Лабораторный практикум Моносахариды Реакции на гидроксильные группы в моносахаридах

Реакция моносахаридов со щелочным раствором гидроксида меди (II). В пробирке смешивают 2 мл 1%-ного раст­вора глюкозы и

1 мл 10%-ного раствора гидрокcида на­трия. Затем по каплям добавляют 5%-ный раствор сульфата меди. Образующийся вначале голубой осадок гидроксида меди (II) при встряхивании растворяется, что приводит к образованию синего прозрачного раствора комплексного алкоголята (сахарата) меди (II).

Эта реакция, характерная для много­атомных спиртов, доказывает присутствие в молекуле глюкозы нескольких гидроксильных групп.

Уравнение реакции глюкозы с гидроксидом меди (II) выглядит следующим образом:

Реакции на карбонильные группы в моносахаридах

Окисление моносахаридов гидроксидом меди (II) в щелоч­ной среде. В пробирке смешивают 3 мл 1%-ного раствора глюкозы и

1,5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия. Затем по каплям при встряхивании добавляют 5%-ный раствор сульфата меди до появления не исчезающей при встря­хивании мути. Избыток гидроксида меди (II) затрудняет ход реакции, так как при нагревании он теряет воду и превращается в оксид меди СuО чёрного цвета. Если же гидроксида меди (II) слишком мало, то не связанная им глюкоза при нагревании осмоляется, продукты осмоления тёмного цвета маскируют красный цвет осадка оксида меди (I). Содержимое пробирки нагревают до начинающегося ки­пения так, чтобы нагревалась лишь верхняя часть раствора, а нижняя оставалась для контроля. В нагретой части раствора появляется жёлтый осадок гидроксида меди (I), вскоре пере­ходящий в красный осадок оксида меди (I).

В условиях опыта гидрокси­дом меди одинаково окисляются (II) и альдозы (глюкоза), и кетозы (фруктоза). Объяс­няется это тем, что при нагревании с окислителем в щелочной среде углеродные цепи молекул моносахаридов расщепляют­ся, при этом образуется смесь окис­ляющихся веществ (формальдегид, муравьиная кислота и др.). Среди продуктов окисления глюкозы обнаружена также глюконовая (одноосновная) кислота.

Уравнение реакции окисления глюкозы в глюконовую кислоту гидроксидом меди (II):

Окисление моносахаридов реактивом Фелинга. В пробирку наливают 1,5 - 2 мл раствора моносахарида – 1%-ный раствор глюкозы. Затем в пробирку добав­ляют реактив Фелинга (раствор А – сернокислая медь в водном растворе и раствор Б – виннокислый калий-натрий в водно-щелочном растворе смешивают в равном объёме), содержимое пробирки перемешивают и нагревают верхнюю часть раствора до начи­нающегося кипения. В верхней части жидкости в пробир­ке появляется жёлтый осадок гидроксида меди (I), переходя­щий в красный осадок оксида меди (I), нижняя часть жидкости, которую не нагревали, остается синей.

Реактивом Фелинга пользоваться удобнее, чем гидроксидом меди (II), так как при нагревании его смеси с раствором моносахарида не происходит образования чёрного осадка оксида меди (II), маскирующего красный цвет осадка оксида меди (I). Реакция с фелинговой жидкостью протекает быстрее и более чётко. Этой реакцией широко пользуются для качественного и количественного анализа моносахаридов и для отличия восста­навливающих дисахаридов от невосстанавливающих.

Составьте уравнение реакции окисления глюкозы в глюконовую кислоту реактивом Фелинга.

Окисление моносахаридов аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала»). Сначала готовят аммиач­ный раствор гидроксида серебра из 4 – 5 мл 1%-ного раствора нитрата серебра, к которому по каплям добавляют 2,5%-ный раствор NH₄OH до растворения первоначально образовавшейся мути. Аммиачный раствор гидроксида серебра делят пополам. К одной его части прили­вают 1,5 мл

1%-ного раствора глюкозы, к другой – 1,5 мл 1%-ного раствора фруктозы. Обе пробирки нагревают в течение 5 – 10 мин на водяной бане, при

70 – 80 °С. Металлическое серебро в обеих пробирках выделяется на стенках в виде зеркального налёта. Во время нагревания пробирки нельзя встряхивать, иначе металлическое серебро выделится не на стенках пробирок, а в виде тёмного осадка. Чтобы получить хорошее зеркало, в пробирках предварительно кипятят 10%-ный раствор гидроксида натрия, затем их споласки­вают дистиллированной водой.

При окислении моносахаридов в щелочной среде получается смесь продук­тов, образующихся при глубоком расщеплении их молекул. Среди продуктов окисления глюкозы найдена и альдоновая (одноосновная) глюконовая кислота.

Уравнение реакции окисления D-глюкозы до D-глюконовой кислоты аммиачным раствором гидроксида серебра: