Опыт 13. Реакция Подобедова-Молиша.

В две пробирки наливают по 1-2 мл 1-2%-ных растворов глюкозы и фруктозы и добавляют по 1-2 капли 10-15%-ного спиртового раствора -нафтола. Затем, наклонив пробирку, по стенкам из пипетки осторожно приливают по 1 мл концентрированной серной кислоты. Через небольшой промежуток времени на границе двух слоев (внизу – серная кислота, сверху – водный слой) появляется окрашенное кольцо, сначала зеленоватого цвета, затем фиолетовое. Если вместо -нафтола. Взять 10-15%-ный спиртовой раствор тимола, то образуется красное кольцо.

Напишите уравнения реакций дегидратации глюкозы и конденсации оксиметилфурфурола с -нафтолом с образованием окрашенных хиноидных соединений.

Лабораторная работа №2. Дисахариды.

В состав дисахиридов входят молекулы моносахаридов, находящиеся в полуацетальных (циклических) формах.

Моносахаридные остатки могут соединяться между собой в молекуле дисахарида двумя способами:

1) за счет гликозидного гидроксила одной молекулы моносахарида и обычного гидроксила (чаще всего у четвертого атома углерода) другой молекулы моносахарида. В этом случае образуется гликозидо-гликозная связь между остатками моносахаридов.

2) за счет гликозидных гидроксилов обеих молекул моносахаридов. В этом случае образуется гликозидо-гликозидная свзяь между остатками моносахаридов.

В первом случае в молекуле дисахарида остается свободным гликозидный гидроксил, который может переходить в оксикарбонильную (альдегидную) форму, благодаря чему эти дисахариды могут находиться в двух таутомерных формах и обладают восстанавливающими свойствами, характерными для альдегидов (реакция серебряного зеркала, с реактивом Фелинга).

Такие дисахариды (мальтоза, целлобиоза, лактоза), обладающие свойствами карбонильных соединений, называются восстанавливающими дисахаридами или дисахаридами гликозидно-гликозного типа (гликозидо-гликозами).

Эти дисахариды способны вступать в те же химические реакции, которые характерны для моносахаридов, т.е. реакции, обусловленные присутствием карбонильных групп (восстановление и окисление, взаимодействие с синильной кислотой, гидроксиламином, фенилгидразином и др.) и гидроксильных групп (образование солей, реакции алкилирования и ацилирования).

Во втором случае в молекуле дисахарида отсутствует свободный гликозидный гидроксил, вследствие чего эти дисахариды не способны переходить в таутомерную оксикарбонильную (альдегидную) форму, а следовательно, не проявляют восстанавливающих свойств (не дают реакции серебряного зеркала, с реактивом Фелинга).

Такие дисахариды (трегалоза и сахароза) называются невосстанавливающими дисахаридами или дисахаридами гликозидно-гликозидного типа (гликозидо-гликозидами).

Такие дисахариды способны вступать лишь в те реакции моносахаридов, которые обусловлены только присутствием гидроксильных групп (образование солей, реакции алкилирования и ацилирования).

Реакции на гидроксильные группы дисахаридов

Опыт 1. Получение сахарата кальция.

В пробирку к 1 мл 10%-ного раствора хлорида кальция добавляют 0,5 мл 2н раствора гидроксида натрия. К образовавшемуся осадку гидроксида кальция приливают 20%-ный раствор сахарозы до растворения осадка.

При нагревании раствора до кипения выпадает мелкокристаллический осадок сахарата кальция. При охлаждении реакционной смеси в стакане с ледяной водой осадок снова растворяется. Способность сахарозы давать растворимые сахараты кальция используется в промышленности для очистки сахара при выделении его из сахарной свеклы.

Напишите уравнение реакции образования сахарата кальция.

- 2 -

Опыт 2. Получение сахарата меди.

В пробирке смешивают 1,5 мл 1%-ного раствора сахарозы и 1,5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия, затем по каплям добавляют 5%-ный раствор сульфата меди. Образующийся вначале бледно-голубой осадок гидроксида меди (П) при встряхивании растворяется и раствор приобретает синеватую окраску вследствие образования комплексного сахарата меди (П).

Напишите уравнение реакции образования сахарата меди (П), получившегося при взаимодействии сахарозы с гидроксидом меди (П) в щелочном растворе.

Опыт повторяют, но вместо раствора сахарозы используют 1%-ный раствор лактозы.

Опыт 3. Получение октаацетиллактозы (тяга!)

В сухой пробирке смешивают 1 г безводной лактозы с 1 г безводного ацетата натрия. К смеси добавляют 5 мл уксусного ангидрида и содержимое пробирки перемешивают стеклянной палочкой. Пробирку закрывают пробкой с обратным холодильником и при встряхивании осторожно нагревают в пламени горелки 5-10 минут. Охлаждают пробирку на воздухе и выливают реакционную смесь в стакан с ледяной водой при постоянном перемешивании. Вскоре начинают выделяться кристаллы октаацетиллактозы.

