Data wykonania: 19.10.2010r.

TEMAT ĆWICZENIA:

„REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE CUKROWCÓW”

Sekcja:

Aleksandra Gatlik Gr Ch1

Agnieszka Kopeć Gr Ch1

Aleksandra Poczekaj Gr Ch2

Kierunek: Biotechnologia, sem. V, rok III

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z charakterystycznymi reakcjami barwnymi cukrowców prostych, dwucukrów i wielocukrów. Reakcje te umożliwiają odróżnienie cukrowców od innych związków organicznych, a także pozwalają określić strukturę cząsteczki cukrowca i stwierdzić obecność poszczególnych grup funkcyjnych.

1) Próba Lugola:

Cukrowce o dużych rozmiarach i uporządkowanej strukturze tworzą z jodem barwne

kompleksy. Próba Lugola to doświadczenie, którego wykonanie pomaga w określeniu wielkości cząsteczki cukrowca.

a) wykonanie doświadczenia:

Do probówek odmierzono po 1 ml 1% roztworu laktozy, sacharozy oraz nieznanego roztworu cukru, a następnie dodano po 1ml płynu Lugola do każdej z probówek.

b) wynik:

Po dodaniu płynu Lugola nigdzie nie zaobserwowano zmiany barwy roztworu.

c ) wniosek:

Spośród wyżej wymienionych sacharydów nie zabarwiła się żadna probówka, co wskazuje, iż wszystkie roztwory nie zawierały cukrów wielocząsteczkowych.

2) Próba Benedicta:

Próba Benedicta pozwala na odróżnianie cukrów redukujących od nieredukujących. W tej

próbie wykorzystuje się właściwości redukując niektórych cukrów wynikające z obecności

wolnych grup karbonylowych. Ma to miejsce w przypadku wszystkich monosacharydów

oraz tych dwucukrów, których grupy karbonylowe nie są zablokowane. Cukry redukujące zawierają wolną grupą aldehydową bądź ketonową, redukują wskaźniki takie jak kompleksy jonów miedziowych(Cu²⁺) tworząc jony miedzianowe(Cu⁺). Czynnikiem redukującym w tych reakcjach jest otwarta struktura łańcuchowa aldozy bądź ketozy. Koniec redukujący cukru to koniec z wolną grupą aldehydową lub ketonową.

Wymienione właściwości powodują, iż w środowisku alkalicznym cukrowce mogą

redukować tlenki i wodorotlenki metali ciężkich, np. miedzi, same ulegając utlenianiu do

kwasów karboksylowych RCHO + 2CuO → RCOOH + Cu2O↓

Odczynnik Benedicta składa się z soli miedzi Cu2SO4, czynnika alkalizującego Na2CO3 oraz

cytrynianu sodu.. Związek o charakterze zasadowym powoduje przejście soli miedzi w

wodorotlenek miedziowy, a oprócz tego w środowisku alkalicznym następuje ujawnienie

grupy karbonylowej cukrowca, gdyż w środowisku tym cukry występują głównie w formie

łańcuchowej. Odczynnik Benedicta, oprócz soli miedzi CuSO4 i czynnika alkalizującego

Na2CO3, zawiera również cytrynian sodu; zapobiega to wypadaniu nierozpuszczalnego w

wodzie wodorotlenku miedziowego. W obecności cytrynianu tworzy się rozpuszczalny

kompleks miedziowy, który w miarę reakcji wolnych jonów Cu+, ulega rozpadowi,

dostarczając nowych jonów miedziowych.

a) wykonanie doświadczenia:

Do probówek dodano po 1 ml sacharozy, laktozy oraz nieznanego cukru, następnie do każdej dodano po 2,5 ml odczynnika Benedicta. Próbówki wymieszano i umieszczono na 5 min we wrzącej łaźni.

b) wynik:

Po 5 minutach w próbówce zawierającą sacharozę nie zaobserwowano żadnych zmian w barwie. Natomiast w probówce, w której znajdował się nieznany cukier oraz laktoza mogliśmy zaobserwować wytrącenie się czerwonego osadu, oraz zmianę barwy roztworu z niebieskiej na lekko żółtawą.

c) wniosek:

Próba Benedicta pozwala na określenie cukrów posiadających właściwości redukujące. O pozytywnym wyniku próby mówi się wówczas, kiedy wydzieli się czerwony osad, który to jest osadem tlenku miedzi. Właściwości redukujące cukrów wynikają z obecności wolnych grup karbonylowych, zatem oczywiste jest, iż wszystkie badane monosacharydy posiadają tę właściwość. Zatem na tej części ćwiczenia możemy stwierdzać, iż nasz nieznany cukier jest monosacharydem mającym właściwości redukujące. Sacharoza jest dwucukrem składającym się odpowiednioz fruktozy i glukozy połączonymi wiązaniem glikozydowym. Rzeczą oczywistą jest, że sama fruktoza i glukoza posiadają końce redukujące, natomiast w sacharozie występują jako pierścienie piranozowe i furanozowe. Pierścienie te zamykają strukturę łańcuchową cząsteczki, przez co blokują grupy redukujące.

