Доказательство наличия гидроксильных групп в глюкозе

В пробирку поместите 2 капли 2н раствора гидроксида натрия и
2 капли 2% раствора сульфата меди. К полученному голубому осадку гидроксида меди прибавьте 2 капли 0,5% раствора глюкозы. Что вы наблюдаете? Какие структурные фрагменты молекулы глюкозы обнаруживаются данной реакцией? Запишите её схему.

Полученный раствор сохраните для следующего опыта.

Восстановление гидроксида меди (II) глюкозой в щелочной среде

(проба Троммера)

К полученному в предыдущем опыте раствору добавьте несколько капель воды до высоты слоя жидкости в пробирке около 20 мм. Нагрейте её над пламенем горелки, держа пробирку наклонно, так, чтобы нагревалась только верхняя часть раствора, а нижняя оставалась для контроля. Нагрейте только до начала кипения, но не кипятите. Что вы наблюдаете? Какая таутомерная форма глюкозы вступает в данную реакцию? Запишите её схему.

Проба Троммера используется для обнаружения глюкозы в моче.

Восстановление аммиачного раствора оксида серебра глюкозой

(реакция Толленса, реакция «серебряного зеркала»)

В пробирку поместите 1 каплю 5% раствора нитрата серебра. Прибавьте 2 капли 2н раствора гидроксида натрия и 3-4 капли 10% раствора аммиака до полнего растворения осадка оксида серебра. Добавьте к полученному реактиву Толленса 1 каплю 0,5% раствора глюкозы и слегка нагрейте пробирку над пламенем спиртовки, не допуская закипания. Что вы наблюдаете? За счёт наличия какого фрагмента в молекуле глюкоза проявляет восстанавливающие свойства? Запишите её схему.

Реакция Селиванова на фруктозу

В пробирку поместите крупинку сухого резорцина и 2 капли концентрированной соляной кислоты добавьте 2 капли 0,5% раствора фруктозы и нагрейте до начала кипения. Что вы наблюдаете?

Реакция обусловлена образованием гидроксиметилфурфурола, который в присутствии концентрированной соляной кислоты вступает в реакцию конденсации с резорцином, давая окрашенное соединение.

 

Блок информации

Схема 1

Таутомерия глюкозы

 

 

Рисунок 5

Пространственное строение α- и β-глюкопиранозы

 

 

полуацетальный гидроксил

 

 

Граф 26

Химические свойства глюкозы

 

 

Ag(NH₃)₂OH

(реактив Толленса)

 

 

Cu(OH)₂, t^o

(реактив Фелинга)

 

 

разб. HNO₃

 

 

Br₂, H₂O

 

H₂, Pd

 

Cu(OH)₂

 

 

Химические свойства глюкозы (продолжение)

 

NaOH

 

HCN

 

CH₃OH (HCl сухой)

 

[O] и гидролиз (H⁺)

 

CH₃I (KOH)

 

гидролиз (H⁺)

 

Химические свойства глюкозы (продолжение)

 

 

(CH₃CO)₂O

 

 

спиртовое

 

маслянокислое

 

 

броже-

ние лимоннокислое

 

 

молочнокислое

 

 

Приложение

Вопросы для тестового контроля

УКАЖИТЕ СООТВЕТСТВИЯ!

1.

1. альдоза а) глюкоза г) ксилоза

2. кетоза б) манноза д) фруктоза

в) рибоза

 

2.

1. альдопентоза а) дезоксирибоза г) ксилоза

3. альдогексоза б) манноза д) фруктоза

в) галактоза

 

 

3.

1. D-рибоза а) альдогексоза

2. D-манноза б) альдопентоза

3. L-фруктоза в) кетогексоза

г) кетопентоза

 

4.

1. D-галактоза

2. L-глюкоза

 

 

5.

а) D-глюкоза г) D-рибоза

б) D-манноза д) D-фруктоза

в) D-галактоза

 

6.

а) D-глюкоза г) D-рибоза

б) D-манноза д) D-фруктоза

в) D-галактоза е) D-ксилоза

 

7.

1. аномеры а) D-глюкоза и L-глюкоза

2. эпимеры б) D-глюкоза и D-манноза

в) α-D-глюкопираноза и β-D-глюкопираноза

г) D-глюкоза и L-галактоза

 

8.

