PRACTICA 7 PODER REDUCTOR, FORMACIÓN DE OSAZONAS Y SÍNTESIS DE PENTAACETATO DE β-DGLUCOSA.
OBJETIVOS
Realizar diferentes pruebas de oxidación para la determinación de azucares reductores Realizar la formación de osazonas de algunos monosacáridos. Aplicar la reacción de acetilación sobre los grupos hidroxilo de la glucosa anhidra para la síntesis de pentaacetato de β-D-glucosa.
INTRODUCCION Se denominan carbohidratos o glúcidos a los derivados aldehicos o cetoicos, reales o potenciales de alcoholes polioxhidrilicos (que presentan gran número de grupos alcohol) o sus productos de condensación. Según la cantidad de glúcidos o azucares que den por hidrolisis los carbohidratos se pueden clasificar Figura 1: Ejemplo como: de monosacárido (glucosa) monosacáridos (figura 1), disacáridos (figura 2) y polisacáridos (figura 3), estos pueden ser aldosas o cetosas y por el numero de atomos de oxígeno, pueden Figura 2: Ejemplo de disacárido (sacarosa) ser aldohexosas cetohexosas,
Figura 3: Ejemplo de polisacárido (almidón)
oxida a ácido carboxílico. Esta propiedad es la base de la reacción de Fehling, prueba que se usa para determinar la presencia o no de glúcidos reductores. Las osazonas se forman cuando los azucares reaccionan con fenilhidrazina. La reacción involucra la formación de fenilhidrazona. La reacción puede ser utilizada para identificar monosacáridos. Involucra 2 reacciones: -
-
Primero la glucosa con fenilhidrazina producen glucosafenilhidrazona por eliminación de una molecula de agua del grupo funcional. El siguiente paso involucra la reacción de un mol de glucosafenilhidrazina con dos moles de fenilhidrazina.
El carbono alfa es atacado aquí porque es mas reactivo que los otros. Son compuestos altamente coloreados, y pueden ser detectados fácilmente.
OBSERVACIONES Para observar el poder reductor de los azúcares, se agregaron 2 mL de solución de Fehling en 6 tubos de ensayo, a cada uno se le agregaron 5 mL de soluciones al 10% de cada azúcar (almidón, fructosa, glucosa, lactosa y sacarosa).
pentosas, tetrosas y triosas.
Cada uno se colocó en un baño maría y se observaron los cambios, en la sacarosa y almidón no llego a haber ningún cambio, mientras que en la lactosa, fructosa y glucosa se observó la formación de un precipitado rojo.
Los monosacáridos pueden ser oxidados +3 por agentes oxidantes suaves como Fe y +2 Cu en estas reacciones él carbonilo se
Para la formación de osazonas de monosacáridos se ocuparon dos muestras, una con glucosa y otra de fructosa, ambas con una concentración del 10%, se les agregó 3 mL de reactivo de fenilhidrazina y 1
02 mL de solución saturada de bisulfito de sodio; se calentaron ambas en baño maría de agua hirviendo. En la muestra con fructosa, aparecieron los primeros cristales de color amarillo después de calentarse por 7 minutos, mientras que en la muestra con glucosa aparecieron a los 15 minutos, posteriormente Figura 4: se tomó el producto de ambas y se observaron a través de microscopio (figura 4).
Para la síntesis de pentaacetato de β -Dglucosa se mezclaron 2 gramos de glucosa y 1 gramo de acetato de sodio anhidro y se pasó la mezcla a un matraz bola de 50 mL, se agregó anhidro y se calentó la mezcla en reflujo, a los 22 minutos se disolvió la glucosa y se siguió calentando por una hora más, finalmente se filtró al vacío y se obtuvo un sólido de color blanco.
En la formación de osazonas se llevó a cabo la reacción de la figura 7. En la síntesis de pentaacetato de β -Dglucosa se llevó a cabo la reacción de la figura 8. Rendimiento P.M. β-D-glucosa = 180.16
Masa de la β-D-glucosa ocupada = 2 g. Moles de la glucosa = (2g)/( 0.01 mol P.M. Pentaacetato 390.34
de
) =
β-D-glucosa
=
Rendimiento teórico (0.01 mol) * (390.34
) = 4.333
Pentaacetato obtenido = 3.5 g Rendimiento práctico
| |
RESULTADOS Con la prueba del poder reductor se obtuvieron las siguientes mezclas(figura 5):
Figura 5: (de izquierda a derecha) sacarosa, almidón, lactosa, fructosa y glucosa
En las mezclas que presentaron el precipitado rojo se llevó a cabo la siguiente reacción (figura 6):
Figura 6:
2
Figura 7:
Figura 8:
DISCUSIÓN DE RESULTADOS 3
Los azúcares que presentaron precipitación de óxido de cobre se denominan azúcares reductores debido a que presentan grupos hemicetales o hemiacetales (contienen un grupo –OH y un alcóxido –OR), permitiendo que el azúcar se oxide, por lo tanto la lactosa y glucosa reaccionaron con la solución de Fehling. Aunque las cetosas difícilmente son reductoras, la fructosa presenta un falso positivo ya que es capaz de isomerizarse y posteriormente llegar a ser una aldosa, así logrando oxidarse. Mientras que un azúcar no reductor (en este caso la sacarosa y el almidón) aquel carbono que en los azúcares reductores presenta la forma hemicetal o hemiacetal, en los no reductores enlaza a dos monosacáridos. Al llevar a cabo la formación de osazonas, se formaron primero los cristales de fructosa debido a que tiene una tendencia mayor a adoptar su forma de cadena abierta que la glucosa, provocando que sea más fácil reaccionar con los grupos amino, ambos azúcares forman la misma osazona. Si se lleva osazonas con la reacción es deben romper reacción.
CONCLUSIONES Los azucares reductores dan positivo a la prueba de Fehling, presentan equilibrio en la forma abierta de su ciclo, poseen un carbono anomerico libre, presentan mutarotación y forman osazonas. Los azucares son en general solubles en agua y difícilmente pueden recristalizarse, sus osazonas fácilmente se cristalizan en este disolvente, por lo que este tipo de derivados se utiliza para caracterizar carbohidratos. Los monosacáridos reaccionan más rápido que los disacáridos y polisacáridos por la mayor disponibilidad de un grupo carbonilo.
BIBLIOGRAFÍA MEHTA Bhupinder, MEHTA Manju, Organic Chemistry, Editorial Prentice-Hall, 2005; páginas 923-944. MATHEWS Christopher K, VAN HOLDE K.E., Bioquímica, 3era edición, Editorial Pearson, Madrid 2002.
a cabo la formación de disacáridos o polisacáridos, mucho más lenta ya que se los enlaces para permitir la
La síntesis de pentaacetato de β -Dglucosa, es una reacción general para aldosas y cetosas. Ya que los azucares son compuestos polhidroxilados y es posible acetilarlos con anhídrido acético, obteniéndose los acetatos correspondientes. Los acetatos producidos, se derivan de la forma cíclica piranosa por lo tanto estos existen como pares de anómeros. Los acetatos son derivados importantes de los azucares ya que son cristalinos y resultan útiles en la purificación de los azucares además de que se convierten con facilidad en los azucares libres, mediante una hidrolisis alcalina suave. 4