Напишите уравнение реакции ацилирования лактозы уксусным ангидридом.

Реакции дисахаридов на карбонильные группы

Опыт 4. Реакция дисахаридов с реактивом Фелинга.

В две пробирки наливают по 2 мл 1%-ных растворов сахарозы и лактозы. Затем в каждую пробирку добавляют по 0,2 мл фелинговой жидкости. Содержимое пробирок перемешивают и нагревают в пламени горелки только верхнюю часть раствора до начала кипения. Нижняя часть раствора не должна нагреваться.

В какой из пробирок появляется красный осадок меди (1)? Объясните причину разного отношения этих дисахаридов к реактиву Фелинга.

Напишите уравнение реакции с гидроксидом меди (П) для того дисахарида, который дает положительную реакцию с реактивом Фелинга.

Опыт 5. Реакция дисахаридов с аммиачным раствором оксида серебра

(реакция серебряного зеркала).

В две пробирки наливают по 1 мл 1%-ных растворов сахарозы и лактозы. Затем в каждую пробирку добавляют по 2 мл аммиачного раствора оксида серебра. Обе пробирки нагревают 5-10 минут на водяной бане, нагретой до 70-80⁰С.

В какой из пробирок появляется серебряное зеркало – осадок металлического серебра? Объясните причину разного отношения этих дисахаридов к аммиачному раствору оксида серебра.

Напишите уравнение реакции с аммиачным раствором оксида серебра для того дисахарида, который дает положительную реакцию.

Опыт 6. Обнаружение лактозы в молоке.

В химический стакан емкостью 25 мл наливают 5-7 мл молока, разбавленного водой (1:1) и добавляют несколько капель уксусной кислоты при перемешивании смеси стеклянной палочкой. В кислой среде белок свертывается и выпадает в виде хлопьев. Осадок отделяют фильтрованием, а фильтрат нейтрализуют 10-%-ным раствором гидроксида натрия до слабощелочной реакции по индикаторной фенолфталеиновой

- 3 -

бумажке. В пробирку отливают 2 мл полученного щелочного раствора и добавляют к нему 2 мл реактива Фелинга. Смесь перемешивают и нагревают верхнюю часть раствора до начала кипения. Меняется ли окраска раствора?

Объясните опыт и напишите уравнение реакции.

Опыт 7. Получение озазонов лактозы.

В пробирке смешивают 2,5 мл 5%-ного раствора лактозы и 2,5 мл раствора уксуснокислого фенилгидразина. Пробирку с реакционной смесью помещают в кипящую водяную баню на 20-30 минут. Выпадает осадок озазона лактозы. При встряхивании и охлаждении реакционной смеси количество осадка увеличивается. Уксуснокислый фенилгидразин легко гидролизуется, так что в реакцию с лактозой вступает свобоный фенилгидразин.

Какие дисахариды образуют озазоны?

Напишите уравнение реакции образования озазона лактозы (три стадии).

Опыт 8. Осмоление восстанавливающих дисахаридов.

В две пробирки наливают по 1,5 мл 1%-ных растворов лактозы и сахарозы. В каждую пробирку добавляют по 1,5 мл концентрированного (30-40%-ного) раствора гидроксида натрия. Нагревают смесь до кипения и кипятят в течение 2-3 минут. При этом необходимо соблюдать осторожность, так как реакционная смесь кипит толчками и ее может выбросить из пробирки.

В пробирке с лактозой раствор приобретает бурую окраску, появляется запах карамели, особенно заметный при подкислении раствора. Раствор в пробирке с сахарозой не изменяется.

Опыт 9. Гидролиз (инверсия) сахарозы.

В пробирку наливают 1-2 мл 1-2%-ного раствора сахарозы и прибавляют равный объем реактива Фелинга и нагревают верхнюю часть раствора до начала кипения. Изменяется ли окраска реакционной смеси?

В другую пробирку наливают 3 мл 1-2%-ного раствора сахарозы и прибавляют 1 мл 10%-ного раствора серной кислоты. Полученный раствор кипятят в течение 5 минут, затем охлаждают и делят на две части.

Половину раствора нейтрализуют сухим гидрокарбонатом натрия, добавляя его небольшими порциями при перемешивании. При этом необходимо соблюдать осторожность, так как жидкость вспенивается в результате выделяющегося диоксида углерода. После нейтрализации, когда прекратится выделение диоксида углерода, приливают равный объем реактива Фелинга и нагревают верхнюю часть жидкости до начала кипения. Изменяется ли окраска реакционной смеси?

Объясните опыт. Напишите уравнение реакции гидролиза сахарозы.

Почему процесс гидролиза сахарозы называется инверсией?

Вторую половину гидролизата сахарозы используют для обнаружения фруктозы реакцией Селиванова (лабораторная работа №1 опыт 12).

Параллельно проводят реакцию Селиванова с раствором негидролизованной сахарозы.

Сравните окраску растворов в двух пробирках и объясните опыт.

- 4 -