Post on 15-Apr-2017
Instituto Politécnico Nacional Escuela Nacional de Ciencias
Biológicas
Químico Bacteriólogo parasitólogo
Lab. Química Bioorgánica
Poder reductor, formación de osazonas y síntesis de
pentaacetato de αβ-D-Glucosa
Practica 7
ANTECEDENTES La técnica fue desarrollada por Emil Fischer, un químico
alemán, para identificar diferentes azúcares. Fischer fue capaz de diferenciar los tipos de azúcar mediante el estudio de los cristales que se formaron a partir de su
procedimiento.
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Introducción.
Carbohidratos (Hidratos de Carbono o
Glúcidos)
Biomoléculas esenciales
Abundantes en Naturaleza
Plantas
Animales
ComposiciónC, H, O (CH2O)n
Clasificación Química
Polihidroxicetonas
Polihidroxialdehídos
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Funciones
Fuente de Energía
Reserva Energética
Participan Estructuralm
ente
Conjunto con
Proteínas
Funciones:- Transport
e- Enzimas- Hormonal- Receptor
es- Glucoproteínas- Glucolípidos- Glúcidos de los
ácidos nucleicos
Objetivos: comprender el concepto de poder reductor, sus
aplicaciones y finalmente poner en evidencia el poder reductor de algunos carbohidratos.
destacar la importancia de la formación de osazonas, para llevar a cabo la identificación de azúcares.
aplicar la reacción de acetilación sobre los grupos de oxidrilo de un monosacárido
Oxidación de carbohidratos (azucares reductoras)Los carbohidratos se definen como aldehídos o cetonas polihidroxilados Monómeros (azucares) Polímeros (carbohidratos)
Monosacáridos Oligosacáridos Polisacáridos Aldosas Cetosas Disacáridos
Glucosa Lactosa Almidón
Fructosa Sacarosa
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Ejemplos.
Ribosa Ribulosa
Pentosas
Glucosa Manosa GalactosaHexosas
(Aldosas)
Hexosa (Cetosa)
= Aldohexosas
= Cetohexosa
Configuración
Proyección de Fischer Proyección de Haworth
Azucares D, l.
Epímeros
Anómeros O
O H
H
CHO
O
H
O O H
H
ANOMERO a ANOMERO ß
Reacciones: Condensación e Hidrolisis
Ejemplo de condensaciónEnlace glucosidico
Ejemplo de hidrolisis
Pérdida de [H] → Ganancia de O = OXIDACIÓN
Ganancia de [H] → Pérdida de O = REDUCCIÓN
Poder reductor y formación de osazonas
[H]
[O]
Poder reductor y formación de osazonas
Mecanismo de formación de osazonas *
REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN
Reacción con reactivo FehlingCHO
OHH
OHH
OHH
OH
+ Cu
O
OO
O
CO2
CO2
O2C
O2C
6Na
CHO
OHH
OHH
OHH
OH
6
+ Cu2O + H2O
Ribosa Complejo de tartrato de cobre producto de oxidación de ribosa
El reactivo de fehling consta de : Fehling A :CuSO4 disuelto en H2O Fehling B:NaOH y tartrato Na-K disueltos en H2O.
Mecanismos de reacción
Formación de Osazonas
C
C
C
2HC
OH
OHH
OH
OH)n(H NaHSO3 acuoso
C
C
C
2HC
NH
NH
OH
OH)n(H
N
N
H
H
+ NH3 + PhNH2 + H2O
HN
H2N
REACCIÓN GENERAL
MECANISMO
OHHHHOOHHOHH
CH2OH
OHS
OHO
O
Na
OHHHHOOHHOHH
CH2OH
OH
OHHHHOOHHOHH
CH2OH
OHH NHH2N
OHHHHOOHHOHH
CH2OH
OH HN
N
HH
OHHHHOOHHOHH
CH2OH
O HN
NH
H
H
HH
NaSO3OHHHOOHHOHH
CH2OH
HN
NH
H
OHHHOOHHOHH
CH2OH
HN
NH
H
H2O
OHHHOOHHOHH
CH2OH
HN
NH
H
OHHOOHHOHH
CH2OH
H2N
NHH
NHHOOHHOHH
CH2OH
NHH
HN
NHHOOHHOHH
CH2OH
NHH
HN
NH3
HN
H2N
NHHOOHHOHH
CH2OH
NHH
HN
NHHOOHHOHH
CH2OH
NH
HN
HN
Síntesis de pentaacetato de a alfa-β-D-glucosa
OOH
OH
OH
HOHO
+
O O
O
Anhidrido Acético
Acetato de sodio anhidro
O
OAc
OAc
OAc
AcOAcO
Pentaacetato de B-D-Glucosa
B-D-Glucosa
O
O
Na
MECANISMO
OO
HO
HOHO
OH
H
B-D-glucosa
O
O
Na
Acetato de sodioOH
O
+O
O
HO
HOHO
OH
O
O O
OO
HO
HOHO
OH
O
O O
O
O
H
OO
HO
HOHO
OH
O
O OH+
O
O
Na
O
HO
HOHO
OHOH
O
+O
O
OHO
HO
H
O
HO
O
O
O
OO
OHO
O
H
O
HO
O
OO
O
OO
OO
O
H
O
HO
O
OO
O
O O
O
OO
O
H
O
O
O
OOO
O
O OO
O
OO
O
H
O
O
O
OOO
O
B-D-glucosa
Reactivos
Propiedades fisicoquímicas de reactivos • Peso Molecular: 180.16 g/mol• Estado/Color/Olor: Sólido/Incoloro/Inodoro• Punto de Fusión: 146 °C• Solubilidad:
