Madame Lelica

Mikä on pelkistävä sokeri, ja miksi se on tärkeää? Tässä on nopea yhteenveto. Täydelliset tiedot alla olevassa viestissä.,

Sisällysluettelo

1. Ennen kuin Voimme Puhua Siitä, Pelkistävät Sokerit, Kemia ”Pissaa tikkuun”
2. Benedictus, Fehlings ja Tollensin’ Testejä: Kolme Visuaalinen ”Testejä” Läsnäolo Aldehydit
3. Vähentää Sokereita: Sokerit Hemiacetal Toiminnallinen Ryhmä Antaa Positiivisia Testejä, Koska Ne Ovat Tasapainossa Avoimen Ketjun Aldehydi
4. Mikä ei ole pelkistävä Sokeri?
5. Sakkarideja Puuttuu Hemiacetal Eivät OLE Pelkistävät Sokerit
6. Monimutkainen Polysakkarideja yhdellä Hemiacetal Yksikkö (esim., Tärkkelys) Eivät Ole Pelkistävät Sokerit
7. Testaa Itsesi Pelkistävät Sokerit
8. Kemia Benedict, Fehlings ja Tollensin Testit
9. Muistiinpanot
10. (Lisäasetukset) Viitteet ja kirjallisuutta

1. Ennen kuin Voimme Puhua Vähentää Sokereita: Kemia ”Pissaa tikkuun”

Q. voit ajatella tilanne, jossa se voisi olla hyödyllistä pystyä mittaamaan glukoosin pitoisuus liuoksessa (erityisesti veressä tai virtsassa) ?

a.Diabetes., Kun sinulla on tapa nopeasti ja helposti mitata sokeripitoisuus, voit määrittää, kuinka paljon insuliinia tarvitaan sen torjumiseksi.

seuraava kysymys. Mikä olisi helppo, visuaalinen tapa havaita glukoosin esiintyminen? Varsinkin jotain, joka ei vaadi sinua olemaan asiantuntija kemisti?

Ihannetapauksessa haluaisit kemiallisen reaktion, joka johtaa värimuutokseen.

mieti raskaustestejä: pissaat vain kepille ja tiedät muutamassa minuutissa, oletko raskaana. Sinun ei tarvitse tietää mitään kemiaa. Se on aivoton.,

testi veren sokeri sopii diabeetikoille pitäisi olla samanlainen helppokäyttöisyys.

Tämä tuo meidät kautta (aldehydejä) aiheeseen vähentää sokereita, koska ne ovat perusta historiallisesti tärkeää väri-pohjainen testi veren glukoosi.,

Kolme Visuaalinen ”Testejä” Läsnäolo Aldehydit: Benedictus, Fehlings, ja Tollensin’ Testit

Ennen kuin pääsemme sokereita, puhutaanpa aldehydien.

olemme aiemmin nähneet, että aldehydit ovat funktionaalinen ryhmä, joka voidaan hapettaa suhteellisen helposti karboksyylihapoiksi. Esimerkiksi hapettumisen alkoholit, jossa on ”vahva” hapettimen, kuten kromihappo (H2CrO4) tulokset aldehydi, joka on nopeasti hapettuu edelleen karboksyylihapoksi.

tämän prosessin Aikana, aldehydi hapettuu ja hapettava aine vähenee., Toinen tapa kehystys tämä on sanoa, että aldehydi on pelkistin tässä prosessissa.

luettelo reagenssit, joita voidaan käyttää hapettamaan aldehydit, jotta karboksyylihapot on loooong. Näistä muutamia menetelmiä erottua tarjoamalla erityisen selkeä visuaalinen osoitus siitä, että reaktio on edennyt loppuun.

Kolme ”visuaalinen” testit aldehydit, että saatat kohdata johdanto orgaanisen kemian laboratoriossa ovat seuraavat:

• fehlingin liuos, jossa aldehydi muutokset väri sininen Cu(II) – liuosta punainen Cu(I) .,
• Benedict on ratkaisu hieman muunneltu versio fehlingin liuos
• Tollensin’ testi, jossa aldehydi hapettumisen tuloksena on kaunis ”peili” hopea metalli sakka reaktioastiaan.

