환원당이란 무엇이며 왜 중요한가? 다음은 빠른 요약입니다. 아래 게시물의 전체 세부 정보.,
테이블의 내용.
- 하기 전에 우리는 이야기에 대해 설탕을 줄이고,화학에의”오줌 누는 지팡이에”
- 베네딕트,Fehlings 및 Tollens’검사:세 Visual”시험”의 존재에 대해 알데하이드
- 설탕을 줄이는: 설탕으로 Hemiacetal 기능 그룹을 제공 긍정적인 테스트들이 있기 때문에 평형과 열린 사슬의 알데히드
- 그래서 무엇을 하지 않습니다 줄이는 설탕?
- 헤미아세탈이 결여된 당류는 환원되지 않는 당류
- 단일 헤미아세탈 단위를 갖는 복합 다당류(예:, 전분)를 설탕을 줄이는
- 에 자신을 테스트 설탕을 줄이는
- 화학의 베네딕트,Fehlings 및 Tollens 테스트
- 메모
- (고급)참조를 추가 읽기
1. 우리에 대해 이야기하기 전에 설탕을 줄이:의 화학”오줌 누는 지팡이에”
Q. 생각할 수 있는 상황을 수용할 수 있 농도를 측정하기 위하여 포도당의 솔루션에서(특히 혈액 또는 소변)?당뇨병을 앓고있는 사람들에게이 약을 복용하는 것이 좋습니다., 일단 당신이 당신의 방법을 쉽고 빠르게 측정 농도의 설탕,다음을 결정할 수 있는 방법을 많이 필요한 인슐린을 방해하는니다.
다음 질문입니다. 포도당의 존재를 감지하는 쉽고 시각적 인 방법은 무엇입니까? 특히 당신이 전문 화학자가 될 필요가없는 것?이상적으로는 색상 변화를 초래하는 화학 반응을 원합니다.
임신 테스트에 대해 생각해보십시오:당신은 막대기에 오줌을 싸고 임신 여부를 몇 분 안에 알 수 있습니다. 당신은 어떤 화학도 알 필요가 없습니다. 그것은 머리가 없다.,
당뇨병 환자에게 적합한 혈당 검사는 비슷한 사용 편의성을 가져야합니다.
이것은 우리에게 가져(을 통해 알데하이드)을 주제의 설탕을 줄이기 때문에 그들은,기초하여 역사적으로 중요한 색상 테스트를 위한 혈액 포도당입니다.,
세 Visual”시험”의 존재에 대해 알데하이드:베네딕트,Fehlings 및 Tollens’험
하기 전에 우리는 설탕에 대해 얘기하자,산화 알데히드의.
우리는 알데히드가 카르 복실 산으로 비교적 쉽게 산화 될 수있는 작용기라는 것을 이전에 보았다. 예를 들어,알코올의 산화로”강”산화 같은 크롬산(H2CrO4)결과에 알데히드는 신속하게 산화되는 추가로 카르복시산입니다.
이 과정에서 알데히드는 산화되고 산화제는 환원된다., 이것을 짜맞추는 또 다른 방법은 알데히드가이 과정에서 환원제라고 말하는 것입니다.
시약의 목록을 사용할 수 있는 산화 알데하이드록 카르복시산 않고 있습니다. 이 중 몇 가지 방법은 반응이 완료로 진행되었다는 특히 명확한 시각적 표시를 제공하는 데 두드러집니다.
세”visual”에 대한 테스트를 알데하이드는가 발생할 수 있습에서는 서론 유기화학실험은 다음과 같습니다:
- Fehling’s solution,어디 알데히드의 색상을 변경 블루 Cu(II)솔루션을 레드 Cu(I).,
- 베네딕트의 솔루션을 약간 수정된 버전의 Fehling’s solution
- Tollens’테스트,알데하이드 산화 결과에서 아름다운”mirror”의 금속을 침전물 반응에 선박이다.
중요한 것은,ketones 지 않는 반응에서의 이러한 조건이 있습니다. 위의 테스트는 또한 ir 및 NMR 분광법이이 루틴을 만들기 전에 어두운 날에 알데히드와 케톤을 구별하는 유용한 방법이었습니다.
