[中学]还原性糖的问题

[中学]还原性糖的问 还原性糖 在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性。还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等。 用斐林试剂检测还原糖都会出现这样的颜色变化的。 蓝色就是斐林试剂本身的颜色。 棕色是从蓝色到砖红色的过度颜色，不是某种物质的颜色。用美术观点理解。 砖红色就是还原糖与斐林试剂的显色反应的颜色。 其实还原糖都是这个过程，上说的砖红色沉淀是最终结果。糖里面多羟基遇到Cu(OH)2会变蓝色沉淀，而且试剂本身是氢氧化铜悬浊液也是蓝色，然后生成了Cu2O(与醛基反应)，混在一起棕色，最后都变成Cu2O砖红色。 概念 斐林试剂以及由柠檬酸、硫酸铜与碳酸钠配制的本尼迪特试剂常与醛糖及酮糖反应产生氧化亚铜砖红色沉淀，即试剂本身被还原，所以凡能与上述试剂发生反应的糖称为还原糖(reducing sugar),凡不能与上述试剂发生反应的糖称为非还原糖(non reducing sugar)，糖苷不能发生上述反应。葡萄糖分子中含有游离醛基，果糖分子中含有游离酮基，乳糖和麦芽糖分子中含有游离的醛基，故它们都是还原糖。 非还原性糖有蔗糖、淀粉、纤维素,核糖等，但它们都可以通过水解生成相应的还原性单糖。 性质 能够还原斐林(H.von Fehling)试剂或托伦斯(B.Tollens)试剂的糖称为还原糖，所有的单糖(除二羟丙酮)，不论醛糖、酮糖都是还原糖。大部分双糖也是还原糖，蔗糖例外。斐林试剂是含Cu2 络合物的溶液，被还原后得到砖红色Cu2O的沉淀。托伦斯试剂被还原后能生成单质银，在试管壁上可看到“银镜”。 分子结构中含有还原性基团(如游离醛基或游离酮基基)的糖，叫还原糖。如葡萄糖。 果糖含有游离的酮基，所以果糖也属于还原糖。 还原性 一般情况下，单糖的还原能力主要来自它的醛基，如葡萄糖，而多糖则大多因为半缩醛羟基的存在。还原后，自己会变成糖酸。如葡萄糖就会变成葡萄糖酸。 如该糖是一酮糖，酮基就会断裂，分解成两个较小的分子，如果糖。 除蔗糖外，所有单糖及双糖在本尼迪克特试验中呈阳性反应，所以所有单糖及双糖都具有还原性。但有时果糖可能会算作非还原糖处理。 鉴定方法 实验原理 还原糖与斐林试剂发生作用，可以生成砖红色沉淀。 试剂 斐林试剂(主要由质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液配制而成) 实验准备 植物组织是常用的实验材料,但必须加以选择。在双子叶植物中,光合作用的主要产物葡萄糖形成后合成为淀粉,暂时储藏在叶子内,因此最好不用双子叶植物的叶子作实验材料。有些单子叶植物,如韭菜、鸢尾,并不将光合作用的初始产物转变为淀粉,因此叶内含有大量的可溶性单糖,但是,由于叶片中叶绿素的颜色较深,对于鉴定时的颜色反应起着掩盖作用,导致实验现象不明显,因此,也不宜用单子叶植物的叶子作实验材料。 本实验最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织(或器官),而且组织的颜色较浅,或近于白色的,如苹果和梨的果实。经试验比较,颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。 操作方法 1 取一支试管，注入2mL待测样品 2 向试管内注入2mL刚配制的斐林试剂。(必须将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀后使用，切勿分别加入样品中检测) 3 将这支试管放进盛有开水的大烧杯中，用酒精灯加热煮沸2分钟左右。 其他说明 班氏试剂都是检验还原性糖的试剂，二者的使用方法及原理、成分有区 斐林试剂和 别，下面就从这几种试剂的使用原理、成分及使用方法等方面做一简单总结。 