FCAyF - UNLP QUÍMICA ORGÁNICA
Actividad Nº 11
HIDRATOS DE CARBONO
Bibliografía para la Actividad:
Autino, J.C.; Romanelli, G.P.; Ruiz, D.M. “Introducción a la Química Orgánica”, Edulp, 2013. Capítulo 17.
Hart, H.; Craine, L.E.; Hart, D.J.; Hadad, C.M. “Química Orgánica”, Mc Graw Hill, 2007. Contenidos desarrollados en la clase teórica.
Temario: Clasificación de carbohidratos. Monosacáridos: Estructuras según Fischer. Estructuras cíclicas hemiacetálicas o hemicetálicas. Principales propiedades químicas: Mutarrotación, acción de los álcalis sobre los monosacáridos, reacción de Molisch, formación de osazonas, reacciones de oxidación. Enlace glicosídico y formación de glicósidos. Estructuras y propiedades de los disacáridos más comunes. Polisacáridos: almidón y celulosa.
Parte Experimental
1- Reacción general para glúcidos. Ensayo de Molisch:
En un tubo de ensayo coloque 2 ml de solución de cualquier glúcido (glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa, etc.); agregue 5 gotas de solución alcohólica de alfa-naftol al 2 %, e inclinando el tubo, vierta por las paredes, cuidando que no se mezclen los líquidos, 1 ml de ácido sulfúrico concentrado.
Observe el anillo coloreado que aparece en la zona de separación de ambos líquidos. Agite con precaución y deje pasar unos minutos: el color se intensifica. Añada aproximadamente 5 ml de agua, y observe el insoluble que se forma.
Anote sus resultados. Intente interpretar lo que ha observado.
2- Reacción de Fehling:
Coloque en un tubo de ensayo: 2 ml de Reactivo de Fehling A, y 2 ml de Reactivo de Fehling B. Agite suavemente para mezclarlos, caliente a 60ºC y añada 1 ml de solución de glucosa al 5%. Agite y caliente a ebullición durante 1 minuto.
Observe si se forma algún insoluble, y sus características. Interprete la reacción que tuvo lugar.
3- Reacción de Tollens:
REPASE en la Actividad. Nº 7 las precauciones a observar con este reactivo.
En un tubo de ensayo bien limpio coloque 1 ml de solución de AgNO3 al 2% y agregue, gota a gota,
solución diluida (1%) de amoniaco, hasta que el precipitado inicialmente formado, se redisuelva.
Al reactivo así preparado, agregue 1 ml de solución de glucosa al 2%. Agite suavemente para mezclar y deje calentar el tubo en reposo en baño de agua a 60-65ºC, durante unos minutos (no más de diez). Observe e interprete con ecuaciones.
4- Reacciones de disacáridos :
a) Con reactivo de Fehling:
Repetir el ensayo practicado en 2-, utilizando 1 ml de solución de sacarosa al 5% en vez de la solución de glucosa. Interprete el resultado.
Repita el ensayo, utilizando 1 ml de solución de maltosa al 5%. Interprete el resultado.
b) Hidrólisis de la sacarosa:
En un matraz de Erlenmeyer de 125 ml coloque 10 ml de solución de sacarosa al 5%, agregue unos 15 ml de agua destilada y 10 gotas de ácido clorhídrico concentrado. Caliente de 5 a 10 minutos, aproximadamente a 70ºC en un baño de agua.
Deje enfriar. Introduzca en la solución un trocito de papel de tornasol rojo, y neutralice con solución de NaOH al 10%, o bien con carbonato sódico sólido agregado en pequeñas porciones, hasta que el indicador comience a virar al azul.
De la solución así obtenida, coloque 2 ml en un tubo de ensayo, y practique la reacción de Fehling. Interprete sus resultados con ecuaciones.
5- Reacciones de polisacáridos: almidón.
a) Solubilidad del almidón en agua:
En un Erlenmeyer de 125 ml coloque una cucharada de almidón; agregue unas gotas de agua destilada tibia para hacer una papilla, añada 70 ml de agua destilada y caliente a ebullición durante 3 minutos. El almidón casi no es soluble en agua pero forma una dispersión coloidal que constituye el reactivo denominado “engrudo de almidón”.
b) Reacción del almidón con el yodo:
En un tubo de ensayo coloque 3 ml de engrudo de almidón (suspensión sobrenadante proveniente del ensayo anterior). Deje enfriar, y agregue 1 gota de solución diluida de I2 en KI (preparada con 1 gota de la
solución del laboratorio más 5 ml de agua). Observe la coloración. Caliente suavemente y luego deje enfriar.