그래서 이것은 설탕과 어떤 관련이 있습니까?, Let’s go back to 고드:
설탕을 줄이:설탕으로 Hemiacetal 기능 그룹을 제공 긍정적인 테스트들이 있기 때문에 평형과 열린 사슬의 알데히드
으로 우리는 본 적이,포도당에서 평형과 열쇄(또는”선형”)을 포함하는 폼 알데히드.
농도의 알데히드 주어진 시간에는 작은(<1%),하지만 긴 수명이 충분야와 함께 갇혀 오른쪽 시약.,
이것이 의미하는 포도당을 줄 것이다 긍정적인 테스트 Benedicts’시약,Fehlings 솔루션 또는 Tollens 테스트 및 알데하이드 될 것입니다 산화 카르복시산입니다.
짜잔! 간단한 색상 변경은 포도당이 있는지 알려줍니다!
이미지원
에 대해 무엇을 정량화?포도당에 대한 빠른 시각적 검사를하는 것이 좋습니다., 그러나 우리가 말하자면,소변이나 혈액의 용액에서 포도당의 정확한 농도를 결정하기를 원한다면 어떨까요?
이 경우,Benedicts 용액의 약간 다른 제형이 사용되어 붉은 색이 아닌 무색의 침전물이 발생합니다. 분석 될 샘플의 용액을 buret 을 통해 cu(II)의 청색이 사라질 때까지 알려진 양의 Benedicts 용액을 함유 한 플라스크에 첨가한다. 그런 다음 알려지지 않은 샘플을 포도당의 1%용액을 사용하여 교정합니다.
Benedicts assay 는 50 년 이상 포도당을 정량화하기위한 선택 방법이었습니다., 한 연구원 회는 모든 신입으로 미국 육군 차 세계 대전 동안 그들의 소변 테스트를 위해 설탕으로 베네딕트의 솔루션입니다.
그러나 최근에는 베네딕트 용액의 사용이 포도당 산화 효소와 같은 효소 적 방법으로 대체되었습니다. 왜?
베네딕트 테스트는 포도당에 특정되지 않습니다;그것은 단지 알데히드가 존재하는지 알려줍니다. 그래서 그것은 또한 다른 환원 당에 대한 긍정적 인 테스트를 줄 것입니다.,
단,어떤 설탕*(*모노-또는 이당)가 hemiacetal 또한 긍정적인 테스트,이후 이러한 설탕에서 평형과 열린 사슬의 알데히드. 따라서 혈액/소변에 만노스,갈락토오스 또는 과당과 같은 일반적인 단당류가 포함되어 있다면 이들은 긍정적 인 검사를 제공합니다. 다른 말로하면,그 당은 또한 당을 감소시키는 것입니다. 
잠깐 만요. 잇 투,과당?
케톤은 이러한 조건에서 산화되기로되어 있지 않습니다! 그렇다면 과당은 왜 긍정적 인 검사를합니까?
좋은 질문입니다., 과당은 케토 설탕이고 케톤은 일반적으로 베네딕트와 부정적인 테스트를 제공하지만 예외가 있습니다. 을 경우 탄소 인접한 케톤 탄소(“알파 탄소”)에 포함할 수도 그룹의 케톤 것에 평형과 알데히드를 통해 tautomerization(단에 대한 기록이라는”enediol 재배치”).
마찬가지로,어떤 이당 같은 맥아당과 유당을 포함 hemiacetal., 그들은 또한 긍정적 인 Fehlings,Benedict 또는 Tollens 테스트를 제공하는 당을 줄이고 있습니다(유당 양성 검사의 그림은 더 아래에 있습니다).결론은 Benedicts 의 시약이 포도당뿐만 아니라 만노스,유당,말토오스,과당 등을 포함하는 환원 당을 정량화한다는 것입니다. 즉,테스트가 우리가 원하는만큼 구체적이지 않다는 것을 의미합니다!
그래서 설탕을 줄이지 않는 것은 무엇입니까?
