ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ. Άσκηση 4 η : Ταυτοποίηση Σακχάρων. ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Εργαστήριο Χημείας

Transcript

1 Άσκηση 4 η : Ταυτοποίηση Σακχάρων

2 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Εκχύλιση - Διήθηση Διαχωρισμός-Απομόνωση 2. Φασματοφωτομετρία Ποσοτικός Προσδιορισμός 3. Χρωματογραφία Διαχωρισμός-Απομόνωση 4. Ταυτοποίηση Σακχάρων Χαρακτηριστικές Αντιδράσεις Ποιοτικός Προσδιορισμός

3 Άσκηση 5η: Τι είναι; Σάκχαρα ή υδατάνθρακες ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Πολυυδροξυαλδεΰδες ή πολυυδροξυκετόνες ή ουσίες που όταν υδρολύονται δίνουν τις παραπάνω ενώσεις

4 Κατηγορίες σακχάρων Ανάλογα με το είδος της χαρακτηριστικής ομάδας που περιέχουν στο μόριο τους Ανάλογα με τον αριθμό των ατόμων άνθρακα Ανάλογα με το αν υδρολύονται

5 Ανάλογα με το είδος της χαρακτηριστικής ομάδας που περιέχουν στο μόριο τους αλδόζες C κετόζες C 2 C 2 Γλυκόζη C 2 Φρουκτόζη

6 Ανάλογα με τον αριθμό των ατόμων άνθρακα τριόζες πεντόζες τετρόζες εξόζες Ανάλογα με το αν υδρολύονται Μονοσακχαρίτες Δισακχαρίτες Δεν υδρολύονται Υδρολύονται προς μονοσακχαρίτες Ολιγοσακχαρίτες Πολυσακχαρίτες Υδρολύονται προς απλούστερα σάκχαρα

7 D-γλυκόζη ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ C C C - C 2 C 2 C 2 β-d-ανωμερές Προβολικός τρόπος γραφής κατά Fischer α-d-ανωμερές Η ημιακεταλική μορφή προκύπτει με αντίδραση της αλδεϋδομάδας και της υδροξυλομάδας του τελευταίου ασύμμετρου ανθρακατόμου του μορίου

8 Διαμόρφωση ανακλίντρου D-γλυκόζη ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ β-d-ανωμερές α-d-ανωμερές Οι υδροξυλικές ομάδες βρίσκονται κατά προτίμηση σε ισημερινές θέσεις. C 2 C 2 C 2 Τύποι aworth

9 C C C - C 2 β-d-ανωμερές C 2 D-γλυκόζη C 2 α-d-ανωμερές Τα σάκχαρα σε στερεή κατάσταση βρίσκονται με την κλειστή τους μορφή. Σε διάλυμα όμως παρατηρούμε ισορροπία μεταξύ κλειστής και ανοικτής μορφής. Επομένως εάν έχουμε καθαρό το ένα ανωμερές ενός μονοσακχαρίτου και το διαλύσουμε σε νερό μετά από λίγο παρατηρούμε και το άλλο ανωμερές. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται πολυστροφισμός. Αποτέλεσμα της ισορροπίας είναι ότι όλοι οι μονοσακχαρίτες είναι ανάγοντα σάκχαρα

10 Μηχανισμός ισομερίωσης κετόζης σε αλδόζη 2 C C 2 Τα κετοσάκχαρα αρχικά δίνουν την ανοικτή μορφή και στη συνέχεια η κετονομάδα με το γειτονικό υδροξύλιο ισομεριώνονται. α-d-(+)-φρουκτόζη 2 C C 2 2 C C 2 D-(+)-φρουκτόζη C 2 α-υδροξυ-αλδεϋδη β-d-(+)-φρουκτόζη Άρα η D-(+)-φρουκτόζη είναι ανάγον σάκχαρο Αποτέλεσμα της ισορροπίας είναι ότι όλοι οι μονοσακχαρίτες είναι ανάγοντα σάκχαρα

11 Εάν αντιδράσει ένα υδροξύλιο ενός μονοσακχαρίτη με την ημιακεταλική θέση ενός άλλου τα δύο σάκχαρα θα ενωθούν δίνοντας ένα δισακχαρίτη. 1 4' α Μαλτόζη, ένας 1,4 -α-γλυκοζίτης α β 1 4' Κελλοβιόζη, ένας 1,4 -β-γλυκοζίτης β Η κελλοβιόζη δε διασπάται από τα υγρά του στομάχου και δεν μπορεί να υποστεί ζύμωση από ζυμομύκητες. Η μαλτόζη διασπάται από τα υγρά του στομάχου και μπορεί να υποστεί ζύμωση από ζυμομύκητες.

