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PRÁCTICA #7 “PODER REDUCTOR, FORMACIÓN DE OSAZONAS Y SÍNTESIS DE PENTAACETATO PENTAACETATO DE α-β-D-GLUCOSA” OBETI!OS" 1. Evidenciar Evidenciar el poder poder reductor reductor de algunos algunos carbohi carbohidratos. dratos. 2. Destacar Destacar la importanci importancia a de la formación formación de osazonas, osazonas, para para la identificaci identificación ón de azucares. 3. Aplicar Aplicar la reacción reacción de acetil acetilación ación sobre sobre los grupos grupos oxhidrilo oxhidrilo de de un monosacrido.
RESULTADOS" A$%&' A230)41
P()*' R*)+%(' N*5&0/(
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F('3&%041 )* O.&(1&.
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F'+%(.& G2+%(.& S&%&'(.& L&%(.& A230)41 0)'(20&)( )* S&%&'(.&
P(.00/( P(.00/( N*5&0/( D*04 .*' 6(.00/( N*5&0/( P(.00/(
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S1*.0. G'&3(. (*10)(. )* P*1&&%*&( )* β-D-52+%(.&" R*1)030*1(" !oles "#D#glucosa$ %1 mol&1'(.1)g*%1.+g&m-*%2g* (.(1/(0 moles de "#D#glucosa !oles acetato de sodio anhidro $ %1 mol&'2g*%1.+g&m-*%1g* (.(1/)' moles de acetato a cetato de sodio anhidro !oles anhdrido actico $ %1 mol&1(2g*%1.('g&m-*%1(m-* (.1(+ moles de anh idrido act.
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R*&%0/( 2030&1*" β- D-52+%(.& m %30(g&mol*%(.(1/(0 moles* ).)) g teóricos .1g prcticos
1(( )1.+) 4endimiento
P+1( )* 9+.041 (*10)(" =< C: DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 5omo se observa en la tabla de resultados, los az6cares 7ue presentaron un cambio de color despus de agregarles el reactivo de 8ehling 9 exponerlos a calentamiento se interpretan como az6cares reductores. Esto se debe a 7ue tanto la sacarosa, la fructosa, glucosa 9 lactosa presentan en su estructura grupos carbonlo libres, 7ue pueden ser oxidados fcilmente por el comple:o de tartrato de cobre del reactivo de 8ehling. El cambio de color de azul a ro:o se debe a 7ue el cobre del comple:o se oxida a 5u ;1. -a glucosa pertenece al grupo de las aldosas, la cual se considera un az6car reductor por el grupo aldehdo susceptible a oxidarse, por dicha razón la prueba resultó positiva. -a fructosa pertenece al grupo de las cetosas, es decir 7ue posee una cetona, 7ue en disolución se encuentra como un hemicetal< por lo cual puede reducir a un agente oxidante como el reactivo de 8ehling. -a lactosa es un disacrido formado por D#galactosa 9 D#glucosa, unidas por un enlace "#1,=# glicosdico. -a D#galactosa es un acetal 9 D# glucosa es un hemiacetal< por la presencia de ste 6ltimo es un az6car reductor. 2 -a sacarosa es un disacrido, 7ue por lo 7ue observamos, no es un az6car reductor, 9a 7ue su enlace glucosdico se establece entre el carbono anomrico de la glucosa 9 el carbono anomrico de la fructosa 9 por lo tanto no posee grupo hemiacetal ni hemicetal 7ue se encuentre en e7uilibrio con la forma de aldehdo o cetona de cadena abierta. El almidón se considera como una mezcla de dos polisacridos distintos$ amilosa 9 amilopectina, 7ue se encuentran unidos mediante enlaces glucosdico entre sus carbonos anomricos, por tal motivo no es un az6car reductor 9 da una prueba negativa al no cambiar de color. -as osazonas se forman a partir de az6cares reductores, o en otras palabras, estas reaccionan con grupos carbonilos libres. 1 molcula de fenilhidrazina reacciona con el carbonilo, una segunda molcula oxida el grupo hidroxilo a un carbonilo 9 una tercera molcula origina la osazona. En el siguiente experimento, observamos 7ue la glucosa 9 la fructosa, al ser az6cares reductores, podan formar osazonas. -a glucosa tardó ms tiempo en formar las osazonas 9 la fructosa las formó ms rpido %aproximadamente la mitad de tiempo 7ue tardó la glucosa*. >ambin observamos 7ue, si un az6car no reductor era hidrolizado 9 despus se le a?ada fenilhidrazina 9 calor, poda formar osazonas. >al caso
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correspondió a la sacarosa hidrolizada, 7ue formó sus osazonas en un tiempo similar a la fructosa %/.2+ min*, debido a la ruptura del enlace glucosdico. El almidón al ser un az6car demasiado grande, no lograba formar osazonas, ni aun exponiendo una solución hidrolizada del mismo almidón se lograban formar. Al observar los cristales de osazonas formadas en el microscopio, notamos 7ue eran mu9 similares, en forma estrellada de asterisco 9 de color amarillo. En la sntesis del pentaacetato de "# D#glucosa, obtuvimos un rendimiento ba:o, debido a 7ue al momento de filtrar en caliente, lo hicimos de manera lenta 9 no se recristalizó por completo nuestro producto, por lo 7ue tuvimos 7ue volver a calentar para poder filtrar el producto de nuevo. En esa ocasión 9a no obtuvimos cristales totalmente blancos como los primeros, sino 7ue haban ad7uirido una tonalidad ligeramente caf debido a las impurezas 7ue contena el producto. Dichas impurezas interfirieron al momento de determinar punto de fusión, 9a 7ue de un esperado de entre 13( @ 1325, obtuvimos un punto de fusión prctico de 12)5.