¿Qué resultados obtiene?.
c) Con reactivo de Fehling:
d) Hidrólisis ácida del almidón:
A una mitad del engrudo de almidón agregue, en el Erlenmeyer, 4-5 ml de HCl concentrado, y caliente a ebullición suave durante 5 minutos como mínimo. Cada 1-2 minutos extraiga muestras (de 1-2 ml) y ensaye con yodo, a fin de apreciar la marcha de la hidrólisis. La reacción se dará por terminada cuando la muestra extraída no desarrolle coloración con la solución de yodo.
Coloque en un tubo de ensayo 3 ml de la solución resultante de la hidrólisis y neutralícela con NaOH (operando como en 5-b).
Sobre la solución neutralizada practique la reacción de Fehling. Interprete los resultados con ecuaciones.
Resumen:
En base a lo observado en las experiencias realizadas, completar los siguientes cuadros indicando si cada compuesto de cada fila reacciona o no con cada uno de los reactivos de cada columna. En caso afirmativo mencione los cambios observados:
Reactivo Fehling Hidrólisis I2
Glucosa Fructosa Maltosa Maltosa hidrolizada Sacarosa Sacarosa hidrolizada Almidón Almidón hidrolizado
Cuestionario
1- ¿Qué son los hidratos de carbono o carbohidratos? Describa cómo pueden ser clasificados. ¿Qué reacción general de laboratorio le permite reconocer hidratos de carbono?
2- a) Represente la fórmula estructural de la D-glucosa. Señale los carbonos asimétricos. Determine la configuración de cada uno de ellos y dé el nombre que le corresponde según IUPAC.
b)- Dibuje las fórmulas estructurales de las formas de cadena abierta (Fischer) y de cadena cerrada (Haworth) de los siguientes monosacáridos:
α-D-Glucopiranosa D-Manofuranosa D-Galactopiranosa D-Fructofuranosa
c) Marque los carbonos quirales de todas las estructuras (abiertas y cerradas) y compárelos.
3- a) ¿Qué es el carbono anomérico?
b) Ejemplifique la diferencia estructural que hay entre un par de anómeros y un par de epímeros.
4-a)¿Qué significa enolización?
b) Represente la forma eno-diol derivada de la D-glucosa y los dos tautómeros que deriva de ella (nómbrelos).
c) Utilice lo anterior para explicar por qué la D-fructosa puede dar positivo el ensayo de Fehling a pesar de tener una función cetona.
5- Explique el fenómeno de mutarrotación para una aldohexosa. Represéntela.
6- Explique qué es un glicósido. Represente como ejemplos un metil α-D-glucósido y su anómero. 7- ¿Mediante qué reacción se pone de manifiesto el carácter reductor de un monosacárido?
Ejemplifique con ecuaciones.
8- Defina un disacárido y un polisacárido. Represente la estructura de los siguientes disacáridos: maltosa, celobiosa, lactosa y sacarosa. Señale aquellos que sean reductores. Justifique.
9- La sacarosa (azúcar común) es un disacárido presente en todos las plantas que realizan la fotosíntesis, donde funciona como reserva de energía. La hidrólisis de la sacarosa produce D-glucosa y D-fructosa. ¿Qué relación estructural indica el término D-?
10- El almidón es un polisacárido. ¿Cuál es su función? Explique brevemente qué son la amilosa y la amilopectina y exprese cuáles son sus características estructurales.
11- ¿ Qué indica la reacción positiva de Fehling en la hidrólisis seriada del almidón? ¿Qué es el reactivo de Lugol y para qué se utiliza?
12- a) Describa la estructura de la celulosa, señale en qué se diferencia del almidón.
HIDRATOS DE CARBONO: EJERCICIOS ADICIONALES
1- a) Representar un epímero de la D-galactosa (que es epímera de la D-glucosa en el C-4). b) Representar las formas furanosa y piranosa de la D-galactosa.
c) Representar los respectivos anómeros.
2- ¿Por qué no se obtiene el mismo producto en la reacciones de la β-D-glucosa con metanol/H+ y con ioduro de metilo/óxido de plata? Representar las reacciones.
3- Dada la siguiente sustancia:
a) Nombrar la D-alosa según la nomenclatura IUPAC, indicando la configuración según la regla de la secuencia.
b) Representar el enantiómero de la D-alosa. c) Representar dos tautómeros de la misma. c) Representar la forma piranosa.
h) Representar la mutarrotación de la D-alopiranosa.
5- a) Representar un disacárido no reductor a partir de dos unidades de glucosa. b) Representar un disacárido reductor a partir de dos unidades de glucosa. c) Representar las hidrólisis de ambos disacáridos.
6- La rafinosa es un trisacárido no reductor, de la cual se conoce la siguiente información: D-alosa CHO OH H OH H OH H OH H CH2OH