1. эпимеры а) D-глюкоза и D-фруктоза

2. энантиомеры б) D-глюкоза и D-галактоза

в) D-глюкоза и D-манноза

г) D-манноза и D-галактоза

д) D-галактоза и L-галактоза

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ (ОТВЕТЫ)!

9. ФОРМУЛА ДИАСТЕРЕОМЕРА D-ГЛЮКОЗЫ:

 

10.

ЭПИМЕРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ:

1. стереоизомеры, молекулы которых похожи как предмет и несовместимое с ним зеркальное отражение

2. стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией одного хирального центра

3. стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией двух и более хиральных центров

4. моносахариды, не являющиеся стереоизомерами

 

11.

ЭНАНТИОМЕРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ:

5. стереоизомеры, молекулы которых похожи как предмет и несовместимое с ним зеркальное отражение

6. стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией одного хирального центра

7. стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией двух и более хиральных центров

8. моносахариды, не являющиеся стереоизомерами

 

12.

D-ГЛЮКОЗА И D-МАННОЗА ЯВЛЯЮТСЯ:

1. энантиомерами 3. эпимерами

2. диастереомерами 4. аномерами

 

13.

1. α-D-маннопираноза 4. β-D-глюкопираноза

2. α-D-глюкопираноза 5. α-D-глюкофураноза

3. β-D-маннопираноза 6. β-D-глюкофураноза

 

 

14.

 

1. α-D-глюкопираноза 4. β-D-глюкофураноза

2. β-D-глюкопираноза 5. α-D-фруктопираноза

3. α-D-глюкофураноза 6. β-D-фруктопираноза

 

 

15.

1. α-D-маннопираноза 4. β-D-глюкопираноза

2. α-D-глюкопираноза 5. α-D-глюкофураноза

3. β-D-маннопираноза 6. β-D-глюкофураноза

 

 

16.

НАЗВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ :

 

1. α-D-глюкопираноза

2. β-D-глюкопираноза

3. α-D-маннопираноза 5. α-D-галактопираноза

4. β-D-маннопираноза 6. β-D-галактопираноза

 

17.

4. α-D-глюкопираноза 4. β-D-рибофураноза

5. β-D-глюкопираноза 5. α-D-фруктопираноза

6. α-D-рибофураноза 6. β-D-фруктопираноза

 

 

ВПИШИТЕ НЕДОСТАЮЩЕЕ СЛОВО (ЦИФРУ)!

18.

ЭТО СОЕДИНЕНИЕ ОБРАЗУЕТ ГЛИКОЗИДЫ ЗА

СЧЁТ ГИДРОКСИЛА, ОБОЗНАЧЕННОГО ЦИФРОЙ ____ .

 

 

19.

 

АНОМЕРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ СТЕРЕОИЗОМЕРЫ,

ОБОЗНАЧЕННЫЕ ЦИФРАМИ ______ И ______ .

 

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ (ОТВЕТЫ)!

20.

 

НАЗВАНИЕ ПРОДУКТА РЕАКЦИИ :

 

1. N-метил-β-D-рибофураноза 4. N-метил-α-D-рибофуранозид

2. метиламинорибофураноза 5. N-метил-β-D-фруктофуранозид

3. N-метил-β-D-рибофуранозид

 

 

21.

ПРОДУКТОМ РЕАКЦИИ β-D-ГАЛАКТОПИРАНОЗЫ С ИЗБЫТКОМ
УКСУСНОГО АНГИДРИДА ЯВЛЯЕТСЯ:

1. гликозид 3. сложный эфир

2. простой эфир 4. соль галактозы

 

22.

ПРОДУКТОМ ГИДРОЛИЗА СОЕДИНЕНИЯ

В КИСЛОЙ СРЕДЕ ЯВЛЯЕТСЯ:

 

 

23.

α-D-ГЛЮКОПИРАНОЗА ОБРАЗУЕТ ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ ЗА СЧЁТ:

1. полуацетального гидроксила

2. спиртовых гидроксилов

3. всех гидроксильных групп

 

24.

