Węglowodany są to alkohole wielowodorotlenowe zawierające w swoim składzie grupę funkcyjną aldehydową lub ketonową.
Grupa aldehydowa, decyduje o właściwościach
redukujących jest wykorzystana w badaniach do odróżnienia cukru prostego (glukoza, fruktoza) z dwucukrem (sacharoza).
Próba Molischa – reakcja służąca do wykrywania cukrów (α-naftol w etanolu).
Kwas siarkowy (VI) przeprowadza monosacharydy odpowiednio : pentozy w furfural, heksozy w hydroksymetylenofurfural, wielocukry i oligosacharydy hydrolizuje do monosacharydów i przeprowadza w formy cykliczne j.w.
Powstały furfural i hydroksymetylenofurfural kondensują z α-naftolem tworząc produkty o barwie czerwonofioletowej.
Do probówki wlać 1 cm³ badanego roztworu, dodać 3-4 krople odczynnika Molischa, wymieszać i wlać ostrożnie po ściance probówki 1 cm³ stężonego kwasu siarkowego. Na granicy faz pojawi się czerwono-fioletowe zabarwienie.
Pozytywny wynik próby Molischa z α-naftolem
Próba tymolowa
Próba tymolowa jest ogólną reakcją na cukry. Daje ona reakcję dodatnią zarówno z cukrami wolnymi jak i związanymi.
Pod wpływem działania silnych kwasów na heksozy tworzą się hydroksymetylenofurfurale,
Powstający barwny produkt jest wynikiem reakcji kondensacji pochodnych furfurolowych z tymolem.
Wykonanie
Do probówki wlać ok. 0,5 ml 1 % roztworu badanego, dodać 4 krople 3 % etanolowego roztworu tymolu, a następnie około 5 ml stężonego HCl lub H2SO4.
Na granicy obu cieczy powstaje pomarańczowy lub brunatny pierścień.
Próbę wstawić na 1 min do wrzącej łaźni wodnej. Próba zawierająca cukier zabarwia się na kolor czerwony lub czerwonobrunatny.
· probówki
· próba badana
· odczynnik tymolowy
· stężony kwas siarkowy lub solny
Próba Fehlinga
służy do wykrywania cukrów redukujących (większość cukrów, oprócz np. sacharozy).
Do badanego roztworu dodaje się równe ilości roztworu siarczanu miedzi i alkalicznego roztworu winianu sodu.
Całość gotuje się, a ewentualna obecność ceglastoczerwonego osadu tlenku miedzi świadczy o obecności cukru redukującego.
Próba Fehlinga jest właściwie zmodyfikowaną próbą Trommera, różnica polega na tym, że w tej próbie wodorotlenek miedzi(II) jest w postaci kompleksu z winianem, przez co jest lepiej rozpuszczalny i reaktywniejszy.
Do opisu reakcji można zastosować równanie :
2 Cu(OH)2 + RCHO + OH- → Cu2O + RCOO- + 2 H2O
Próba obecnie została wyparta przez próbę Benedicta.
Fehling I-siarczan miedzi,
FehlingII-winian sodowo-potasowy i wodorotlenek sodu
A. Do probówki wlewamy 0.5 cm3 płynu Fehlinga I
i 0,5 cm3 płynu Fehlinga II.
Zawartość mieszamy i dodajemy 0,5 cm3 badanego roztworu, ponownie mieszamy i wstawiamy probówkę do gorącej łaźni wodnej.
Po paru minutach obserwujemy wynik i wyciągamy
stosowne wnioski.
W przypadku obecności glukozy w reakcji z płynem Fehlinga pojawi się w probówce czerwony osad Cu2O.
Zachodzą reakcje oksydoredukcyjne, w których miedź zostaje zredukowana z dwu- do jednowartościowej, a grupa aldehydowa glukozy utleniona do grupy karboksylowej.
CuSO4 +2NaOH → Cu(OH)2 +Na2SO4
B. Do probówki wlewamy 0,5 cm3 badanego roztworu, dodajemy 0,25 cm3 roztworu rozcieńczonego HCl i ogrzewamy przez parę minut.
Roztwór oziębiamy i dolewamy0,25 cm3 rozcieńczonego roztworu NaOH.
Następnie dolewamy 0,5 cm3 świeżo zmieszanych
płynów Fehlinga I i II.
Probówkę wstawiamy do gorącej łaźni i po chwili obserwujemy wynik reakcji.
W przypadku obecności sacharozy, która jest zbudowana z cząsteczki α-D-glukozy i β-Dfruktozy powstaje mostek tlenowy między pierwszym atomem węgla glukozy i drugim atomem węgla fruktozy tzn. grupą aldehydową glukozy i ketonową fruktozy.