1. 斐林试剂和双缩脲试剂 斐林试剂和双缩脲试剂都由NaOH溶液和CuSO4溶液组成，但二者有如下三点不同: (1)溶液浓度不同 斐林试剂中溶液为斐林试剂甲(NaOH溶液)其浓度为0.1g/ml,斐林试剂乙(CuSO4溶液)其浓度为0.05g/ml;双缩脲试剂:双缩脲试剂A(NaOH溶液)的浓度为0.1g/ml，双缩脲试剂B(CuSO4溶液)的浓度为0.01g/ml。 (2)使用原理不同 斐林试剂是新配制的溶液，它在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的沉淀，可用于鉴定可溶性还原糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色变化过程为:浅蓝色?棕色?砖红色(沉淀)。 鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用双缩脲法，使用的是双缩脲试剂，发生的是双缩脲反应。双缩脲反应实质是在碱性环境下的与双缩脲试剂发生的紫色反应。而蛋白质分子中含有很多与双缩脲()结构相似的肽键，所以蛋白质都能与双缩脲试剂发生颜色反应，可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。 (3)使用方法不同 斐林试剂使用时，先反溶液和溶液混合(将滴溶液滴入溶液中)，而后立即使用:双缩脲试剂使用时，先加入溶液(2mL)，振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入3~4滴溶液，振荡摇匀后观察现象。 2. 斐林试剂和班氏试剂 关于斐林试剂和班氏试剂，可用下面的例题引出其异同点:例:你可用什么方法，检验人的尿液中是否含有糖, 答案: 方法一:在试管中加入人的尿液0.1mL，加入班氏糖定性试剂1mL，混合均匀后，将试管放入盛有开水的烧杯中，加热煮沸1min~2min，若试管中溶液在加热后产生了砖红色沉淀，说明尿液中含有糖。 方法二:取少许尿液加水稀释后，加入刚配制好的斐林试剂，沸水浴加热后，若出现砖红色沉淀，则说明尿液中含有糖。 方法三:取少许尿液加水稀释后，加入少许Cu(OH)2悬浊液(新制)加热，若出现砖红色沉淀，则说明尿液中含有糖。 因斐林试剂实质上是新配制的Cu(OH)2悬浊液，所以方法二与方法三的实质是相同的，只是说法不同而已。 由以上例题可以看出，斐林试剂和班氏试剂都能用于鉴定可溶性还原糖(上题中检验的是葡萄糖)的存在，二者有相同点，也有不同点。 二者的不同点，可以归纳为以下几点: (1)班氏试剂常用于尿糖的鉴定，其配方与斐林试剂不一样，其配方为: ?400mL水中加85g柠檬钠和50g无水碳酸钠; ?50mL加热的水中加入8.5g无水硫酸铜。制成溶液; ?把溶液倒入柠檬酸钠溶液中，边加边搅，如产生沉淀可滤去。 (2)其反应原理与斐林试剂略有差别。利用斐林试剂鉴定时，斐林试剂甲和斐林试剂乙直接反应生成和可溶性还原糖反应产生砖红色沉淀。而班氏试剂中的产生却是这样的:柠檬酸钠和碳酸钠均为强碱弱酸盐，在水中它们均可水解产生，与柠檬酸钠溶液和溶液混合时，结合，生成与葡萄糖中的醛基反应生成砖红色沉淀。 (3)两种试剂的保存方式不同。斐林试剂甲和斐林试剂乙可强烈产生，很容易沉淀析出，因此斐林试剂一般为现用现配;而班氏试剂的配方中，柠檬酸钠为一对缓冲物质，产生的数量有限，与溶液混合后产生的浓度相对较低，不易析出，因此该试剂可长期保存。 当然，无论用班氏试剂还是斐林试剂，归根结底都是与醛基在沸水浴加热条件下反应而生成砖红色的沉淀，两者反应现象一样，这就是二者的相同之处。 备注 如果溶液中还原糖含量较低，产生的氧化亚铜便会较少，试验后只会有绿色、混浊的黄色或橙色等。 在酸性环境中，Cu2 会变得较为稳定，不容易发生反应，所以不能进行试验。 