Tärkeintä, ketonit eivät reagoi alle jokin näistä ehdoista. Edellä mainitut testit olivat myös hyödyllinen tapa erottaa aldehydit alkaen ketonit pimeässä päivää ennen IR-ja NMR-spektroskopia tehnyt tätä rutiinia.

joten mitä tekemistä tällä on sokereiden kanssa?, Mennään takaisin Huutaa Tilassa:

Pelkistävät Sokerit: Sokerit Hemiacetal Toiminnallinen Ryhmä Antaa Positiivisia Testejä, Koska Ne Ovat Tasapainossa Avoimen Ketjun Aldehydi

Kuten olemme nähneet, glukoosipitoisuus on tasapainossa avoimen ketjun (tai ”linear”) muodossa, jotka sisältävät aldehydi.

pitoisuus aldehydi kulloinkin on pieni (<1%), mutta pitkäikäisiä tarpeeksi loukkuun oikea reagenssi.,

Tämä tarkoittaa sitä, että glukoosi antaa positiivisen testin Benedicts’ reagenssi, Fehlings ratkaisu, tai Tollensin testi, ja aldehydi hapettuu on karboksyylihappo.

Voila! Yksinkertainen värimuutos kertoo, onko glukoosia läsnä!

kuvan lähde

Entä määrällisesti?

on mukavaa, että glukoosille tehdään nopea näkötesti., Mutta entä jos haluamme määrittää glukoosin tarkan pitoisuuden esimerkiksi virtsan tai veren liuoksessa?

tässä tapauksessa käytetään hieman erilaista Benedict-liuoksen muotoilua, joka johtaa värittömään sakeuteen punaisen värin sijaan. Ratkaisu näyte analysoidaan lisätään kautta buret, jotta pulloon, jossa on tunnettu määrä Benedicts ratkaisu, kunnes sininen väri Cu(II) katoaa. Tämän jälkeen tuntematon näyte kalibroidaan 1-prosenttisella glukoosiliuoksella.

Benedicts-määritys oli yli 50 vuotta käytössä ollut glukoosin määritysmenetelmä., Eräs tutkija muistuttaa, että kaikki Yhdysvaltain armeijaan toisen maailmansodan aikana ilmoittautuneet testasivat virtsaansa sokeria Benedictin liuoksella.

viime aikoina Benedictin liuoksen käyttöä on kuitenkin syrjäyttänyt entsymaattiset menetelmät, kuten glukoosioksidaasi. Miksi?

Benedict-testi ei ole spesifinen glukoosi; se vain kertoo, jos aldehydi on läsnä. Joten se antaa myös positiivisen testin muille pelkistäville sokereille.,

lyhyesti sanottuna, kaikki sokeria* (*mono – tai disakkaridi), jossa hemiacetal antaa myös positiivisen testin, koska nämä sokerit ovat tasapainossa avoimen ketjun aldehydi. Joten jos veri/virtsa sisältää yleisiä monosakkarideja, kuten mannoosia, galaktoosia tai fruktoosia, nämä antavat positiivisen testin. Toisin sanoen nuo sokerit myös pelkistävät sokereita.

– odota hetki. Et tu, fruktoosi?

ketonien ei ole tarkoitus hapettaa näissä olosuhteissa! Miksi fruktoosi siis antaa positiivisen testin?

suuri kysymys., Vaikka fruktoosi on keto-sokeri ja ketonit yleensä antavat Benedictillä negatiivisen tuloksen,on poikkeus. Jos hiilen vieressä ketoni hiilen (”alpha carbon”) sisältää hydroksyyli ryhmä, ketoni tulee olla tasapainossa kanssa aldehydi kautta tautomerization (ihan vain tiedoksi, tämä on nimeltään ”enediol uudelleenjärjestely”).

Lisäksi, jotkut disakkaridit, kuten maltoosi ja laktoosi sisältää hemiacetal., Ne myös pelkistävät sokereita, jotka antavat positiivisen fehlings -, Benedict-tai Tollens-testin (laktoosipositiivisen testin Kuva on edelleen alla).

bottom line on, että Benedicts’ reagenssin määrällisesti vähentää sokereita, joka sisältää glukoosia, mutta myös glukoosi, laktoosi, maltoosi, fruktoosi, ja muut. Se tarkoittaa, että testi ei ole niin tarkka kuin haluaisimme!

joten mikä ei ole pelkistävä sokeri?