지금까지 우리가 마주 쳤던 모든 설탕이 설탕을 줄이는 것처럼 보입니다. 그래서 물어 보는 것이 공평합니다:설탕이 감소하는 설탕이 아닌시기는 언제입니까?,
두 가지 주요 경우:
- 모노와 디당류 부족 hemiacetal
- 다당류의 비율 hemiacetals 하는 아세탈 연계가 아주 낮다(예를 들면 녹말)
당류는 부족 Hemiacetal 되지 않은 줄이는 설탕
우리는 톱의 상단에 포스트는 hemiacetals 평형과 알데히드 또는 케톤. 대조적으로,아세탈(케탈)은 제자리에 고정되어 있으며 수성 산이있는 알데히드 또는 케톤에서만 다시 전환 될 수 있습니다. 그것이 알데히드/케톤을위한 훌륭한 보호 그룹을 만드는 이유입니다.,
비 환원 설탕의 포스터 아이는 자당,일명 테이블 설탕입니다.
자당은 포도당과 과당의 이당류입니다. 당신이 찾을 수 있습니다 hemiacetal 에서 그 구조,아래
하나는 없다! 자당만 아세탈 그룹,그리고 그 이후 acetals 열지 않을 알데히드에서의 기본적인 존재하는 조건에서 베네딕트 테스트,자당하지 않는 줄이는 설탕이다.
자당은 베네딕트 용액에 음성 테스트(파란색)를 제공합니다.,
의 또 다른 예 non-설탕을 줄이는 소위”glucosides”의 일반적인 설탕과 같은 포도당 메틸글루코사이드,아래. 이것은 산성 메탄올에서 포도당을 가열함으로써 얻어진다.
부족 hemiacetal 수 있는 열을 알데하이드,이메틸글루코사이드한 부정적인 베네딕트의 시험입니다.
복잡하는 다당류 구제를 사용할 수 있습니다 Hemiacetal 단위로 계산되지 않 설탕을 줄이는(예를 들면 녹말)
설탕을 형성할 수 있 긴 체인에서 서로 준비 알려져 있으로 다당류., 다당류의 일반적인 예는 전분,셀룰로오스 및 글리코겐입니다.
이들 다당류의 개별 당 단위의 대다수는 아세탈(“글리코 시드”)연계를 통해 서로 결합된다. 헤미 아세탈은 존재하지만 폴리머의 테르 미니에만 존재합니다.
전분,예를 들어,일반적으로 약 300-600 개별 단위의 포도당하지만,하나의 단위(주)는 hemiacetal.
“아세탈”의 건초 더미에있는 한 개의 헤미 아세탈”바늘”은 당을 줄이기위한 긍정적 인 테스트를 제공하기에 충분하지 않습니다. 따라서 이러한 다당류는 당을 감소시키는 것으로 간주되지 않습니다., 예를 들어,전분은 부정적인 테스트를 제공합니다(아래 참조).
여기에는 예의 베네딕트 테스트와 유당,전분,포도당,과당,자당(
주는 전분당은 파란색으로 그들을 분류 non-설탕을 줄이는.
“환원 설탕”을”환원되지 않는 설탕”으로 분류하는 것에 대해서는 충분합니다.마지막 단계는 다음과 같습니다. 자신을 테스트하십시오. 환원 설탕은 무엇이며 그렇지 않은 것은 무엇입니까?
7. 설탕
를 감소에 자신을 테스트
의미가? 다음과 같은 당류가 감소 당류인지 비 감소 당류인지에 대해 스스로 퀴즈하십시오.,
지 않으면 아무 것도 알 필요가 이외의 다른”이는 무엇을 줄이는 설탕”,당신은 여기에서 이루어집니다.
지만 경우에 당신은 더 가고 싶은 토끼 구멍 아래로,나는 당신을 초대하여 더 읽에 대해 배울 수 있습니다…
화학의 베네딕트,Fehlings 및 Tollens 테스트
이렇게 무엇이 실제로 거기에서 베네딕트,Fehlings 및 Tollens 테스트? 화학의 세부 사항을 논의합시다.
