Carbohidratos, glúcidos o azúcares

Undécima práctica de Lab. Química Orgánica

En este reporte se puede observar la parte experimental del ensayo de Molish, Ensayo de Fehling y la hidrolisis de la sacarosa.

Cap. 11 Química Orgánica 2010 II _ UNALM

Autor: Eltsyn Jozsef Uchuypoma Ochoa

REACCIÓN DE CARBOHIDRATOS, GLUCIDOS O AZUCARES 1. Introducción

Los carbohidratos se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros productos. La celulosa se puede convertir en rayón de viscosa y productos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y tipos similares de plásticos. El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre. La química de los carbohidratos es una de las partes más interesantes de la química orgánica. Hay muchos químicos que trabajan en empresas que utilizan carbohidratos para alimentación, en materiales de construcción y en otros productos de consumo. Los biólogos necesitan entender cómo actúan los carbohidratos en los seres vivos, ya que juegan un papel importante en el reino animal y vegetal.

2. Objetivo

• Identificar a qué tipo de carbohidrato pertenece la muestra problema. • Reconocer los glúcidos mediante el ensayo de Molish. • Reconocer los azucares reductores mediante el ensayo de Fehling. • Realizar la desnaturalización de la sacarosa y el almidón. • Ver lo que ocurre con los carbohidratos en el ensayo de Tollens.

3. Metodología

A. Ensayo de Molish: Reconocimiento de glúcidos.

Materiales/Solventes:

• Glucosa • Fructosa • Almidón • Lactosa • Sacarosa • Muestra Problema(5-C) • α-naftol

Procedimiento:

I. Colocar en un tubo de ensayo 3 gotas de α-naftol. Agregar cuidadosamente 1 o 2 mL de H2SO4 concentrado de tal manera que resbale lentamente por la pared interna del tubo de ensayo.

II. La formación de un anillo color morado en la parte superior indica una reacción positiva.

III. Este ensayo es positiva con todos los carbohidratos solubles.

Solvente Observación Reacción Glucosa Formación de un anillo purpura en la parte superior. + Fructosa Formación de un anillo purpura en la parte superior. + Almidón Formación de un anillo purpura en la parte superior. + Lactosa Formación de un anillo purpura en la parte superior. + Sacarosa Formación de un anillo purpura en la parte superior. + Muestra Problema(5-C)

Formación de un anillo purpura en la parte superior. +

Mini conclusión: La muestra problema se asemeja a la Glucosa y a la Lactosa. Porque presentan gran cantidad de pequeños puntos rojos, que vuelven sobrecargada las soluciones.

B. Ensayo de Fehling: Determinación del Poder Reductor. Materiales/Solventes:

• Glucosa • Fructosa • Almidón • Lactosa • Sacarosa • Muestra Problema(5-C) • Reactivo de Fehling A • Reactivo de Fehling B

Procedimiento:

I. En cada uno de los tubos de ensayo mezclar 1 mL de solución Fehling A + 1 mL de solución de Fehling B.

II. Adicionar 1 mL de solución de los azucares a ensayar y la muestra problema.

III. Agitar para homogenizar. IV. Introduzca a baño maría. V. Observar si hay cambios de color y formación de precipitado rojizo

antes de los 5 minutos de calentamiento.

Solvente Color antes de calentar Color después de calentar Glucosa Azul caribeño Rojo ladrillo (p.p.) Fructosa Azul caribeño Rojo naranja (p.p.) Almidón Azul caribeño Celeste caribeño Lactosa Azul caribeño 2 fases(marrón y rojo

ladrillo)(p.p.) Sacarosa Azul caribeño Celeste caribeño Muestra Problema(5-C)

Azul caribeño Purpura

Mini conclusión: La muestra problema es un azúcar reductor, así que descartamos la posibilidad de que sea almidón y sacarosa. Porque estos carbohidratos no son azucares reductores.

C. ENSAYO DE TOLLENS: Materiales/Solventes:

• Glucosa • Fructosa • Almidón • Lactosa • Sacarosa • Muestra Problema(5-C) • Reactivo de Tollens

Procedimiento: I. En cada uno de los tubos de ensayo mezclar 10 gotas del

carbohidrato a ensayar (glucosa, fructosa, almidón, lactosa, sacarosa y MP).

II. Adicionar 1 mL del reactivo de Tollens. III. Agite para homogenizar, introduzca los tubos a baño maría. Hasta

que se forme el espejo de plata. IV. Comparar la MP con los otros tubos.

