В присутствии щелочи

К полученному в предыдущем опыте щелочному синему раствору сахарата меди добавить несколько капель воды так, чтобы высота слоя жидкости составляла 18-20 мм. Нагреть ее над пламенем микрогорелки, держа пробирку так, чтобы нагревалась только верхняя часть раствора, а нижняя оставалась для контроля без нагрева. Нагреть только до кипения, так как глюкоза восстанавливает гидрат окиси меди уже в таких условиях, т. е. без кипячения. Через несколько секунд нагретая часть раствора меняет свой синий цвет на оранжево-желтый, так как образуется гидрат закиси меди. При несколько большем содержании едкой щелочи или более продолжительном нагревании гидрат закиси меди может отщепить воду и образовать желто-красный осадок закиси меди Сu₂О.

Выделяющийся при восстановлении гидрата окиси меди кислород идет на окисление глюкозы. Процесс этот весьма сложный и, судя по наличию ряда кислот, выделенных из продуктов реакции окисления, сопровождается глубоким расщеплением молекулы глюкозы.

Опыт 10.3 Восстановление аммиачного раствора окиси серебра глюкозой

Поместить в пробирку 1 каплю 0, 2н. AgNO₃, раствор подщелочить, прибавив 2 капли 2н. раствора NaОН, и добавить (по каплям) 3-4 капли 2н. раствора NH₄ОН до растворения образующегося осадка гидрата окиси серебра. Полученный прозрачный бесцветный раствор гидрата окиси серебра является реактивом, которым можно окислить глюкозу (реакция серебряного зеркала). Для этого добавить к реактиву 2 капли 0, 5%-го раствора D-глюкозы и слегка подогреть пробирку, держа ее над пламенем горелки, только до начала побурения раствора.

Далее реакция идет без нагревания, и металлическое серебро выделяется либо в виде черного осадка, либо, если стенки пробирки были чисты, в виде блестящего зеркального налета. Отсюда и название реакции " серебряного зеркала". Освобождающийся при восстановлении окиси серебра кислород идет на окисление глюкозы. Процесс этот очень сложен и сопряжен с распадом глюкозы.

Нужно помнить, однако, что в условиях лабораторного анализа получение зеркального налета отнюдь не является обязательным. Простое побурение бесцветного реактива уже является положительной реакцией. '

Реакция восстановления аммиачного раствора окиси серебра глюкозой применяется в технике серебрения зеркал. При этом большое значение имеет тщательная очистка поверхности стекла (обезжиривание).

Опыт 10.4 Реакция Селиванова на фруктозу

Поместить в пробирку крупинку сухого резорцина и 2 капли концентрированной соляной кислоты. Добавить 2 капли 0, 5%-го раствора фруктозы и нагреть до начала кипения. Постепенно жидкость приобретает красное окрашивание. Реакция обусловлена образованием нестойкого соединения - оксиметилфурфурола.

Под влиянием концентрированной соляной кислоты последний конденсируется с резорцином давая окрашенное соединение. Реакция Селиванова характерна для фруктозы (и для других кетогексоз) только при выполнении указанных выше условий.

Вопросы для контроля

1. Классификация углеводов на D- и L-ряды.

2. Особенности строения моносахаридов (карбонильные и циклические формы).

3. Химические свойства моносахаридов.

4. Явление мутаротации.

5. Получение гликозидов.

Упражнения по теме «Простые сахара»

1. Напишите структурные формулы:

а) метил - β -D-глюкофуранозида; б) метил - a- D-глюкофуранозида;

в) этил - a- D-фруктофуранозида; г) пропил β -D- фруктофуранозида.

2. Напишите реакции окисления (в разных условиях) и восстановления моноз:

а) D-глюкозы; б) D-фруктозы.

3. Напишите реакции с хлорангидридом этановой кислоты:

а) β -D-галактопиранозы; б) β -D-фруктофуранозы; в) a- D-глюкофуранозы.

Назовите образующиеся соединения.

4. Напишите уравнения реакции D-рибозы:

а) с синильной кислотой; б) с гидроксиламином;

в) с ангидридом этановой кислоты.

5. Сколько металлического серебра можно получить при взаимодействии 18 г глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра, если выход реакции составляет 75% от теоретического?

6. Напишите уравнения реакций взаимодействия избытка этановой кислоты со следующими моносахаридами:

а) a- D- фруктофуранозой; б) β -D- глюкофуранозой.

7. Какое вещество получится при действии безводного метанола в присутствии HCl на:

а) β -D-рибофуранозу; б) a- D-дезоксирибофуранозу.

8. Напишите уравнения образования фруктозо-3-фосфата и рибозо-5-фосфата.

9. Напишите схему перехода в щелочной среде глюкозы во фруктозу.

10. Напишите уравнения реакций образования фруктозо-1, 6-дифосфата из фруктозы и фосфорной кислоты.

11. Напишите реакции гидрирования:

а) D-глюкозы; б) D-галактозы; в) D-фруктозы.

12. В приведенной ниже схеме таутомерного равновесия в растворе D-глюкозы замените названия проекционными формулами:

13. Напишите схемы реакций образования озазона из глюкозы и фруктозы.

14. В чем проявляются особые свойства полуацетального (гликозидного) гидроксила по сравнению со спиртовыми гидроксилами? Напишите схемы взаимодействия (в присутствии HCl как катализатора):

а) a- D-глюкопиранозы с этанолом;

б) β -D-глюкофуранозы с изопропиловым спиртом;

в) β -D-фруктопиранозы с бензиловым спиртом.

Назовите полученные вещества.

15. Напишите реакции окисления до сахарных кислот:

а) D-глюкозы; б) D-рибозы.