12 Δισακχαρίτες α-d-γλυκόζη (α) (β) Σακχαρόζη, ένας 1,2 -γλυκοζίτης Δεν υπάρχει ελεύθερη ημιακεταλική θέση Άρα δεν είναι ανάγον σάκχαρο και δεν εμφανίζει πολυστροφισμό β-d-φρουκτόζη

13 Δισακχαρίτες β-d-γαλακτόζη β-d-γλυκόζη Υπάρχει ελεύθερη ημιακεταλική θέση 1(β) 4' (β) Άρα είναι ανάγον σάκχαρο και εμφανίζει πολυστροφισμό Λακτόζη, ένας 1,4 -β-γλυκοζίτης

14 Πολυσακχαρίτες ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Δεν είναι ανάγοντα σάκχαρα Δεν εμφανίζουν πολυστροφισμό Άμυλο Αμυλόζη 1,4 α- γλυκοζιτικοί δεσμοί Γραμμικό πολυμερές v Πολυμερή γλυκόζης αμυλοπηκτίνη v 1,6 -α- γλυκοζιτικοί δεσμοί 20 % w/w αμύλου Τρισδιάστατη δομή 80 % w/w αμύλου

15 Πειραματική πορεία Σάκχαρα που θα μελετηθούν 1. Γλυκόζη 2. Φρουκτόζη 3. Σακχαρόζη 4. Λακτόζη 5. Άμυλο

16 Πειραματική πορεία Μέρος Α ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΣΚΟΠΟΣ: Ανίχνευση αναγόντων σακχάρων Αντιδραστήριο Benedict: Υδατικό διάλυμα κιτρικού νατρίου Na 2 C 3 CuS 4 ΠΕΙΡΑΜΑ: 1 ml σακχαρούχο διάλυμα + 1 ml απιονισμένο νερό + 5 ml αντιδραστήριο Benedict. Θέρμανση σε υδατόλουτρο που βράζει για 2-3 min ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Αν το σάκχαρο είναι ανάγον προκύπτει κόκκινο ή καφέ ή κίτρινο ίζημα RC= + 2Cu RC - +Cu 2 + 2

17 Μέρος Β ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΣΚΟΠΟΣ: Διαφοροποίηση αναγόντων μονο- και δισακχαριτών Αντιδραστήριο Barfoed : Υδατικό διάλυμα (C 3 C) 2 Cu - C 3 C ΠΕΙΡΑΜΑ: 1 ml σακχαρούχο διάλυμα + 1 ml απιονισμένο νερό + 5 ml αντιδραστήριο Barfoed. Θέρμανση σε υδατόλουτρο που βράζει για 10 min. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Οι μονοσακχαρίτες δίνουν κόκκινο ίζημα γρηγορότερα από τους δισακχαρίτες. Ο λόγος είναι ότι οι δισακχαρίτες πρέπει να υδρολυθούν πρώτα σε μονοσακχαρίτες, οι οποίοι στη συνέχεια με τα Cu 2+ θα δώσουν ίζημα Cu 2

18 Μέρος Γ ΣΚΟΠΟΣ: Ανίχνευση αμύλου με ιώδιου ΠΕΙΡΑΜΑ: 2 ml σακχαρούχο διάλυμα + 2 ml απιονισμένο νερό + 1 ml διάλυμα ιωδίου. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Το άμυλο δίνει ένα χαρακτηριστικό χρώμα. Η αμυλόζη μπλε και η αμυλοπηκτινη μεταξύ κόκκινου και μωβ.