CONCLUSIONES Budimos determinar el Cpoder reductor de algunos az6cares. bservamos 7ue a7uellos azucares 7ue pertenecen al grupo de aldosas %e:. glucosa* 9 cetosas %e:. fructosa* 7ue en general poseen grupos carbonilo libres, son a7uellas 7ue reaccionan con el comple:o de tartrato de cobre del reactivo de 8ehling, oxidando dichos grupos carbonilo 9 dando una prueba positiva. -a fructosa, la glucosa %por ser az6cares reductores* 9 el hidrolizado de sacarosa, formaron osazonas en tiempos distintos, pero la morfologa de las mismas era mu9 similar. -a lactosa debió formar osazonas, sin embargo pasó ms de media hora 9 no ocurrió nada. Fe pudo realizar una reacción de acetilación a los grupos hidroxilo de un compuesto polihidroxilado como la "# D#glucosa, 7ue es una reacción 6nica para aldosas 9 cetosas. El producto obtenido en la sntesis presentó un ba:o rendimiento 9 un valor prctico de punto de fusión menor al teorico debido a la presencia de impurezas en el producto.
CUESTIONARIO =:I1)0%&' %+H2 *. 2& '&41 )* +020&' *2 %2('0)'&( )* 9*1020)'&01& %(3( '*&%0/(, *1 2+5&' )* 9*1020)'&01& &.*, *1 *.& '*&%%041" Debido a 7ue es
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una sustancia altamente inflamable, el transporte 9 uso es complicado, as como su mane:o en el laboratorio, por lo 7ue al hacerlo sal, su uso es sencillo 9 no afecta el resultado 7ue deseamos obtener, pues obtenemos la molcula buscada.
: S0 .* +020&'& %2('0)'&( )* 9*1020)'&01& *1 2& '*&%%041 )* (*1%041 )* 2&. (.&(1&. JC43( .* (*1)'& 2& 9*1020)'&01& &.*K" -a reacción involucra la formación de un par de funcionalidades fenilhidrazona, concomitante con la oxidación del grupo hidroximetileno ad9acente al centro formilo. -a reacción puede ser usada para identificar monosacridos. Gnvolucra dos reacciones. Brimero, la glucosa con la fenilhidrazina producen glucosafenilhidrazona por eliminación de una molcula de agua del grupo funcional. El siguiente paso involucra la reacción de un mol de glucosafenilhidrazina con dos moldes de fenilhidrazina %exceso*. Brimero, la fenilhidrazina est involucrada en la oxidación del carbono alfa a un grupo carbonilo, 9 la segunda fenilhidrazina involucra la remoción de una molcula de agua con el grupo formilo del carbono oxidado, 9 formando el enlace carbono#nitrógeno. El carbono alfa es atacado a7u por7ue es ms reactivo 7ue los otros. ;:I1)0%&' 6(' + .* *362*& 2& .(2+%041 )* 0.+290( )* .()0( *1 2& 9('3&%041 )* (.&(1&.$ Henera el medio cido necesario para 7ue se lleve a cabo la reacción. : E@620%&' 2&. )09*'*1%0&. *1 2& 9('3&%041 )* (.&(1&. *1'* 3(1(.&%H'0)(. )0.&%H'0)(." -a formación de osazonas en los monosacridos se da de forma ms rpida debido a 7ue su grupo carbonilo est ms disponible 9 es ms fcil hacerlo reaccionar con la fenilhidrazina, por otra parte, los disacridos tienen 7ue romper su enlace glucosdico primero para 7ue su grupo carbonilo pueda reaccionar.3 >: I1)0%&', 6(' 3*)0( )* '*&%%0(1*., %+H2*. &$%&'*. )&1 6(.00/& 2& 6'+*& )* F*2015, )&1)( *2 1(3'* )* 2(. 6'()+%(.: 4. de 8ehling Hlucosa
Icido
gluconico
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4. de 8ehling 8ructosa
<:- E@620%&' 6(' + .* +020& *2 %('* %(3( &''&( 1( %(3( .+29&(: Bor7u lo utilizamos en el anlisis para la determinación de az6cares. Aun7ue se pueden utilizar ambos, pues ambos compuestos poseen 5u 2; 7ue es el necesario para oxidar a los az6cares. Jste cobre tambin se puede reducir de 2; a 1;. 3