toistaiseksi näyttää siltä, että jokainen kohtaamamme sokeri on pelkistävä sokeri. On siis reilua kysyä: milloin sokeri ei ole pelkistävä sokeri?,

Kaksi tärkeintä tapauksissa:

• mono-ja di-sakkaridit, joka ei ole hemiacetal
• polysakkaridit, jossa suhde puoliasetaalit, jotta acetal yhteyksiä on hyvin alhainen (esim. tärkkelys)

Sakkarideja, Että ei Ole Hemiacetal Eivät Ole Pelkistävät Sokerit

näimme yläreunassa post, että puoliasetaalit ovat tasapainossa aldehydi tai ketoni. Sen sijaan asetaalit (ketaalit) lukitaan paikoilleen ja ne voidaan muuttaa takaisin aldehydiksi tai ketoniksi vain vesiliuoksella. Siksi he tekevät hyviä suojelevia ryhmiä aldehydeille / ketoneille.,

pelkistämättömän sokerin julistelapsi on sakkaroosi, alias pöytäsokeri.

sakkaroosi on glukoosin ja fruktoosin disakkaridi. Katso jos voit löytää hemiacetal sen rakenne, alla:

ei ole yksi! Sakkaroosi on vain acetal ryhmiä, ja koska asetaalit älä avaa jopa aldehydit perusturvaan ehtoja läsnä Benedict testi, sakkaroosi ei ole pelkistävä sokeri.

sakkaroosi antaa Benedict-liuokselle negatiivisen (sinisen) testin.,

Toinen esimerkki ei-pelkistävä sokeri ovat niin sanottuja ”glukosideja” yhteistä sokerit, kuten glukoosi-metyyli-glukosidi, alla. Tämä saadaan kuumentamalla glukoosia happamassa metanolissa.

Puuttuu hemiacetal, joka voisi avata aldehydi, tämä metyyli-glukosidi antaa myös negatiivinen Benedictus testi.

Monimutkainen Polysakkarideja, Joilla On Vain Yksi Hemiacetal Yksikkö ei Lasketa Pelkistävät Sokerit (esim. Tärkkelys)

Sokerit voivat muodostaa pitkiä ketjuja keskenään järjestelyjä kutsutaan polysakkarideja., Yleisiä esimerkkejä polysakkarideista ovat tärkkelys, selluloosa ja glykogeeni.

valtaosa yksittäisten sokeria yksiköiden nämä polysakkaridit ovat liittyneet toisiinsa kautta acetal (”glykosidisidoksella”) välisiä yhteyksiä. Hemiasetaalit ovat läsnä, mutta vain polymeerin termiinissä.

esimerkiksi tärkkelyksessä on yleensä noin 300-600 yksittäistä glukoosiyksikköä, mutta vain yhdessä yksikössä (terminus) on hemiasetaali.

yksi hemiasetaali ”neula” heinäsuovassa ”asetaaleja” ei riitä antamaan positiivista testiä sokereiden pelkistämiseksi. Siksi näiden polysakkaridien ei katsota pelkistävän sokereita., Esimerkiksi tärkkelys antaa negatiivisen testin (KS.jäljempänä).

Tässä on esimerkki Benedictus testi laktoosi, tärkkelys, glukoosi, fruktoosi ja sakkaroosi (

Huomaa, että tärkkelys ja sakkaroosi ovat sininen, luokittelemalla niitä ei-pelkistävät sokerit.

riittää, mikä luokittelee ”pelkistävän sokerin” ”pelkistämättömästä sokerista”.

Here ’ s the last step. Testaa itsesi. Mikä vähentää sokeria ja mikä ei?

7. Testaa itsesi Pelkistävillä sokereilla

käy järkeen? Tiedustele itseltäsi, ovatko seuraavat sokerit pelkistäviä sokereita vai pelkistämättömiä sokereita.,

Jos sinun ei tarvitse tietää mitään muuta kuin ”mitä on pelkistävä sokeri”, olet tehnyt täällä.

