Glúcidos I

Monosacáridos y disacáridos

Objetivo 

Poner de manifiesto mediante experiencias, que se describiran de forma cualitativa,el diferente comportamiento quimico de aldehidos y cetonas frente a reactivos especificos, destacando reactividad del grupo carbonilo en ambos casos.

Fundamento teórico

Los monosacáridos o azúcares simples son los glucidos más sencillos, no se hidrolizan, es decir, no se descomponen en otros compuestos más simples. Poseen de tres a siete atomos de carbono y su formula empirica es (CH₂O)_n, donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-7), y terminan con el sufijo -osa. El principal monosacárido es la glucosa, la principal fuente de energía de las celulas.

La cadena carbonada de los monosacáridos no está ramificada y todos los átomos de carbono menos uno contienen un grupo alcohol (-OH). El átomo de carbono restante tiene unido un grupo carbonilo (C=O). Si este grupo carbonilo está en el extremo de la cadena se trata de un grupo aldehído (-CHO) y el monosacárido recibe el nombre de aldosa. Si el carbono carbonílico está en cualquier otra posición, se trata de una cetona (-CO-) y el monosacárido recibe el nombre de cetosa.


Todos los monosacáridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre, por lo que dan positivo a la reacción conreactivo de Fehling, a la reacción con reactivo de Tollens, a la Reacción de Maillard y la Reacción de Benedict.

Disacáridos. Son un tipo de hidratos de carbono, formados por la unión de dos monosacáridos  iguales o distintos. Los disacáridos más comunes son la sacarosa, la lactosa y la maltosa etc.

Formación

Cuando el enlace glicosídico se forma entre dos monosacáridos, el holósido resultante recibe el nombre de disacárido. Esta unión puede tener lugar de dos formas distintas.

En el primer caso, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un OH alcohólico de otro. Así, el segundo azúcar presenta libre su carbono anomérico, y por lo tanto seguirá teniendo propiedades reductoras, y podrá presentar el fenómeno de la mutarrotación. Los disacáridos así formados se llaman disacáridos reductores.

En el segundo caso, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con el carbono anomérico del otro monosacárido. Así se forma un disacárido no reductor, donde no queda ningún carbono anomérico libre y que tampoco podrá presentar mutarrotación. En este caso, el enlace no es, estrictamente hablando, acetálico.

Poder reductor de disacáridos y monosacáridos

Reactivo de Fehling:

El reactivo de Fehling, también conocido como Licor de Fehling, es una disolución descubierta por el químico alemán Hermann von Fehling y que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores.

Sirve para demostrar la presencia de glusosa, así como para detectar derivados de ésta tales como la sacarosa o la fructosa. El licor de Fehling consiste en dos soluciones acuosas:

•  Sulfato de cobre cristalizado, 35 g y agua destilad hasta 1.000 mL.
•  Sal de Seignette o Tartrato mixto de potasio y sodio 150 g, solución de hidróxido de sodio al 40 %, 3 g y agua hasta 1.000 mL.

Ambas se guardan separadas hasta el momento de su uso, para evitar la precipitación del hidróxido de cobre.

El ensayo con el licor de Fehling se fundamenta en el poder reductor del grupo carbonilo de los aldehídos. Éste se oxida a ácido y reduce la sal de cobre en medio alcalino a óxido de cobre, formando 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 rojo, se dice que es un azúcar reductor.

Esta reacción se produce en medio alcalino fuerte, por lo que algunos compuestos no reductores como la fructosa que contiene un grupo cetona, puede enolizarse a la forma aldehído dando lugar a un falso positivo. Al reaccionar con monosácaridos se torna verdoso, y si lo hace con disacáricos toma el color del ladrillo.

              

Reacivo Tollens (incoloro, translucido): La muestra es reductora y si es reactivo su resultado va a ser espejo de plata

• El reactivo de Tollens es una disolución de oxido de plata en amoniaco acuoso, ademas de ser el agente oxidante, la reacción global describe la oxidación del aldehído y la reducción de oxido de plata a plata metálica.
• Considerando las condiciones de la reacción el aldehído reaccionara con el agua formando las dos cargas parciales, se desprotonará y finalmente reaccionará con el oxido de magnesio, trasladando los electrones por transferencia de Cannizarro (consiste en la dismutación de un aldehído sin hidrógeno en alfa, catalizado por una base), para la formación del ácido carboxílico y la plata metálica.
• La aparición de placa metálica se toma como criterio de un ensayo positivo, al realizar este ensayo no se comprueba la presencia de los productos orgánicos de la oxidación. La disolución de Fehling y el reactivo Benedict son ambos complejos cúpricos y un compuesto fácilmente oxidable reducirá el ion cúprico a cuproso, con formación de un precipitado de color rojo anaranjado de oxido cuproso.
• Ni el reactivo de Tollens, ni la disolución de Fehling, son reactivos específicos para los aldehídos, pues otros compuestos fácilmente oxidables darán también ensayo positivo, pero si la cuestión se reduce solamente a distinguir entre los aldehídos y cetonas sencillos, solamente los aldehídos darán ensayos positivos y no las cetonas. 