7:- D&' *8*362(. )* %&'(0)'&(. +* )*1 6(.00/& 2& 6'+*& )* 9*2015 '*. +* 1(" Hlucosa, fructosa, maltosa dan positiva la prueba 9 la sacarosa 9 e almidón dan negativa la prueba. :- I1)0%&' +* 06(. )* 5'+6(. 9+1%0(1&2*. '*&%%0(1&1 %(1 2& 9*1020)'&01&" 5etonas 9 aldehdos. : I1)0%&' %+H1(. 3(2*. )* 9*1020)'&01& &.* .* 1*%*.0&1 *1 2& 9('3&%041 )* (.&(1&.: E@620%&': -os glucidos 7ue contienen función cetona o aldehdo reaccionan en presencia de un exceso de fenilhidrazina %3 o moles por cada mol de gl6cido* generando osazonas %sustancias insolubles en agua*
=?: E@620%&' 6(' + 2&. (.&(1&. .* 9('3&1 $10%&3*1* *1 2(. %&'(1(. = )* 2(. %&'(0)'&(. $ El carbono 1 es el 7ue posee el carbono carbonlico o grupo funcional %el aldehdo o la cetona* 9 es el primero con el 7ue reacciona la fenilhidrazina, 7ue tambin ataca al siguiente carbono del compuesto, 9a 7ue el carbono 2 no posee ning6n esterocentro en ese carbono 9 adems se posee la misma configuración en los carbonos 3, 9 + del az6car %en el caso de la glucosa 9 la fructosa*.2 ==: E1 2& .1*.0. )* 6*1&&%*&( )* β- D-52+%(.&" & I1)0%&' %+H2 *. *2 6&6*2 )*2 &%*&( )* .()0( &10)'(" Es el sustrato con el cual se favorece la acetilación los grupos hidroxilo de la β-D-glucosa. El acetato abstrae primeramente el protón del hidroxilo, quedando el oxígeno con sus pares de electrones y por tanto con carga negativa < tambin se obtiene cido etanoico.
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Este oxgeno se unir a una molcula de anhdrido actico, formando un nuevo enlace 5#< reacomodndose la densidad electrónica. Bosteriormente la molcula formada abstraer un protón del cido etanoico 7ue se formó antes 9 vuelve a haber un reacomodo de densidad electrónica. Estos pasos 9 los subsecuentes se ilustran en el sig. !ecanismo, el cual se repite por cada grupo hidroxilo presente en la "#D#glucosa.
E@620%&' 6(' + .* /0*'* 2& 3*%2& *1 &5+& *2&)& )*.6+. )*2 %&2*1&30*1( & '*92+8(" Bara favorecer la recristalización del producto 9 al
mismo
tiempo, tratar de
Figura 1. Mecanismo de acetilación de la ;::glucosa
eliminar el ma9or grado de impurezas posibles por este medio.
% I1)0%&' 6(' + *. 036('&1* +* *2 .420)( 9('3&)( .* &50* &.& +* +*)* 901&3*1* )0/0)0)(" Bara hacer 7ue el compuesto no llegara a solidificarse completamente 9 tenerlo bien separado, de tal manera 7ue no se disolviera. =: L& 0)'420.0. )* .&%&'(.& 6'()+%* 2( +* .* %(1(%* %(3( &$%&' 01/*'0)(Q 01/*.05&' +* .051090%& )0%( '301(" El az6car invertido tambin es utilizado en la heladera por su poder anticongelante, es decir, evita la recristalización, como la glucosa o la dextrosa, proporcionando al helado una textura maleable, suave 9 cremosa. El az6car invertido es el l7uido o :arabe resultante del proceso de inversión del az6car mediante la acción cida o enzimtica, con una solución de agua, az6car 9 cido ctrico se separan los dos componentes del az6car, la fructosa 9 la glucosa.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA 1. Fieser. Química Orgánica Fundamental. Barcelona. Reverté. 1985. Pp. !" . #e$%an. Química Orgánica. &structura $ Reactividad. 'omo ((. )* edici+n. Barcelona. Reverté. "",. Pp. 1158 3. -OOR& /. 0. $ alr$mple . 2.&3perimental -et%ods in Organic 4%emistr$ a. &d. . B. #aunders 4o. 6.#.0. 719! Pag. 59:9.