Mutta, jos haluat mennä pidemmälle alas kanin reikä, kehotan teitä lukemaan vielä oppia…

Kemia Benedict, Fehlings, ja Tollensin testit

Joten mitä todella tapahtuu, Benedict, Fehlings ja Tollensin testit? Keskustellaan kemian yksityiskohdista.

yksi asia kaikissa kolmessa testissä on se, että aktiivinen reagenssi ei ole erityisen stabiili ja se on valmistettava vasta.,

fehlingin Liuos

Varten fehlingin liuos, yksi alkaa kirkkaan sininen kupari(II) sulfaatti -, natrium hydroksidi, ja kalium-natrium-tartraatti (muuten tunnetaan Rochellen suolaa). Tarkoitus käyttää tartrate on se, että se koordinoi kupari(II) ja auttaa estää sitä tulemasta ulos ratkaisu.

valmistuttuaan analysoitava aine lisätään ja seosta kuumennetaan lyhyen aikaa.

Tämä johtaa karboksyylihappo ja punainen Cu(I), joka saostuu ulos kuin kupari(I) oksidi.,

rakenne aktiivinen lajien fehlingin liuos on määritetty, se on square-planar kupari monimutkainen kiinnitetty kaksi tartraatti ligandien.

Benedict on Ratkaisu,

Benedictus ratkaisu on hieman vaihtelua fehlingin liuos, joka käyttää citrate sen sijaan tartrate, joka tarjoaa paremman vakauden kupari(II).

kuten Fehlingin ratkaisu, se on parasta tehdä tuoreena. Ainesosat ovat kupari (II) sulfaatti, natriumkarbonaatti (huomaa: hydroksidi tarvitaan myös! – KS. viite) ja natriumsitraattia., (Huom.: kvantitatiivisessa testissä lisätään kaliumtiosyanaattia, jonka tuloksena muodostuu väritön valkoinen saostuma).

testi suoritetaan lisäämällä aine analysoitavaksi ja kuumentamalla sitä lyhyesti.

Tollensin Ratkaisu,

vaikuttava aine Tollensin testi, + , ei ole pitkä säilyvyysaika, ja kuten Fehlings’ ja Benedict ratkaisuja on parasta valmistaa tuoretta.

alla olevat kolme ensimmäistä riviä kuvaavat menettelyä. Hopeanitraatti muuntuu hopeahydroksidiksi, joka muodostaa hopea (I) oksidia, Ag2O: ta., Tämän jälkeen vesipitoisen ammoniakin (NH3) lisääminen johtaa hopea-ammoniakkikompleksin muodostumiseen, joka on aktiivinen hapetin.

näyte testataan sitten lisätään tuoreita aktiivinen antioksidantti perus ratkaisu. Positiivinen testi johtaa siihen, että reaktioastiaan saostuu kaunis hopeametallin peili. (Tämän menettelyn muunnosta käytetään peilien valmistukseen).

Miten Se toimii?

ensimmäisenä huomaa, että kaikki nämä menettelyt tapahtuvat perusratkaisussa.

miksi?, Tähän on ainakin kaksi hyvää syytä, joista voimme puhua.

• Ensimmäinen, happamissa olosuhteissa saattaa hydrolysoidu mitään asetaalit esittää puoliasetaalit, antaa vääriä positiivisia testi.
• Toiseksi, pohja huomattavasti nopeuttaa korko rengas-ketju tautomerism (eli toisikseen välillä syklinen hemiacetal muodossa ja lineaarinen aldehydi-lomake).

Bottom line tässä on, että lisäämällä pohja on lisäävä vaikutus pitoisuus alkaa aldehydi.,

Mekanistinen Yksityiskohdat Ovat Hämärät, Ja Et Löydä Niitä Millään Johdanto Oppikirja

en voi löytää yhden esiintymän mekanismi Fehlings tai Benedict ratkaisut on selvitetty lopullisesti verkossa. Jos olen väärässä, kerro minulle (jätä kommentti).

on Olemassa kolmas syy käyttää pohja, vaikka en ole kovin innokas puhumaan siitä. Saatat huomata, ettemme ole maininneet näiden reaktioiden mekanismeja. Tarkkoja mekanismeja on ollut hankala selvittää., Yksi tärkeimmistä vaiheista mekanismi jokainen reaktio näyttää olevan prosessi, jota kutsutaan, ”yhden elektronin siirto”, joka on lähinnä kun metalli suolaa slurps yhden elektronin pois alustan, luoda ilmainen-radikaalin ja/tai carbocation.