醇和醛在这测试亦会产生砖红色沉淀物，因为两者都具有在这试验中产生作用的官能团。 斐林试剂、双缩脲试剂和班氏试剂比较 斐林试剂和双缩脲试剂的成分相同，但二者的使用方法及原理不尽相同。斐林试剂和班氏试剂都是检验还原性糖的试剂，二者的使用方法及原理、成分也有区别，下面就从这几种试剂的使用原理、成分及使用方法等方面做一简单总结。 1. 斐林试剂和双缩脲试剂 斐林试剂和双缩脲试剂都由溶液和溶液组成，但二者有如下三点不同: (1)溶液浓度不同 斐林试剂中溶液称为斐林试剂甲，其浓度为溶液称为斐林试剂乙，其浓度为;双缩脲试剂中溶液(双缩脲试剂A)的浓度为，溶液(双缩脲试剂B)的浓度为。 (2)使用原理不同 斐林试剂是新配制的溶液，它在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的沉淀，可用于鉴定可溶性还原糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色变化过程为:浅蓝色?棕色?砖红色(沉淀)。 鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用双缩脲法，使用的是双缩脲试剂，发生的是双缩脲反应。双缩脲反应实质是在碱性环境下的与双缩脲试剂发生的紫色反应。而蛋白质分子中含有很多与双缩脲()结构相似的肽键，所以蛋白质都能与双缩脲试剂发生颜色反应，可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。 (3)使用方法不同 斐林试剂使用时，先反溶液和溶液混合(将滴溶液滴入溶液中)，而后立即使用:双缩脲试剂使用时，先加入溶液(2mL)，振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入3~4滴溶液，振荡摇匀后观察现象。 2. 斐林试剂和班氏试剂 关于斐林试剂和班氏试剂，可用下面的例题引出其异同点:例:你可用什么方法，检验人的尿液中是否含有糖, 答案: 方法一:在试管中加入人的尿液0.1mL，加入班氏糖定性试剂1mL，混合均匀后，将试管放入盛有开水的烧杯中，加热煮沸1min~2min，若试管中溶液在加热后产生了砖红色沉淀，说明尿液中含有糖。 方法二:取少许尿液加水稀释后，加入刚配制好的斐林试剂，沸水浴加热后，若出现砖红色沉淀，则说明尿液中含有糖。 方法三:取少许尿液加水稀释后，加入少许悬浊液(新制)加热，若出现砖红色沉淀，则说明尿液中含有糖。 因斐林试剂实质上是新配制的溶液，所以方法二与方法三的实质是相同的，只是说法不同而已。 由以上例题可以看出，斐林试剂和班氏试剂都能用于鉴定可溶性还原糖(上题中检验的是葡萄糖)的存在，二者有相同点，也有不同点。 二者的不同点，可以归纳为以下几点: (1)班氏试剂常用于尿糖的鉴定，其配方与斐林试剂不一样，其配方为: ?400mL水中加85g柠檬钠和50g无水碳酸钠; ?50mL加热的水中加入8.5g无水硫酸铜。制成溶液; ?把溶液倒入柠檬酸钠溶液中，边加边搅，如产生沉淀可滤去。 (2)其反应原理与斐林试剂略有差别。利用斐林试剂鉴定时，斐林试剂甲和斐林试剂乙直接反应生成和可溶性还原糖反应产生砖红色沉淀。而班氏试剂中的产生却是这样的:柠檬酸钠和碳酸钠均为强碱弱酸盐，在水中它们均可水解产生，与柠檬酸钠溶液和溶液混合时，结合，生成与葡萄糖中的醛基反应生成砖红色沉淀。 3)两种试剂的保存方式不同。斐林试剂甲和斐林试剂乙可强烈产生，很( 容易沉淀析出，因此斐林试剂一般为现用现配;而班氏试剂的配方中，柠檬酸钠为一对缓冲物质，产生的数量有限，与溶液混合后产生的浓度相对较低，不易析出，因此该试剂可长期保存。 当然，无论用班氏试剂还是斐林试剂，归根结底都是与醛基在沸水浴加热条件下反应而生成砖红色的沉淀，两者反应现象一样，这就是二者的相同之处。