 

НАЗВАНИЕ ПРОДУКТА РЕАКЦИИ:

1. О-метил-β-D-глюкопиранозид

2. О-метил-β-D-галактопиранозид

3. О-метил-α-D-глюкопираноза

4. О-метил-α-D-галактопиранозид

5. пентаметилглюкоза

6. пентаметилгалактоза

 

25.

ПРОДУКТОМ РЕАКЦИИ α-D-ГЛЮКОПИРАНОЗЫ С ИЗБЫТКОМ CH₃I

В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ ЯВЛЯЕТСЯ:

 

26.

α-D-МАННОПИРАНОЗА ОБРАЗУЕТ СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ ЗА СЧЁТ:

4. полуацетального гидроксила

5. спиртовых гидроксилов

6. всех гидроксильных групп

 

27.

КАК МНОГОАТОМНЫЙ СПИРТ ГАЛАКТОЗА ВСТУПАЕТ В РЕАКЦИЮ?

1. с Cu(OH)₂ при комнатной температуре

2. с Cu(OH)₂ при нагревании

3. «серебряного зеркала»

4. с метанолом в присутствии сухого HCl

 

УКАЖИТЕ СООТВЕТСТВИЯ!

28.

а) гидролизуется только в кислой среде

б) гидролизуется и в кислой, и в щелочной среде

в) гидролизуется только в щелочной среде

г) не подвергается гидролизу

 

29.

 

а) гликозидная связь

б) простая эфирная связь

в) сложноэфирная связь

 

 

30.

 

а) гидролизуется только в кислой среде

б) гидролизуется и в кислой, и в щелочной среде

в) гидролизуется только в щелочной среде

г) не подвергается гидролизу

 

31.

а) полуацетальный гидроксил

б) спиртовой гидроксил

 

32.

а) различные продукты окисления

б) глюконовая кислота

в) глюкаровая кислота

г) сорбит

 

33.

а) образование голубого осадка

б) образование ярко-синего раствора

в) выпадение кирпично-красного осадка

г) образование серебристого налёта

 

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ (ОТВЕТЫ)!

34.

В КАЧЕСТВЕ ОКИСЛИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛАКТАРОВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ГАЛАКТОЗЫ ИСПОЛЬЗУЮТ:

1. бромную воду 4. разбавленную HNO₃

2. Ag(NH₃)₂OH 5. H₂ (Ni)

3. Cu(OH)₂

 

35.

КАК АЛЬДЕГИД ГЛЮКОЗА ВСТУПАЕТ В СЛЕДУЮЩИЕ РЕАКЦИИ:

1. окисление 4. образование простых эфиров

2. восстановление 5. образование сложных эфиров

3. образование гликозидов

 

УКАЖИТЕ СООТВЕТСТВИЯ!

36.

а) манноновая кислота

б) маннаровая кислота

в) различные продукты окисления

г) маннит

д) медная соль маннозы

 

37.

а) глюконовая кислота

б) глюкаровая кислота

в) различные продукты окисления

г) сорбит

д) ксилит

38.

1. галактоновая кислота

2. маннаровая кислота

 

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ (ОТВЕТЫ)!

 

39.

ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ФРУКТОЗЫ С Cu(OH)₂ ПРИ КОМНАТНОЙ

ТЕМПЕРАТУРЕ НАБЛЮДАЕТСЯ:

1. образование голубого осадка 3. выпадение кирпично-красного осадка

2. образование ярко-синего раствора 4. образование серебристого налёта

5. появление винно-красного окрашивания

 

40.

В КАЧЕСТВЕ ОКИСЛИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛАКТОНОВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ГАЛАКТОЗЫ ИСПОЛЬЗУЮТ:

1. бромную воду 4. разбавленную HNO₃

2. Ag(NH₃)₂OH 5. H₂ (Ni)

3. Cu(OH)₂

 

41.

КАК СПИРТЫ МОНОСАХАРИДЫ ВСТУПАЮТ В РЕАКЦИИ:

1. «серебряного зеркала» 4. образования сложных эфиров

2. с бромной водой 5. образования гликозидов

3. образования простых эфиров

 

42.

ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ФРУКТОЗЫ С РЕЗОРЦИНОМ
В КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ HCl ПОВЛЯЕТСЯ:

 

1. кирпично-красный осадок

2. жёлтый осадок

3. голубой осадок

4. винно-красное окрашивание

5. сине-зелёное окрашивание

 

 

43. ВПИШИТЕ НЕДОСТАЮЩИЕ СЛОВА!

 

ГЛЮКОЗУ И ФРУКТОЗУ МОЖНО РАЗЛИЧИТЬ ПО РЕАКЦИИ __________________.

ДЛЯ НЕЁ НЕОБХОДИМЫ __________________ И КОНЦЕНТРИРОВАННАЯ
СОЛЯНАЯ КИСЛОТА.

 

Занятие № 14

УГЛЕВОДЫ. ДИСАХАРИДЫ И ПОЛИСАХАРИДЫ

 

Мотивация цели.Полисахариды широко распространены в природе и имеют исключительно большое значение. Они выполняют различные функции: энергетическую (крахмал, гликоген), скелетную (хондроитинсульфаты, гликопротеиды), являются биорегуляторами (гепарин) и др. Гетерополисахариды участвуют в построении групповых веществ крови и тканей.

Цель самоподготовки. Необходимо усвоить строение и химические свойства природных дисахаридов и важнейших гомо- и гетерополисахаридов во взаимосвязи с их биологическими функциями.

План изучения материала

1. Классификация полисахаридов (олиго- и собственно полисахариды; восстанавливающие и невосстанавливающие; гомо- и гетерополисахариды).

2. Строение дисахаридов.

2.1. Мальтоза, целлобиоза, лактоза, сахароза. Их моносахаридный состав, тип гликозидной связи.

2.2. Принцип строения восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов.

3. Химические свойства дисахаридов.

3.1. Цикло-цепная таутомерия восстанавливающих дисахаридов. Реакции, подтверждающие восстанавливающие свойства.

3.2. Реакции образования гликозидов.

3.3. Отношение дисахаридов к гидролизу. Условия гидролиза.

3.4. Реакции алкилирования и ацилирования дисахаридов.

3.5. Медико-биологическое значение дисахаридов.

4. Строение и свойства гомополисахаридов.

4.1. Строение фракций крахмала (амилозы и амилопектина), гликогена, целлюлозы. Их биологическое значение.

4.2. Гидролиз полисахаридов, его условия.

4.3. Первичная и вторичная структура амилозы и целлюлозы. Зависимость их физических и химических свойств от вторичной структуры.

5. Гетерополисахариды (Самостоятельная работа № 8).

Рекомендуемая литература

А - с. 400-413.

А* - с. 407- 411, 413-420.

А** - с. 378-383, 384-390.

Б –т 3.3, обучающие задачи 1, 2 (с. 216-220).

Вопросы для самоконтроля(вопросы, обозначенные*, обязательны для выполнения в письменном виде)

1*. Объясните, почему целлобиоза является восстанавливающим дисахаридом.

Приведите схему цикло-цепной таутомерии целлобиозы и запишите схемы двух реакций, доказывающих восстанавливающие свойства.

2*. Приведите схему реакции получения O-метилмальтозида. Характерна ли подобная реакция для сахарозы? Почему?

3. Приведите схему реакции гидролиза O-этиллактозида. Назовите продукты реакции, укажите её условия. Обладают ли восстанавливающими свойствами исходное соединение и продукты гидролиза?

4*. Приведите схему реакции мальтозы с избытком иодистого метила и реакции гидролиза полученного соединения. Будут ли полученные соединения обладать восстанавливающими свойствами?

5. Приведите строение фрагментов молекул амилозы, амилопектина, гликогена, целлюлозы. Укажите тип связи между моносахаридными звеньями.

6. Объясните, почему амилоза взаимодействует с йодом, а целлюлоза – нет.

План работы на предстоящем занятии

1. Разбор основных вопросов темы, выполнение упражнений.

2. Тестовый контроль (включает материал предыдущего занятия).

3. Выполнение лабораторной работы:

- Сравнение свойств лактозы и сахарозы;

- Качественная реакция на крахмал.

4. Оформление лабораторного журнала, контроль выполнения лабораторной работы.

 

Лабораторная работа