중 하나 것에 대해 세 가지 모든 테스트는 활동 시약은 특히 벤치 안정되어 있는 것을 갓 준비했습니다.,
Fehling’s Solution
에 대한 Fehling’s solution,하나의 시작과 함께 밝은 파란색 구리(II)황산염,나트륨 수산화물,칼륨 나트륨 타르타르산염(으로 알려져 있는 Rochelle 소금). 주석산염을 사용하는 뒤에 목적은 구리(II)에 협조하고 해결책에서 충돌에서 그것을 방지하는 것을 돕다이다.
일단 제조되면,분석 될 물질을 첨가하고,혼합물을 짧은 기간 동안 가열한다.
이것은 구리(I)산화물로서 침전되는 카르 복실 산 및 적색 Cu(I)를 초래한다.,
의 구조를 활동에서 종 Fehling 의 솔루션을 결정되었다;그것은 사각 평면 복잡한 구리 부착된 두 개의 주석산염 ligands.
베네딕트의 솔루션
베네딕트의 솔루션은 약간의 변형 Fehling 의 솔루션을 사용하는 구연산염 대신 주석산,제공하는 더 나은 안정성에 대한 구리(II).
Fehling 의 솔루션과 마찬가지로 신선하게 만드는 것이 가장 좋습니다. 성분은 구리(II)황산염,탄산나트륨(참고:수산화물도 필요합니다! -참고 자료 참조),및 구연산 나트륨., (참고:정량 시험에서 티오 시아 네이트 칼륨이 첨가되어 무색의 백색 침전물이 생성됩니다).
시험은 분석 될 물질을 첨가하고 간단히 가열함으로써 수행된다.
Tollens’솔루션
성분 Tollens 테스트+하지 않는,긴 수명과 같은 Fehlings’과 베네딕트 솔루션은 가장 신선하게 준비하.
아래의 처음 세 줄은 절차를 설명합니다. 질산은은은(I)산화물,Ag2O 를 형성하는 수산화은으로 전환됩니다., 이어서,수성 암모니아(NH3)의 첨가는 활성 산화제 인은-암모니아 복합체의 형성을 초래한다.
시험 할 샘플을 염기성 용액에서 신선하게 준비된 활성 산화제에 첨가한다. 긍정적 인 테스트 결과 실버 금속의 아름다운 거울이 반응 용기에 침전됩니다. (이 절차의 변형은 거울의 제조에 사용됩니다).나는 그것이 어떻게 작동 하는지를 알지 못한다.가장 먼저 주목해야 할 것은 이러한 모든 절차가 기본 솔루션에서 발생한다는 것입니다.
왜?, 우리가 이야기 할 수있는 이것에 대한 적어도 두 가지 좋은 이유가 있습니다.
- 첫째,산성 조건은 헤미 아세탈에 존재하는 모든 아세탈을 가수 분해하여 위양성 검사를 할 수 있습니다.
- 둘째,기초 상당히 최대 속도의 비율로 반지-체인 tautomerism(즉,변환 사이클 hemiacetal 형태와 선형 알데히드 형태).
한 것들을 추가하 기지의 효력이 있는 농도를 증가 시작 알데하이드.,
기계 정보는 어둡고 당신은 그들을 찾을 수 없습에서 어떤 입문 교재
I 을 찾을 수 없는 단 하나의 인스턴스를 위한 메커니즘을 Fehlings 또는 베네딕토 중인 솔루션을 결정적으로 해명 온라인. 내가 틀렸다면 알려주세요(코멘트를 남겨주세요).
베이스를 사용하는 세 번째 이유가 있습니다. 우리는 이러한 반응 중 하나의 메커니즘을 언급하지 않았 음을 알 수 있습니다. 왜냐하면 정확한 메커니즘이 해명하기가 까다 롭기 때문입니다., 하나의 주요 단계에 참여하는 메커니즘의 각각 반응이 될 것으로 보인 프로세스라고”하나의 전자 전송”이는 본질적으로는 경우는 금속에 소금을 먹는 단일한 전자의 기판을 만들고,유리 및/또는 carbocation.
중 하나 액세스 포인트의 개시에 대 한 전자 전송 반응은 탄소-금속의 채권,처음부터 끝까지 달성될 수 있는 기초로 승격의 형성 enolate.