                           

En esta práctica trabajaremos con glucosa, fructosa, maltosa y sacarosa.

Glucosa:

La glucosa es un carbohidrato, y es el azúcar simple más importante en el metabolismo humano. La glucosa se llama un azúcar simple o un monosacárido, porque es una de las unidades más pequeñas que tiene las características de esta clase de hidratos de carbono. La glucosa también se llama a veces dextrosa. El jarabe de maíz es principalmente glucosa. La glucosa es una de las principales moléculas que sirven como fuentes de energía para las plantas y los animales.

Fructosa:

La fructosa es un hidrato de carbono, y es un azúcar simple que se encuentra en las frutas. A menudo se llama simplemente "azúcar de fruta". La fructosa se llama un azúcar simple o un monosacárido, porque es una de las unidades más pequeñas que tiene las características de esta clase de hidratos de carbono.

La fructosa también se encuentra en la miel. Se clasifica como el más dulce de todos los azúcares.

Maltosa:

La maltosa es un disacárido formado por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico producido entre el oxígeno del primer carbón anomérico (proveniente de -OH) de una glucosa y el oxigeno perteneciente al cuarto carbón de la otra. Por ello este compuesto también se llama alfa glucopiranosil(1-4)alfa glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende una molécula de agua y ambas glucosas quedan unidas mediante un oxígeno monocarbonílico que actúa como puente.

Sacarosa:

Es un cuerpo sólido cristalizado, cuyo color en estado puro es blanco, que pertenece al grupo químico de los hidratos de carbono. Se trata de una sustancia soluble en agua y que se caracteriza por su sabor muy dulce. Pertenece al grupo de los hidratos de carbono simples, de los disacáridos, más concretamente.

Materiales:

•  Tubo de ensayo
•  Mechero 

Sustancias:

• Fehling A y B
• Lugol (amoniaco y oxido de plata)
• Tollens 
• Glucosa
• Sacarosa
• Fructosa
• Maltosa

 
  

Procedimiento:

Procedimiento con Fehling

• 10 gotas de solución A mas 10 gotas de solución B

                                 

• Agitar
• Agregar 20 gotas de la muestra

• Calentar hasta ebullición

Procedimiento con Tollens:

• Si se evapora el liquido agregar agua. No se le agregara almidón ya que no es volátil
• Tomar 10 gotas del producto que quedo en este tubo, colocarlo en otro tubo de ensayo y agregarle 1 gota de Lugol.

• El resultado fue de color amarillo
• Se le agrega 40 gotas NaOH al producto de la hidrólisis

• Para saber si es positivo con Fehling, colocar en otro tubo de ensayo 20 gotas de la solución almidón /agua con el reactivo de Fehling

Llevar a ebullición durante unos minutos, agitando.

• Resulto de color marrón, negativo

• En otro tubo de ensayo colocar 40 gotas de la solución de almidón con agua y agregar 1 gota de Lugol. Llevar a ebullición 5 minutos agitando.

El resultado fue de color negro.

• 20 gotas de AgNO3 + 1 gota de NaOH

• NH3 (amoniaco) gota a gota hasta disolver el solido 

• 20 gotas de la muestra
• Calentar sin agitar

Se forma el color plata metalica

Conclusiones:

Conclusión:

•  Las muestras que resultan positivo con Fehling dan positivo con Tollens.
• El reactivo de Tollens es un complejo acuoso de diamina-plata, presentado usualmente bajo la forma de nitrato. Recibe ese nombre en reconocimiento al químico aleman Bernhard Tollens
• El complejo diamina-plata(I) es un agente oxidante, reduciéndose a plata metálico, que en un vaso de reacción limpio, forma un "espejo de plata". Éste es usado para verificar la presencia de aldehídos, que son oxidados a ácidos carboxílicos.
  Una vez que ha sido identificado un grupo carbonilo en la molécula orgánica usando 2,4-dinitrofenilhidrazina (también conocido como el reactivo de brady o 2,4-DNPH), el reactivo de Tollens puede ser usado para discernir si el compuesto es una cetona o un aldehído. Al agregar el aldehído o la cetona al reactivo de Tollens, ponga el tubo de ensayo en un baño María tibio. Si el reactivo es un aldehído, el test de Tollens resulta en un espejo de plata. En otro caso, puede formarse o no un espejo amarillento.
  El reactivo de Tollens es también un test para alquinos con el enlace triple en la posición 1. En este caso se forma un precipitado amarillo de carburo de plata.