в щелочной среде, готовят смешением нитрата серебра и гидроксида натрия, в результате чего выпадает оксид серебра Ag2O, который затем растворяют в избытке концентрированного водного раствора аммиака NH3.
* Реактив Фелинга готовят, смешивая раствор сульфата меди и щелочной раствор виннокислого (тартрата) калия-натрия (соль Рошеля).
* Раствор Бенедикта отличается от реактива Фелинга добавлением цитрата натрия вместо тартрата калия-натрия.
* Реактив Гайнеса – свежеполученный осадок гидроксида меди (II).
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ смотрите задание для студентов к практическому занятию.