Laktoza również jest dwucukrem składającym się z pierścieni furanozowych galaktozy i glukozy. Trzeba tutaj zaznaczyć, że laktoza pod wpływem wody hydrolizuje, pierścienie rozwiązują się tworząc łańcuchy z wolnymi grupami redukującymi.

3) Próba Barfoeda

Próba Bafroeda pozwala odróżnić cukry proste redukujące, od dwucukrów redukujących. Redukcję jonów miedziowych prowadzi się w środowisku lekko kwaśnym (rozcieńczony kwas mlekowy) i w tych warunkach reakcja przebiega znacznie wolniej niż w środowisku

zasadowym, przy czym jej szybkość jest różna dla cukrów prostych i dwucukrów

redukujących. Wolna grupa karbonylowa dwucukrów jest mało reaktywna i związki te

ujawniają swój charakter redukujący dopiero po dłuższym ogrzewaniu (15minut), gdy

zajdzie hydroliza.

a) wykonanie doświadczenia:

Do probówek dodano po 1 ml laktozy, sacharozy oraz nieznanego cukru. Do każdej z nich dodano po 2,5 ml odczynnika Barfoeda, po czym wstawiono do wrzącej łaźni na 5 min i 15 min.

b) Wynik.

W próbówkach zawierających nieznany cukier zaobserwowano wydzielenie się czerwonego osadu , w pozostałych probówkach brak zmian.

c) Wnioski:

W tej próbie także wykorzystuje się właściwości redukujące cukrów, jednak reakcje prowadzi się w środowisku kwaśnym, co zmniejsza szybkość reakcji. W prosty sposób można było odróżnić redukujący monosacharyd od redukującego disacharydu, poprzez otrzymanie w określonym czasie czerwonego osadu. Czerwony osad świadczy o pozytywnej próbie. Próba Barfoeda potwierdziła właściwości redukujące badanych przez nas nieznanego cukru.

Wykazała także brak tych właściwości u sacharozy.

4) Próba Seliwanowa:

Po działaniem rozcieńczonego kwasu solnego, ketozy podlegają przekształceniu w

furfuralowe pochodne znacznie łatwiej niż aldozy. Hydroksymetylofurfural pochodzący z ketozy, reaguje z rezorcyna (m.-dihydroksybenzenem), tworząc czerwony produkt. Jeśli więc ogrzewać się będzie badaną próbkę z odczynnikiem Seliwanowa w obecności 3-krotnie rozcieńczonego kwasu solnego, tworzące się zabarwienie świadczyć będzie o obecności ketozy. Natomiast po dłuższym okresie ogrzewania następuje izomeryzacja aldoz na ketozy i wynik będzie również dodatni.

a) wykonanie doświadczenia:

Do probówek odmierzono po 1 ml, sacharozy, laktozy nieznanego cukru.

Do każdej probówki dodano 1 ml odczynnika Seliwanowa i ogrzewano we wrzącej łaźni przez ok. 15 min.

b) Wynik:

Zaobserwowano zabarwienie roztworu na jasny różowy z sacharozą. W pozostałych probówkach nie zauważono zmiany zabarwienia.

c) Wnioski:

Próba Seliwanowa pozwala na odróżnienie ketoz od aldoz. Pod wpływem kwasu solnego i odczynnika Seliwanowa ketozy tworzą czerwone zabarwienie, co świadczy o obecności grup ketonowych. Ssacharoza zabarwiła się na kolor jasno różowy. Wynikiem takiego zabarwienia jest jednak rozpad pod wpływem podgrzewania na glukozę i fruktozę, a ta ostania spowodowała zabarwienie roztworu, jednak nie na kolor czerwony, a jasno różowy. Brak zabarwienia w pozostałych probówkach świadczy o braku obecności grup ketonowych w pozostałych sacharydach.

Badanym przez nas cukier posiadał następujące właściwości:

- nie reagował z płynem Lugola- nie jest wielocukrem

-reagował na próbę Benedicta - jest cukrem redukującym

-reagował na próbę Barfoeda - jest monocukrem redukującym

- nie reagował na próbę Seliwanowa - nie posiada grup ketonowych.

Po wszystkich obserwacjach możemy stwierdzać, że nasz cukier to arabinoza. Wszystkie podane wyżej właściwości potwierdzają jego strukturę.

	Próba Lugola	Próba Benedicta	Próba Barfoeda	Próba Seliwanowa
laktoza	-	+	-	-
sacharoza	-	-	-	+
próba z nieznanym cukrem	-	+	+	-

---