Yksi tukiasemat aloittamisesta yhden elektronin siirto reaktio on hiili-metalli bond, joka voidaan saavuttaa kautta pohja-edistää muodostumista enolate.

tämä edellyttää, Että aldehydi on proton alfa-hiili (eli ”enolizable”)., Käy ilmi, että fehlingin ratkaisu tekee surkeaa työtä bentsaldehydin testaamisen kanssa, josta puuttuvat alfahiilen protonit eikä sitä voi enolisoida. Vaikuttaa siis siltä, että reaktion on edettävä enolin kautta.

Kuitenkin, fehlingin liuoksen myös hapettuu formaldehydiä, muurahaishappoa ja siitä hiilidioksidia, ja tämä prosessi voi edetä läpi enoli/enolate väli.

joten on todennäköistä, että erilaisia mekanistisia reittejä voi olla käytössä.

miltä mekanismi voisi näyttää?

Ehkä, mahdollisesti, jotain tällaista?,

Hover täällä pop-up-kuvan tai

Jos jollakulla on parempi idea, ota vapaasti kommentoida alla.

toteaa

kuvalähteet: Benedicts solution. Fehlingin ratkaisu. Tollensin testi.

Huomautus 1. Tämä ei tarkoita, että ne olisivat käytännöllisimpiä menetelmiä karboksyylihappojen valmistamiseen aldehydeistä. Kun kemistit haluavat valmistaa karboksyylihappo alkaen aldehydi hyvä tuotto, he eivät käytä mitään näistä kolmesta prosesseja. Tavallinen tapa tehdä se on Pinnickin hapetus.

Huom.2., Kvantitatiivisessa testissä käytetään ilmeisesti kalium-isosyanaattia, jonka tuloksena syntyy väritön sakka.

Huomautus 3: Se on todennäköistä, että enediol väli on todella laji, joka reagoi Cu2+ vuonna ensimmäinen vaihe, mekanismi, joka johtaa aldehydi. Katso mekanismin kohta.

Huomautus 4. Yksi asia huomata: jos sakkaroosi lämmitetään nestemäisen hapon ennen Fehlings/Benedict/Tollensin testi positiivinen testi johtaa., Tämä johtuu siitä, että asetaaliliitokset hydrolysoidaan vesiliuoksella tuottaakseen sakkaroosin kaksi ainesosasokeria (glukoosi ja fruktoosi), jotka itse pelkistävät sokereita.

(Lisäasetukset) Viitteet ja kirjallisuutta

1. Lajit fehlingin Liuos
   Thomas G. Hörner, Peter Klüfers
   J Inorg. Kem. 2016, 12, 1798-1807
   DOI: 10.1002/ejic.201600168
   vaikka fehlingin testin reaktioyhtälö saattaa näyttää paperilla yksinkertaiselta, kyseessä olevat lajit ovat itse asiassa varsin monimutkaisia!
2. glutaarialdehydin Alistaminen Tollens-testiin
   William D., Hill
   Journal of Chemical Education 1990, 67 (4), 329
   DOI: 1021/ed067p329
   Dialdehydes antaa myös positiivista Tollensin testi (hopea peili sakka).
3. Tollensin on testi, tyrskyävät hopeaa, ja hopea pauhata
   Ian D. Jenkins
   Journal of Chemical Education 1987, 64 (2), 164
   DOI: 10.1021/ed064p164
   Tollensin testi on yleisesti suorittaa perustutkintoa orgaanisen kemian laboratoriot, huolella testattuja menettelyjä. Menettelyjen on oltava kestävä, koska Tollensin reagenssi voi olla räjähdysaltis, koska tämä huomautus kertoo.,
4. Fehling ja Benedict testit
   Ralph Daniels, Clyde C. Kiire, ja Ludwig Bauer
   Journal of Chemical Education 1960, 37 (4), 205
   DOI: 10.1021/ed037p205
   Tämä huomautus on mielenkiintoinen, koska kirjoittajat osoittavat, että Fehling ja Benedict testit ovat spesifisiä puoliasetaalit vähentää sokereita – he epäonnistuvat, kun käytetään yksinkertaisia alifaattiset aldehydit.
5. korjauksen päälle Benedict-testi
   William D. Hill
   Journal of Chemical Education 1982, 59 (4), 334
   DOI: 10.,1021/ed059p334
   Useita oppikirjoja käyttää Na2CO3 kuin pohja Benedict testi, mutta tämän huomaa, NaOH tarvitaan muodostumista Cu2