이는 알데히드가 알파 탄소 상에 양성자를 가질 것을 요구한다(즉,”enolizable”일 것이다)., 는 것이 밝혀졌 Fehling 의 솔루션은 쓰레기와 함께 작업에 대한 테스트 벤즈알데히드 부족 어떤 양성자 알파-탄소할 수 없습 enolized. 따라서 반응이 에놀을 통해 진행될 필요가있는 것으로 보인다.
그러나,Fehling 의 솔루션은 또한 산화 포름알데히드를 포름산과 그게 이산화탄소 및 이 프로세스할 수 있는 가능하게 진행을 통해올/enolate 중간입니다.따라서 다양한 기계 론적 경로가 작동 중일 가능성이 높습니다.
메커니즘은 어떻게 생겼을까요?
아마,아마도,이와 같은 것일까 요?,
가리키기 위한 팝업 이미지 또는
경우 다른 사람은 더 나은 아이디어,주시기 바랍 의견을 주시기 바랍니다 아래.
노트
이미지 출처:Benedicts 솔루션. Fehling 의 해결책. 톨렌 테스트.
참고 1. 이것은 그들이 알데히드로부터 카르 복실 산을 준비하는 가장 실용적인 방법이라고 말하는 것이 아닙니다. 화학자가 좋은 수율로 알데히드로부터 카르 복실 산을 준비하기를 원할 때,그들은이 세 가지 과정 중 어느 것도 사용하지 않습니다. 그것을하는 표준 방법은 Pinnick 산화입니다.
참고 2., 정량적 시험은 분명히 무색의 침전물을 초래하는 칼륨 이소시아네이트를 사용한다.
참고 3:enediol 중간체가 실제로 알데히드로 이어지는 메커니즘의 초기 단계에서 Cu2+와 반응하는 종일 가능성이 높습니다. 메커니즘 섹션을 참조하십시오.
참고 4. 한 가지주의해야 할 점:Fehlings/Benedict/Tollens 시험 전에 수크로오스를 수성 산으로 가열하면 양성 반응이 나타납니다., 기 때문에 그건 아날로 연결 될 것입니다 가수분해에 의해 수용액을 산을 생산하는 두 개의 구성성분의 설탕 자당(포도당 및 과당)하는 자신을 감소 설탕이다.
(고급)참조 및 추가 읽기
- Fehling 의 해결책의 종
Thomas G.Hörner,Peter Klüfers
J.Inorg. 화학. 2016,12,1798-1807
DOI:10.1002/ejic.201600168
Fehling 의 시험의 반응 방정식이 종이에서 단순 해 보일지라도 관련된 종은 실제로 매우 복잡합니다! - Tollens 시험에 glutaraldehyde 의 subjection
William D., Hill
Journal of Chemical Education1990,67(4),329
DOI:1021/ed067p329
Dialdehydes 는 또한 긍정적 인 Tollens 테스트(실버 미러 침전물)를 제공 할 것입니다. - Tollens 의 테스트,fulminating 실버,실버 fulminate
이안 D.Jenkins
Journal of Chemical 교육 1987,64(2),164
도:10.1021/ed064p164
Tollens 테스트 일반적으로 수행에서 학부 유기화학실험실,로 주의 깊게 테스트 절차가 있습니다. 이 메모에서 설명하는 것처럼 톨렌 시약이 폭발적 일 수 있기 때문에 절차가 견고해야합니다., - 이 Fehling 및 베네딕트 테스트
랄프 다니엘,클라이드 C. 러시,그리고 루드 바우어의
Journal of Chemical 교육 1960,37(4),205
도:10.1021/ed037p205
이 참고 재미있기 때문에 저자는 Fehling 및 베네딕트 테스트는 특정에 대한 hemiacetals 에 설탕을 줄이–그들은 실패와 함께 사용하면 간단한 방향족 알데히드. - 베네딕트 시험에 대한 수정
William D.Hill
화학 교육 저널 1982,59(4),334
DOI:10.,1021/ed059p334
몇몇 교과서는 베네딕트 시험에서 na2co3 를 기본으로 사용하지만,이 메모에 따르면 NaOH 는 Cu2
의 형성에 필요합니다