Лабораторная работа № 2.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ УГЛЕВОДОВ.

Опыт 1. Реакция с реактивом Фелинга

(медным алкоголятом сегнетовой соли).

В 5 пробирок внести по 0.5 мл раствора глюкозы, фруктозы, маннозы, лактозы, сахарозы. Добавить в каждую по 0.5 мл раствора Фелинга (который представляет собой смесь равных объемов раствора сульфата меди и щелочного раствора натриево-калиевой виннокислой соли). Нагреть до начала кипения. В части пробирок выпадает красный осадок закиси меди или желтый осадок гидрата закиси меди.

Реакция может быть использована для количественного определения редуцирующих сахаров.

Провести также реакцию Фелинга с крахмалом, а также с гидролизованными сахарозой и крахмалом.

Для гидролиза сахарозы к 1 мл раствора этого углевода добавить 0,5 мл 10% раствора H₂SO₄ и кипятить 1-2 мин. Кислоту нейтрализовать 1 мл 10% раствора NaOH.

Аналогично гидролизовать 1 мл крахмала.

Опыт 2. Реакция серебряного зеркала.

В 5 пробирок внести по 0.5 мл раствора нитрата серебра и добавить по каплям раствор аммиака (образуется серый осадок, который растворяется в избытке аммиака). К аммиачному раствору AgNO₃ в каждую пробирку прибавляют по 1 мл раствора углевода (глюкозы, фруктозы, маннозы, лактозы, сахарозы). Пробирки аккуратно нагревают на водяной бане (80^оС) 5-10 минут до появления на стенках пробирки осадка металлического серебра.

Опыт 3. Реакция Ниландера.

Основана на восстановлении азотнокислого висмута до металлического висмута в щелочной среде редуцирующими сахарами. Используется в клинических лабораториях для определения содержания глюкозы в биоматериале.

В 5 пробирок внести по 0,5 мл растворов вышеперечисленных углеводов. Добавить по 5-6 капель реактива Ниландера (который представляет собой щелочной раствор нитрата висмута и сегнетовой соли. Нагреть, прокипятить 1-2 мин. и пронаблюдать появление черного осадка металлического висмута.

Опыт 4. Реакция осмоления.

Углеводы со свободными карбонильными группами при нагревании со щелочами конденсируются, образуя смолы и карамели.

В 5 пробирок внести по 0,5 мл растворов вышеперечисленных углеводов. Добавить по 0.5 мл 10% раствора NaOH. Нагреть. Появление золотисто-коричневой окраски и запаха жженого сахара свидетельствует об осмолении углеводов.

Опыт 5. Реакция замещения карбонильного кислорода

(образование озазонов).

Углеводы со свободными карбонильными группами при нагревании с фенилгидразином в кислой среде образуют озазоны.

Озазоны глюкозы, фруктозы и маннозы имеют одинаковую структуру и форму кристаллов, полученные же из других углеводов, отличаются формой кристаллов, растворимостью, температурой плавления. Они могут быть использованы для идентификации сахаров и для выделения их из смеси.

В пробирки наливают по 2 мл растворов вышеперечисленных углеводов, подкисляют 2-3 каплями ледяной уксусной кислоты и добавляют 2-3 капли фенилгидразина. Пробирку ставят в водяную баню на 30 минут.

Образуется желтый осадок. Охладить пробирки в струе проточной воды для полного осаждения озазонов. Нанести каплю жидкости с кристаллами на предметное стекло, рассмотреть с увеличением и зарисовать форму кристаллов.

Опыт 6. Взаимодействие углеводов с концентрированными минеральными кислотами.

Концентрированные минеральные кислоты отщепляют от углеводов воду. Образуются циклические соединения: из пентоз – фурфурол, из гексоз – оксиметилфурфурол.

Дисахариды и полисахариды, обработанные концентрированными минеральными кислотами, гидролизуются с образованием моносахаридов (преимущественно гексоз), дающих данную реакцию. Продукты реакции образуют окрашенные комплексы с некоторыми органическими веществами (-нафтолом, резорцином).

Описанный процесс лег в основу реакции Подобедова-Молиша, с помощью которой обнаруживаются практически все наиболее распространенные углеводы, а также специфических реакций на пентозы и фруктозу.

В 5 пробирок налить по 0.5 мл растворов указанных выше углеводов. Добавить 2 капли спиртового раствора -нафтола. Перемешать. Осторожно по стенке подлить 1 мл концентрированной H₂SO₄. При наличии углевода в растворе на границе раздела жидкостей появляется фиолетовое кольцо.

Опыт 7. Реакция Селиванова на фруктозу.

По сравнению с другими гексозами фруктоза легче и быстрее дает оксиметилфурфурол при обработке ее минеральными кислотами. Это свойство фруктозы наиболее четко проявляется, если использовать менее концентрированную кислоту. Данное свойство легло в основу качественного определения фруктозы.

В 3 пробирки налить по 1 мл фруктозы, глюкозы и сахарозы. Добавить по 2 мл раствора резорцина в 12% HCl.

Нагреть одновременно все три пробирки до кипения и кипятить до появления в пробирке с фруктозой розового, а затем вишневого окрашивания.

Опыт 8. Ферментативный гидролиз сахарозы.

Фермент инвертаза (сахараза) катализирует процесс расщепления сахарозы до глюкозы и фруктозы. Этот фермент содержится в пекарских дрожжах. 1-1,5 г прессованных дрожжей растирают в ступке с 10-12 мл воды до получения однородной взвеси. В 2 пробирки наливают по 1 мл взвеси дрожжей, одну из них ставят в кипящую водяную баню на 10 минут (для тепловой инактивации фермента), потом охлаждают, а другую не нагревают. В обе пробирки наливают по 2 мл раствора сахарозы, оставляют на 5-10 мин., а потом фильтруют. В каждый из фильтратов добавляют 1-2 мл раствора NaОH, по каплям раствор сульфата меди. Пробирки осторожно нагревают до кипения. Наблюдают, образуются ли осадки (желтый – гидрата закиси меди и красный – закиси меди).

Опыт 9. Реакция крахмала с йодом.

В пробирку наливают 1 мл раствора крахмала и добавляют 1-2 капли раствора Люголя. Появляется синее окрашивание, обусловленное амилозой. При нагревании окраска исчезает, при охлаждении – появляется.

• РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗАНЕСТИ В ТАБЛИЦУ.

• СДЕЛАТЬ ВЫВОД, КАКИЕ ИЗ ИССЛЕДОВАННЫХ УГЛЕВОДОВ ОТНОСЯТСЯ К РЕДУЦИРУЮЩИМ.

Таблица. Результаты проведения качественных реакций на углеводы.

№ опыта	Глюкоза	Фруктоза	Манноза	Лактоза	Сахароза			Крахмал
					Не гидролиз.	Гидролиз. кислотой	Гидролиз. ферментативно	Не гидролиз.	Гидролиз.
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Контрольные вопросы к лабораторной работе:

1. С помощью каких общих реакций можно доказати наличие углеводов в рас творе? Напишите соответствующие уравнения реакций.

2. Напишите схемы реакций, подтверждающие наличие в молекулах моносахаридов карбонильной группы.

3. Напишите схему взаимодействия реактива Феллинга а) с маннозой, б) с фруктозой.

4. Напишите схему взаимодействия фруктозы с фенилгидразином.

5. Для идентификации каких соединений используют реакцию Селиванова (напишите уравнение реакции).

6. С помощью каких реакций можно отличить восстанавливающие дисахариды от невосстанавливающих? Приведите уравнения реакций.

6