Лабораторный практикум по дисциплине «Химические основы жизни» содержит лабораторные работы по химии белков, углеводов и оксикислот.

Составитель: Голощапов А.П., доц., к.б.н.

©Уфимский государственный нефтяной технический

университет, 2011

Лабораторная работа № 1 углеводы. Некоторые химические свойства, качественные реакции

ЦЕЛЬ: изучение химических свойств углеводов, проведение качественных реакций на углеводы.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: глюкоза, фруктоза, лактоза, целлюлоза (фильтровальная бумага), дистиллированная вода, 10% спиртовой раствор α-нафтола, резорцин, концентрированная серная кислота, разбавленная (4%) серная кислота, 0,1н и 2н раствор NaOH, 4% раствор сульфата меди, 96% этиловый спирт, технические весы, пробирки, штатив для пробирок, пипетки, резиновые груши, спиртовки, пробиркодержатели.

1. Общая реакция на углеводы с α-нафтолом (реакция молиша)

Материалы и оборудование: глюкоза, фруктоза, целлюлоза (фильтровальная бумага), 10% спиртовой раствор α-нафтола, резорцин, дистиллированная вода, концентрированная серная кислота, пробирки, штатив для пробирок, пипетки, резиновые груши.

ХОД ОПЫТА

Опыт проводят одновременно с несколькими различными угле­водами.

Помещают в пробирку 1 мл воды и вносят в нее очень немного исследуемого углевода (например, несколько крупинок сахара или же маленький кусочек фильтровальной бумаги размером 2—3 мм² (целлюлоза)). Затем добавляют 2 капли раствора α-нафтола; если применяют спиртовой его раствор, то смесь становится слегка мутной вследствие выделения малораствори­мого в воде нафтола. После этого, наклонив пробирку, осторож­но приливают по стенке (лучше из пипетки) 1 мл концен­трированной серной кислоты; тяжелый слой кислоты должен опуститься на дно пробирки, почти не смешиваясь с водным слоем. На границе слоев быстро образуется красно-фиолетовое кольцо; при взбалтывании смесь разогревается и окрашивается по всему объему, а при разбавлении ее водой выделяются окра­шенные хлопья.

В отсутствие углеводов фиолетового кольца не образуется, хотя жидкость может позеленеть или пожелтеть.

Ту же самую реакцию проводят и с резорцином (вместо 2 капель раствора α-нафтола добавляют несколько крупинок резорцина, далее также как описано выше осторожно приливают по стенке 1 мл концентрированной серной кислоты). Наблюдают красно-оранжевое окрашивание раствора.

ОБЪЯСНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА

Цветную реакцию с α-нафтолом (Молиш, 1886 г.) дают углеводы, причем кетозы - свободные или связанные в дисахаридах и полисахаридах - реагируют более интенсивно. Появление окраски обусловлено расщеплением молекулы угле­вода при действии крепкой серной кислоты с образованием в числе прочих про­дуктов фурфурола или его производных, которые вступают в реакцию конденса­ции с α-нафтолом, образуя окрашенные соединения. α-нафтол можно заменить другими соединениями, способными конденсироваться с производными фурфурола с образованием окрашенных продуктов. Так, резорцин дает в этих условиях оран­жево-красное окрашивание, тимол — красное, а дифениламин — синее.

В присутствии солей азотной, азотистой, бромистоводородной и иодистоводородной кислот эта качественная реакция проявляется недостаточно четко.

Эту реакцию дают и некоторые соединения, не являющиеся собственно углевода­ми, например таннин, содержащий в молекуле остаток глюкозы, а также пиро­галлол; в последнем случае при разбавлении реакционной смеси водой окраска исчезает.

Некоторые белки «глюкопротеиды» содержат связанные с пептидами углево­ды и дают реакцию Молиша. К ним относятся, например, яичный альбумин и му­цин слюны.

Наблюдение цветных реакций в форме окрашенного кольца, т. е. проведение их путем переслаивания жидкостей, часто бывает весьма удобным. Такой метод относительно более чувствителен потому, что диффузия на границе раздела двух жидкостей обусловливает наличие на разных уровнях различных соотношений концентраций реагирующих веществ, в том числе и такого соотно­шения их, которое наиболее благоприятно для появления четкой окраски.