Grupy aldehydowe cząsteczek glukozy biorą udział w tworzeniu wiązań, czyli blokują wolną grupę aldehydową. Stąd sacharoza po rozpuszczeniu w wodzie nie wykazuje właściwości redukujących.
Celem odblokowania grupy aldehydowej należy doprowadzić do rozerwania wiązań pomiędzy cząsteczkami poszczególnych cukrów prostych.
Reakcja ta zachodzi w podwyższonej temperaturze, pod wpływem rozcieńczonego roztworu HCl.
HCl
C12H22O11 → C6H12O6 + C6H12O6
Sacharoza → glukoza + fruktoza
Wyjątek stanowią disacharydy, zawierające wiązania
1-4, np. - maltoza zbudowana z dwóch cząsteczek
α-D-glukozy, która ma wiązanie między glikozydowym atomem węgla jednej cząsteczki, a grupą hydroksylową czwartego atomu węgla drugiej cząsteczki.
Wolna nie zablokowana grupa aldehydowa maltozy może przejść z formy glikozydowej w formę aldehydową. Tłumaczy to zdolności redukujące tego rodzaju disacharydów.
Próba Benedicta.
Próba Benedicta należy do najbardziej specyficznych i czułych prób pozwalających wykryć obecność cukrów redukujących.
Występowanie w cząsteczce wolnej grupy aldehydowej lub ketonowej nadaje jej własności redukujące.
Właściwości redukujące cukrów ujawniają się tylko w środowisku zasadowym, ponieważ w środowisku kwaśnym wolna grupa karbonylowa jest zablokowana, gdyż włącza się w budowę pierścienia.
Do wykrywania cukrów redukujących stosuje się różne cząsteczki i jony: jod, jony metali ciężkich, jon żelazicyjankowy.
W próbie Benedicta wykorzystuje się jony Cu (II), które pod wpływem cukrów redukujących tworzą Cu (I) dając w alkalicznym środowisku pomarańczowej barwy Cu2O.
Do probówki odmierzyć 1,0 ml odczynnika Benedicta i dodać 0,5 ml roztworu badanego.
Następnie próbę wstawić na ok. 1-2 min do wrzącej łaźni wodnej.
Po tym czasie pojawi się zabarwienie próby od zielonego, aż do wystąpienia czerwonego osadu w zależności od stężenia cukrów redukujących w próbie.
· roztwór badany
· odczynnik Benedicta
( We wrzącej wodzie rozpuścić cytrynian sodu i bezwodny węglan sodu, po ochłodzeniu dodać powoli, przy stałym mieszaniu CuSO4 • 5H2O. Uzupełnić wodą. Odczynnik jest trały.)
· palnik gazowy
Próba jodowa
Tworzenie barwnych kompleksów z jodem pozwala na odróżnienie niektórych wielocukrów od cukrów drobnocząsteczkowych i monosacharydów, ponieważ kompleksy z jodem mogą tworzyć cząsteczki o odpowiednio dużych wymiarach i uporządkowanej budowie.
W strukturze takiej cząsteczka jodu wiąże prawdopodobnie atomy wodoru przy C-1 i C-4 wiązań glikozydowych.
Efekt barwny jest tym większy im większa jest cząsteczka wielocukru.
Glikogen tworzy kompleks czerwony,
skrobia ciemnofioletowy,
oligosacharydy zawierające mniej niż 6 cząsteczek glukozy nie dają barwy z jodem.
Po zalkalizowaniu lub ogrzaniu barwa znika.
Skrobia złożona z glukopiranozy, istnieje w dwóch postaciach
-rozpuszczalnej w wodzie amylozy (10 - 30%) zbudowana jest z długich nierozgałęzionych łańcuchów a ‑1,4 ‑glikozydowych, z jodem glukopiranozy połączonych wiązaniem - a dają charakterystyczne niebieskie zabarwienie;
-oraz nierozpuszczalnej amylopektyny
(70-90 %) mającą formę rozgałęzionych łańcuchów, w której oprócz wiązań a-1,4 - glikozydowych występują wiązania 1,6 - glikozydowe, z jodem tworzy kompleks czerwono - fioletowy
Do probówki odmierzyć 0,5 ml roztworu badanego, dodać 3 krople płynu Lugola
· płyn Lugola (roztwór jodu w jodku potasowym)
Kwaśna hydroliza cukrowców i wykrywanie jej produktów.
Polisacharydy w kwaśnych roztworach oraz pod wpływem enzymów ulegają hydrolizie.
W wyniku hydrolizy wiązanie glikozydowe ulega rozerwaniu i powstają kolejno →...
kizimizi78