Лабораторная работа Тема: м о н о с а Х а р и д ы

Опыт 2. Реакция на карбонильные группы в моносахаридах.


Реактивы: 1% раствор глюкозы, фруктозы, 2% раствор глюкозы, фруктозы, 10% раствор глюкозы, 10% раствор формальдегида, фуксинсернистая кислота, 5% раствор сульфата меди, 10% раствор гидроксида натрия, реактив Фелинга, бромная вода, 1% раствор хлорида железа (III), 1% раствор фенола, 1% раствор нитрата серебра, 5% раствор глюкозы, раствор уксуснокислого фенилгидразина.
Оборудование: водяные бани, термометры (100⁰С), микроскоп, пипетки, предметные и покровные стекла.


а) Реакции фуксинсернистой кислоты с формальдегидом и глюкозой. В две пробирки наливают по 1,5 мл раствора фуксинсернистой кислоты. В одну пробирку приливают 1,5 мл 10% раствора формальдегида, в другую – 1,5 мл 10% раствора глюкозы. Содержимое пробирок перемешивают. Через некоторое время в пробирке с формальдегидом появляется фиолетово-розовое окрашивание. Раствор, содержащий глюкозу, остается бесцветным.
Почему глюкоза (и другие моносахариды) не дают некоторых реакций на карбонильные группы?
б) Окисление моносахаридов гидроксидом меди (II) в щелочной среде. В пробирке смешивают 3 мл 1% раствора глюкозы и 1,5 мл 10% раствора гидроксида натрия. Затем по каплям при встряхивании добавляют 5% раствор сульфата меди до появления не исчезающей при встряхивании мути. Избыток гидроксида меди (II) мешает реакции, т.к. при нагревании он теряет воду и превращается в оксид меди СuО черного цвета. если же гидроксид меди (II) слишком мало, то не связанная им глюкоза при нагревании осмоляется, продукты осмоления темного цвета также маскирую реакцию. Содержимое пробирок нагревают до начинающегося кипения так, чтобы нагревалась лишь верхняя часть раствора, а нижняя оставалась для контроля. В нагретой части раствора появляется желтый осадок гидроксида меди (I), вскоре переходящий в красный осадок меди (I). Опыт повторяют, но вместо раствора глюкозы берут 1% раствор фруктозы.
Напишите уравнение реакции окисления глюкозы в глюконовую кислоту гидроксидом меди (II).


в) Окисление моносахаридов реактивом Фелинга. Наливают в две пробирки по 1,5 - 2 мл растворов моносахаридов: в одну пробирку – 1% раствор глюкозы, в другую – 1% раствор фруктозы. Затем в каждую пробирку добавляют равный объем реактива Фелинга, содержимое пробирок перемешивают и нагревают верхнюю часть раствора до начинающегося кипения. В верхней части жидкости в обеих пробирках появляется желтый осадок гидроксида меди (II), переходящий в красный осадок оксида меди (I), нижняя часть жидкости, которую нагревали, остается синей.
Реактивом Фелинга пользоваться удобнее, чем гидроксидом меди (II), так как при нагревании смеси его с раствором моносахарида не происходит образования черного осадка оксида меди (I). Реакция с Фелинговой жидкостью протекает быстрее и более четко. Этой реакцией широко пользуются для качественного и количественного анализа моносахаридов и для отличия восстанавливающих дисахаридов от невосстанавливающих.
Что такое реактив Фелинга? Какое строение имеет этот реактив и как его готовят? Напишите уравнение реакции окисления глюкозы в глюконовую кислоту реактивом Фелинга.


г) Окисление моносахаридов аммиачным раствором оксида серебра (реакция серебряного зеркала). Сначала готовят аммиачный раствор гидроксида серебра (см. опыт 38, а) из 4 – 5 мл 1% раствора нитрата серебра. Аммиачный раствор гидроксида серебра делят пополам. К одной части его приливают 1,5 мл 1% раствора глюкозы, к другой – 1,5 мл 1% раствора фруктозы. Обе пробирки нагревают 5 – 10 мин в водяной бане, нагретой до 70 – 80^ОС. Металлическое серебро в обеих пробирках выделяется на стенках в виде зеркального налета. Во время нагревания пробирки нельзя встряхивать, иначе металлическое серебро выделится не на стенках пробирок, а виде темного осадка. Чтобы получить хорошее зеркало, в пробирках предварительно кипятят 10% раствор гидроксида натрия, затем их споласкивают дистиллированной водой.
При окислении моносахаридов в щелочной среде, как уже было сказано выше, получается смесь продуктов, образующихся при глубоком расщеплении их молекул. Среди продуктов окисления глюкозы найдена и альдоновая (одноосновная) глюконовая кислота. Напишите уравнение реакций: образование аммиачного раствора гидроксида серебра и окисление D-глюкозы до D-глюконовой кислоты аммиачным раствором гидроксида серебра.
д) Окисление моносахаридов бромной водой (тяга!). В две пробирки наливают по 3 мл бромной воды и добавляют по 0,5 мл 2% растворов моносахаридов: в одну – глюкозу, в другую – фруктозу. Пробирки нагревают в кипящей водяной бане в течение 15 мин. Если бурая окраска брома за это время не исчезнет, реакционные смеси кипятят до обесцвечивания на пламени горелки (примерно 1 мин). После охлаждения к растворам добавляют по нескольку капель 1% раствора хлорида железа (III), окрашенного фенолом в фиолетовый цвет. Сравнивают окраску растворов в обеих пробирках.
Напишите уравнение реакции окисления глюкозы бромом в глюконовую кислоту. Какой моносахарид – глюкоза или фруктоза – легче окисляется в условиях опыта?


е ) Реакция замещения карбонильного кислорода в моносахаридах (получение озазонов). Смешивают в пробирке 2,5 мл 5% раствора глюкозы и 2,5 мл раствора уксуснокислого фенилгидразина. Пробирку с реакционной смесью помещают на 20-30 мин в кипящую водяную баню. Выпадает осадок глюкозазона, при встряхивании и охлаждении реакционной смеси количество осадка увеличивается. Каплю жидкости с осадком переносят пипеткой на предметное стекло, накрывают его покровным стеклом и рассматривают форму кристаллов глюкозазона под микроскопом. Кристаллы имеют форму иголок, соединенных в снопы. Уксуснокислый фенилгидразин легко гидролизуется, так что в реакцию с глюкозой вступает свободный фенилгидразин.
Напишите уравнения следующих реакций: гидролиз уксуснокислого фенилгидразина, взаимодействие глюкозы с избытком фенилгидразина (три стадии). Какие гексозы дают такой же фенилозазон, как и глюкоза?