Solvente Color antes del b.m. Reacción Glucosa Caramelo Forma espejo de plata Fructosa Café translucido Forma espejo de plata Almidón Medio blanquecino Cambio de color a un rosado

oscuro Lactosa Translucido Forma espejo de plata negro Sacarosa Translucido Color caramelo Muestra Problema(5-C)

Translucido Empieza a formar un espejo de plata negro

Mini conclusión: Con este ensayo ya podemos determinar que la muestra problema (5-C) pertenece a la Lactosa.

D. Hidrólisis de la Sacarosa. Materiales/Solventes:

• Sacarosa • Solución de HCl • Reactivo de Fehling A • Reactivo de Fehling B

Procedimiento:

I. Colocar en 2 tubos de ensayo 5 mL de sacarosa. A uno de ellos agregarle 3 o 4 gotas de HCl y caliente ambos tubos en b.m. por 5 minutos.

II. Comparar los tubos de ensayo. III. Enfriar los tubos de ensayo, agregar Fehling B al tubo con acido

hasta neutralizar (alrededor de 1 mL). IV. Hacer la prueba de Fehling en los dos tubos de ensayo. V. Anote y explicar lo observado antes y después de hacer el ensayo

de Fehling.

Solvente Después de b.m. Ensayo de Fehling Sacarosa Coloración amarillo Forma 2 fases(celeste + translucida) Sacarosa + HCl Translucida Coloración naranja

E. Hidrólisis de Almidón. Materiales/Solventes:

• Almidón • Solución de HCl • Reactivo de Fehling A • Reactivo de Fehling B • Lugol

Procedimiento:

I. Agregar 100 mL de almidón + 2 mL de HCl en un vaso precipitado. Llevar a ebullición.

II. Cada 5 minutos tomar 1 mL de almidón en un tubo de ensayo y hacer el ensayo con 2 gotas de Lugol.

III. Hasta que la muestra presenta un color rojo, característico del Lugol. IV. Neutralizar la solución con 1 mL de Fehling B. luego realizar la prueba

de Fehling.

Tiempo (2:50) 3:00 3:05 3:10 3:40 4:00 Ensayo con Lugol Oscuro

morado Oscuro Rojo – color del

Lugol -------- --------

Ensayo Fehling -------- --------- No hay p.p. rojo p.p. marrón oscuro

p.p. color naranja

4. Conclusiones • El ensayo de Molish, determina la presencia de carbohidratos formando un anillo

color purpura en la parte superior. En nuestro ensayo todos reaccionaron positivo, porque todos eran carbohidratos.

• Mediante el ensayo de Fehling podemos determinar azucares reductores. De las muestras a ensayar (glucosa, fructosa, almidón, lactosa y sacarosa). Los que dieron una reacción positiva fueron: glucosa, fructosa y lactosa. Y los azucares no reductores según el ensayo de Fehling son el almidón y la sacarosa.

• Después de realizar el ensayo de Molish para la determinación de un glúcido, el ensayo de Fehling para determinar si es un azúcar reductor. Y el ensayo de Tollens para observar si se formara espejo de plata. Logramos identificar que la muestra problema (5-C) pertenece a una lactosa, porque en el ensayo de Molish la lactosa y la MP forman un anillo color purpura. En el ensayo de Fehling forman un precipitado de color rojo ladrillo. Y en el ensayo de Tollens los dos empiezan a forman espejo de plata, pero las soluciones se muestran de color negro.

5. Bibliografía

• Keese R., Müller R.K., Toube T.P. Métodos de laboratorio para Química Orgánica. 1° edición. Editorial Limusa. México DF. 1990

• Durst H.D. Química Orgánica Experimental. Editorial Reverté. España 1985. • Morrison Robert. Química Orgánica. 5° edición. Addison Wesley

Iberoamericana. Estados Unidos. 1990. • Rodney Boyer. Conceptos en Bioquímica. International Thomson Editores.

Mexico. 2000.

CUESTIONARIO

1. Indique cuales de los siguientes glúcidos son reductores.

a) D-ribosa, si tiene poder reductor. b) D-xilosa, si tiene poder reductor. c) D-galactosa, si tiene poder reductor. d) Lactosa, tiene poder reductor. e) Maltosa, tiene poder reductor. f) Sacarosa, no tiene poder reductor. g) Celulosa, si tiene poder reductor. h) Glucógeno, no tiene poder reductor. i) Almidón, no posee poder reductor.

