Опыт 37. Выявление гидроксильных групп в углеводах
В пробирку вносят 6 капель 10% раствора гидроксида натрия и 1 каплю 2% раствора меди (II) сульфата. Наблюдают образование синего осадка меди (II) гидроксида. При добавлении 1 капли 0,5% раствора D-глюкозы осадок быстро растворяется с образованием прозрачного синего раствора меди (II) сахарата:
Эта реакция доказывает наличие α-гликольного фрагмента в молекуле D-глюкозы.
Опыт 38. Взаимодействие моносахаридов с реактивом Фелинга
Реактив Фелинга - раствор меди (II) сульфата и сегнетовой соли в 10%-ном растворе гидроксида натрия. Его готовят непосредственно перед использованием.
В пробирку вносят 2 капли водного раствора меди (II) сульфата (раствор А) и 2 капли щелочного раствора сегнетовой соли - калий натрий тартрата (раствор Б). Наблюдают выделение голубого осадка ку-Прум (II) гидроксида, который с сегнетовой солью образует водорастворимый комплекс синего цвета:
Далее в пробирку добавляют 3 капли 5%-го раствора глюкозы и нагревают смесь до кипения. Наблюдают постепенное обесцвечивание раствора и образования красно-коричневого осадка меди (I) оксида:
Опыт 39. Общая реакция на углеводы с α-нафтолом (реакция Молиша)
В пробирку вносят несколько крупинок исследуемого углевода (глюкозы, сахарозы или крахмала), 1 мл воды и 2 капли свежеприготовленного 10%-ного спиртового раствора α-нафтола. Пробирку встряхивают, затем наклоняют и осторожно по стенке добавляют 1 мл концентрированной серной кислоты (тяжелый слой кислоты должен опуститься на дно пробирки, не смешиваясь с водным слоем). На границе двух слоев наблюдают появление темно-фиолетового кольца, обусловленного образованием продукта конденсации 5-гидроксиметилфурфуролу с α-нафтолом:
Эта реакция является общей на все углеводы (carbohydrates) и вещества, содержащие их.
Опыт 40. Нафторезорцинова проба Толленса
В пробирку вносят несколько крупинок глюкозы, 5 мл воды, 1 мл 1%-ного спиртового раствора нафторезорцину (1,3-дигидроксинафталину) и 1 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь осторожно кипятят в течение 1 мин, затем осторожно встряхивают с 5 мл эфира или бензола. Эфирное (бензольный) слой приобретает разных оттенков: глюкоза, манноза, галактоза - сине-зеленую окраску; рамноза - фиолетовое, арабиноза, ксилоза - темно-синее. Появление окраска обусловлена образованием продуктов конденсации глюкуроновой кислоты с нафторезорцином и образованием производных динафтилметану (формула I) или Ксантен (формула II):
Эта реакция является общей на все углеводы, она часто применяется для определения уроновых кислот.
Опыт 41. Восстановительные свойства дисахаридов
1. В пробирку вносят 1 каплю 1% раствора лактозы, 4 капли 10% раствора гидроксида натрия и 1 каплю 2% раствора меди (II) сульфата. Образуется ярко-голубой осадок меди (II) гидроксида, который растворяется при встряхивании пробирки. При этом раствор становится прозрачно-синим, в результате образования комплекса меди (II) с лактозой:
Затем в пробирку добавляют 2 мл воды, встряхивают и осторожно нагревают верхнюю часть раствора. Наблюдают образование осадка, окраска которого меняется от желтого до красно-коричневого:
2. В пробирку вносят 1 каплю 1% раствора сахарозы, 4 крапли10% раствора гидроксида натрия и 1 каплю 2% раствора меди (II) сульфата. Ярко-голубой осадок меди (II) гидроксида растворяется при встряхивании пробирки. Образуется прозрачный синий раствор комплекса меди (II) с сахарозой. Содержимое пробирки нагревают: никаких изменений в пробирке не наблюдается, поскольку сахароза не имеет восстановительных свойств.
