糖类的鉴别

作者&投稿:愈垄 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
有机化学的题目:鉴别题:糖类物质、酮糖、淀粉之间的鉴别,谁会,谢了~

酮糖属于糖类物质中的单糖,淀粉属于糖类物质中的多糖。 糖类按照能否水解及水解情况的不同分成三类,单糖、低聚糖、多糖。其中单糖按照含有醛基或酮基的不同又分为醛糖和酮糖。凡是糖类物质的鉴别,当看到淀粉时就用碘进行鉴别,淀粉遇碘显蓝色。单糖都是还原性糖,双糖有还原性和非还原性糖。多糖没有还原性。遇到还原性糖和非还原性糖的鉴别可以使用加入弱氧化剂的方法。如加入银氨溶液发生银镜反应的就是还原性糖,或者加入班氏试剂或菲林试剂有砖红色沉淀的就是还原性糖。非还原性糖不反应。如果都是单糖,就是醛糖和酮糖的鉴别,醛糖能使溴水褪色,酮糖不反应。或者加入间苯二酚的盐酸溶液,加热,酮糖显红色,醛糖不反应。

糖类化合物从结构上分析都是多羟基醛、多羟基酮,或者水解可以产生多羟基醛、多羟基酮的化合物。根据它能否水解或者水解后生成单糖的数目,分为单糖(葡萄糖、果糖等)、双糖(蔗糖、麦芽糖等)、多糖(淀粉、纤维素等),根据有无还原性又可分为还原性糖和非还原性糖。单糖和麦芽糖、乳糖等是还原性糖,分子结构中有半缩醛(酮)羟基,所以它们能够还原Fehling试剂、Tollens试剂、Benedict试剂。蔗糖是一种非还原性糖,分子结构中不含有半缩醛(酮)羟基,故对上述试剂呈负反应。
糖类化合物能与Molisch试剂生成紫色环,该反应用来鉴定糖类化合物的存在。酮糖能与西里瓦诺夫试剂(Seliwanoff)反应呈鲜红色,醛糖无此反应,因此该反应可以鉴别醛糖和酮糖。单糖和具有还原性的二糖如麦芽糖、乳糖和苯肼试剂反应,生成不溶于水的黄色糖铩晶体,非还原性糖不能生成糖铩。根据糖铩的晶形、生成时间,可以鉴定各种糖。 3、淀粉和纤维素是多糖,它们没有还原性,但它们都能水解,水解产物具有还原性。淀粉遇碘生成蓝色物质,这是鉴定淀粉的最简便方法。

戊糖与强酸共热,可脱水生成糠醛(呋喃醛)。己糖会分解成甲酸、二氧化碳、乙酰丙酸以及少量羟甲基糠醛。糠醛和羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成有色的缩合物,不同糖类与不同酚类反应,会出现不同结果。利用这些颜色反应可以进行糖的鉴别。

用来鉴别糖与非糖的有两个反应:Molisch反应和蒽酮反应。Molisch反应以奥地利植物学家Hans Molisch命名,是用α-萘酚和浓硫酸与糖反应,生成紫红色。具体做法是在少量样品(如1毫升1%葡萄糖溶液)中加入几滴莫氏试剂(3%α-萘酚乙醇溶液),混匀后倾斜试管,沿管壁缓慢加入1毫升浓硫酸。立起试管后溶液分为两层,界面处有紫红色环出现,所以又叫紫环反应。

Molisch反应为阴性可以确定无糖存在,如果为阳性则表明样品中可能含有糖,但不能确定是单糖、寡糖、多糖、糖苷还是糖的衍生物,如糖醛酸等。该反应很灵敏,滤纸屑也会造成假阳性。丙酮、甲酸、乳酸、草酸等都会产生近似的颜色,干扰该反应。果糖浓度过高时会由于浓硫酸的焦化作用而呈褐色。另外,浓硫酸如果直接与莫氏试剂反应,会生成绿色,影响观察。所以操作中加入莫氏试剂时,应该直接滴加到样品中,不要碰到试管壁,以免影响实验结果。下图中右侧试管底部的绿色应该就是试管壁上残留的萘酚造成的。

蒽酮(10-酮-9,10-二氢蒽)反应原理与之相似,产物为蓝绿色,在620nm有吸收,常用于定量测定总糖。色氨酸使反应不稳定。

鉴别酮糖与醛糖一般用Seliwanoff 试剂(间苯二酚和浓盐酸),酮糖在20-30秒内生成鲜红色,醛糖反应慢,颜色浅,增加浓度或长时间煮沸才有较浅的粉红色。含有酮糖的多糖或寡糖(如蔗糖)会因为酸水解而产生颜色。该反应以俄罗斯化学家Theodor Seliwanoff命名。

Seliwanoff反应阳性结果,引自维基百科
鉴定戊糖的Bial反应以德国医生Manfred Bial命名。Bial试剂(含0.025%氯化铁,0.2%地衣酚的浓盐酸)与戊糖在沸水中生成蓝绿色物质,可能沉淀,但可溶于正丁醇。该反应以前常用于RNA定量,吸收峰为670 nm。己糖生成灰色或棕色沉淀,很容易区分,且不溶于正丁醇。

鉴定单糖的Barfoed反应由丹麦化学家Christen Thomsen Barfoed发明,原理类似费林反应。半缩醛羟基在微酸性条件下与乙酸铜反应,生成氧化亚铜的砖红色沉淀。单糖还原快,在30秒到3分钟内显色,而寡糖要在20分钟以上。样品水解、浓度过大都会造成干扰,NaCl也有干扰。

身边的糖类有各种各样的种类,关于它的辨别方法,教科书上几乎没有专门记载。在分析化学的现场,虽然通过HPLC和TLC等色谱法进行了判别,但由于使用价格昂贵的实验设备和毒性高的试剂,不能轻松进行。因此,尽量使用在一般理科中容易得到的东西进行定性,决定考虑一种既简单又安全的糖类辨别方法。另外,本研究以身边比较容易得到的以下11种糖类为对象,以后用()内的简单形式进行标记。多醣:淀粉(Amy),纤维素(Cel),琼脂糖(Aga)二糖:蔗糖(Suc),海藻糖(Tre),麦芽糖(Mal),乳糖(Lac)单糖:葡萄糖- (Glc),果糖(Fru),半乳糖(Gal),甘露糖(Man)
首先教科书和文献的调查结果显示,得到表1这样的区别。由于能够简便地辨别出多糖,因此决定以后对二糖和单糖的辨别方法进行研究。(1)二糖和单糖易溶于水,但其溶解度为Fru > Man > Suc > Mal > Tre > Glc > Gal > Lac,特别是Suc、Fru和Man比其他5种溶解度都大。但是对温度的依赖性也很高,因此很难利用溶解度的差来辨别。此外,糖难溶于乙醇,如果加入乙醇,考虑到糖会不水失去水合所需的水分子而降低溶解度。上表中,圆圈表示溶解/反应,X表示不溶解/不反应从上往下依次是:常温水中的溶解性,热水中的溶解性,与碘溶液的反应性,与菲林溶液的反应性,与班氏试剂的反应性取85% (v / v)乙醇4.0 ml,糖0.10 g溶解,30°c进行了观察。结果,只有Fru和Man完全溶解。因此,只有对水的溶解度特别高的Fru和Man完全溶解在85%乙醇水溶液中,因此可以利用这个特点,把糖分为Fru、Man和除此以外的其他糖。


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