2. ¿Cuál es la principal utilidad de los siguientes reactivos?

• Reacción de Molish La prueba de Molish es una prueba cualitativa para la presencia de carbohidratos en una muestra de composición desconocida. Para determinar la cantidad y naturaleza específica de los carbohidratos se requieren otras pruebas. Esta prueba sirve para detectar la presencia de grupos reductores presentes en la muestra. Todos los glúcidos por acción del ácido sulfúrico concentrado se deshidratan formando compuestos furfúricos (las pentosas dan furfural y las hexosas dan hidroximetilfurfural). Estos compuestos furfúricos reaccionan positivamente con el reactivo de Molish (solución alcohólica de alfa-naftol)

• Reacción de Fehling Se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa, así como para detectar derivados de esta tales

como la sacarosa o la fructosa. Se fundamenta en el poder reductor del grupo carbonilo de un aldehído. Éste se oxida a ácido y reduce la sal de cobre (II) en medio alcalino a óxido de cobre (I), que forma un precipitado de color rojo. Un aspecto importante de esta reacción es que la forma aldehído puede detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad. Si un azúcar reduce el licor de Fehling a óxido de cobre (I) rojo, se dice que es un azúcar reductor.

• Formación de osazonas La reacción puede ser usada para identificar monosacáridos. Involucra dos reacciones. Primero, la glucosa con la fenilhidrazina producen glucosafenilhidrazona por eliminación de una molécula de agua del grupo funcional. El siguiente paso involucra la reacción de un mol de glucosafenilhidrazina con dos moldes de fenilhidrazina (exceso). Primero, la fenilhidrazina está involucrada en la oxidación del carbono alfa a un grupo carbonilo, y la segunda fenilhidrazina involucra la remoción de una molécula de agua con el grupo formilo del carbono oxidado, y formando el enlace carbono-nitrógeno. El carbono alfa es atacado aquí porque es más reactivo que los otros. Son compuestos altamente coloreados y cristalinos, y pueden ser detectados fácilmente

• Determinación de la rotación óptica Hay algunos compuestos que según su rotación óptica son biológicamente útiles a los organismos o no- por ejemplo, algunos azucares son asimilados por el cuerpo humano si tienen una rotación determinada y no son absorbidos si tienen la contraria. La rotación óptica se mide con un polarímetro que consta de de una fuente de luz, un polarizador del que sale luz oscilando en un único plano, la cubeta que contiene el enantiómero y un analizador que permite medir la rotación de la luz.

• Hidrólisis de un di-o polisacárido Los di o polisacáridos pueden ser hidrolizados o degradados transformándolos en unidades monoméricas (monosacáridos), de los cuales estas constituidos. La hidrólisis puede realizarse con intervenciones de catalizadores químicos o enzimas.

3. Dibujes las estructuras de los glúcidos que dan la misma osazona que la D-xilosa.

Las pentosas D-Xilosa y D-lixosa forman la misma osazona. Ambas pentosas se oxidan a ácidos dicarboxílicos, pero el procedente de la xilosa es ópticamente inactivo y el procedente de la lixosa es ópticamente activo. Indique sus fórmulas estructurales esquemáticas.

Son azúcares D; el OH del C 4 está a la derecha. Son diferentes de la Arabinosa y la D-ribosa, las cuales tienen el OH del C 3 a la derecha; por tanto, la D-xilosa y la D-lixosa han de tener el OH del C 3 a la izquierda. Ya que la D-xilosa da el ácido dicarboxílico inactivo (meso), el OH de su C 2 debe estar a la derecha, igual que el OH del C 4 El OH del C 2 está a la izquierda en la D-lixosa. Véase la Figura 22.10.

4. Explique por qué las cetonas son reductoras.

Las cetosas son reductoras porque presentan un grupo hidroxilo en su carbono adyacentes (∝), además es explicado como un efecto de las condiciones (medio alcalino y calor) en que se realizan estas reacciones. Se han encontrado que los álcalis diluidos producen en estas moléculas una potente isomerización que transforma moléculas cetosas en aldosas.

5. Dar el nombre y estructura de los productos de la reacción entre el reactivo de Fehling y los siguientes glúcidos. a) D-glucosa. b) D-manosa. c) D-galactosa. d) D-ribosa. a)

+ Fehling + Cu2O + H2O

COOH COOH

b)

+ Fehling + Cu2O + H2O

c)

+ Fehling + Cu2O + H2O

d)

+ Fehling + Cu2O + H2O

COOH

COOH

COOH