Опыт 42. Качественная реакция на крахмал
В пробирку вносят 5 капель 0,5% раствора крахмального клейстера и 1 каплю раствора йода в калий иодид. Наблюдают появление интенсивно-синей окраски раствора. Считают, что крахмал образует с йодом соединения-включения (клатраты), окрашенные в характерные цвета - синий (λмакс = 620 - 680 нм) для амилозы и красный (λмакс = 520 - 555 нм) для амилопектина. Молекулы амилозы в этих комплексах образуют вокруг молекулы йода спираль, каждый виток которой содержит 6 остатков глюкозы. При нагревании окрашенного раствора крахмала с йодом окраска исчезает, а при охлаждении снова появляется, что связано, очевидно, с раскруткой спирали амилозы (изменения пространственного строения клатратов).
Опыт 43. Кислотный гидролиз крахмала
При нагревании раствора крахмала с минеральными кислотами происходит его гидролиз с образованием глюкозы:
Глюкозу можно обнаружить характерными реакциями на моносахариды, например, реакцией Троммера.
Реакция Троммера. Моносахариды, например, глюкоза и фруктоза при нагревании восстанавливают меди (II) оксид в меди (I) оксид, окисляясь до альдольно кислот. Эту реакцию для глюкозы в общем виде можно записать следующим уравнением:
1. В пробирку к 3 мл 5% раствора глюкозы добавляют 1 мл 5%-го раствора гидроксида натрия, 1 мл 5%-го меди (II) сульфата, который при перемешивании растворяется (раствор приобретает голубую окраску). При его осторожном нагревании до кипения наблюдается образование желтого осадка меди (I) гидроксида или красно-коричневого осадка меди (I) оксида.
2. В две пробирки вносят по 5 мл раствора крахмала. В одну из них добавляют также 2 - 3 капли концентрированной соляной кислоты и кипятят на водяной бане в течение 15 минут. Вторая пробирка является контрольной. Затем в обе пробирки добавляют по 2 мл 15% раствора гидроксида натрия и по 5 капель раствора меди (II) сульфата и нагревают (реакция Троммера). В пробирке, в которой проводился гидролиз крахмала соляной кислотой при нагревании, наблюдается образование красно-коричневого осадка меди (I) оксида (положительная реакция Троммера), а в контрольной пробирке такой осадок не образуется (отрицательная реакция Троммера).
Опыт 44. Кислотный гидролиз клетчатки
Гидролиз клетчатки минеральными кислотами проходит значительно медленнее, чем крахмала. Если клетчатку предварительно обработать 80%-ным раствором серной кислоты, то процесс гидролиза клетчатки значительно ускоряется.
Глюкозу можно обнаружить характерными реакциями на моносахариды, например, реакцией Барфед.
Реакция Барфед. Гексозы в реакции с меди (II) ацетата образуют меди (I) оксид. Суммарное уравнение для глюкозы выглядит так:
Эта реакция происходит в среде, имеет значение рН, близкое к нейтральному. В этих условиях восстанавливающие дисахариды НЕ окисляются, что позволяет отличить их от моносахаридов.
Гидролиз клетчатки. Небольшое количество ваты (100 - 200 мг) вносят в пробирку, заливают ее 3%-ным раствором серной кислоты и кипятят в течение 10 мин.
Во вторую пробирку вносят такое же количество ваты, обрабатывают ее небольшим количеством (≈ 0,5 мл) 80%-го раствора серной кислоты до полного растворения, затем разбавляют содержимое пробирки водой до объема 1 мл и кипятят на водяной бане 5 мин.
Содержание обеих пробирок нейтрализуют раствором щелочи и проводят реакцию Барфед (добавляют по 1 мл раствора Барфед и после перемешивания нагревают до кипения).
В пробирке, содержащей необработанную концентрированной серной кислотой клетчатку, осадок красно-коричневого цвета меди (I) оксида не образуется (отрицательная реакция Барфед).
В пробирке, содержащей обработанную концентрированной серной кислотой клетчатку, появляется осадок красно-коричневого цвета меди (I) оксида (положительная реакция Барфед).