Glucosa
Peso Molecular: 180.16 g/molEstado/Color/Olor: Sólido/Blanco/-----Solubilidad: AguaPunto de Fusión: 103-105 °C se descompone
Fructosa
Peso Molecular: 342.30 g/molPunto de Fusión: 202 °CEstado/Color/Olor: Sólido/Blanco/InodoroSolubilidad:
Lactosa
Estado/Color/Olor: Sólido fino/Blanco/VariableDensidad: 1.5 g/mLSolubilidad: Agua (100 °C)
Almidón
Peso Molecular: 342.30 g/molPunto de Fusión: > 160 °CEstado/Color/Olor: Sólido/Incoloro/DulceSolubilidad: Agua – Muy SolubleEtanol – Poco SolubleEtanol Absoluto – InsolubleDensidad: 1.581 g/mL
Sacarosa Peso Molecular: 108.1 g/molPunto de Ebullición: 243.5 °C (se descompone)Punto de Fusión: 19.5 °CEstado/Color/Olor: LíquidoSolubilidad en Agua: Poca solubilidadDensidad: 1.09 g/mL
Fenilhidrazina
Peso Molecular: 82.03 g/molPunto de Fusión: 324 °CEstado/Color/Olor: Sólido/Blanco/Leve a Ácido Acético.Solubilidad en Agua (20 °C): 1190 g/mLDensidad: 1.53 g/mL
Anhídrido Acético.
Peso Molecular: 102.1 g/molPunto de Ebullición: 139 °CEstado/Color/Olor: Líquido/Incoloro/Acre.Solubilidad en Agua: ReaccionaDensidad: 1.08 g/mL
Acetato de Sodio Anhidro
Peso Molecular: 36.5 g/molEstado/Color/Olor: Líquido/Incoloro o Amarillo Claro/Irritante.Solubilidad: Agua, Alcoholes, Éter, Benceno. Insolubilidad: HidrocarburosDensidad: 1.2 g/mL
Ácido Clorhídrico.
Producto Pentaacetato de β-D-glucosa
Fórmula Molecular: C12H22O11
Peso Molecular: 390.34 g/mol Estado/Color/Olor: Sólido/Incoloro/Inodoro Punto de Fusión: 130 – 132 °C Solubilidad en agua (25 °C): < 5 g/L
O
O
O O
O
O
CH3
O
O
CH3
CH3
O
H3C
O
H3C
O
Parte experimental
Poder reductor
2ml de sol. Fehling (1ml de sol. A y 1ml de sol. B)
5ml de sol. al 10% • Almidón• Fructosa• Glucosa• Lactosa• Sacarosa• Maltosa
2 minutos.
Observar y anotar resultados
Resultados esperados de la prueba con reactivo de Fehiling
Azúcar Prueba Fehiling
Formación de osazonasSI NO
Glucosa Positivo X -Fructuosa Positivo X -Maltosa Positivo X -Lactosa Positivo X -
Sacarosa Negativo - XAlmidón Negativo - x
Osazonas de monosacáridos (glucosa y fructosa)
5 ml de sol. Al 2% de azucares a ensayar +3ml de Fenilhidrazina +2ml de bisulfito de sodio Mezclar
Anotar el tiempo en que se forman las osazonas.Continuar calentando por 15 min. mas y enfriar
Filtrar y lavar precipitado con agua fría
Tomar pequeña muestra con el agitador
Observar y dibujar cristales de las osazonas
Formación de Osazonas de disacáridos(sacarosa, maltosa y lactosa)
Preparar las osazonas de los disacáridos con la técnica empleada anteriormente con los monosacáridos
Anotar el tiempo en que se colocan los tubos en baño maría.
Tomar muestra cada 12, 20 y 30 min.
Enfriar las muestras y la mezcla de la reacción Filtrar
Observar las osazonas formadas.
Formación de ozasonas de polisacáridos
5ml de sol. Almidón al 2%
Mezclar
Anotar el tiempo en que se forman las osazonas.Continuar calentando por 15 min. mas y enfriar
Filtrar y lavar precipitado con agua fría
Tomar pequeña muestra con el agitador
Observar y dibujar cristales de las osazonas
Proceder como técnica de monosacáridos *
Formación de osazonas de disacáridos y polisacáridos hidrolizados (sacarosa, maltosa y almidón)Preparación de hidrolizados disacáridos
2g de disacárido +60ml de agua +5ml de HCl concentrado +10ml de sol. de almidón
Baño maría1 hora y enfriar
1ml de HCl concentrado +10ml de sol. de almidón
Preparación de hidrolizados polisacáridos Baño maría1 hora y enfriar
La formación de la osazona destruye el centro asimétrico adyacente al grupo carbonilo. La conformación de la porción restante de la molécula no se afecta.
Los azúcares son en general solubles en agua y difícilmente pueden recristalizarse, sin embargo, sus osazonas fácilmente se cristalizan en éste disolvente y además presentan un punto de fusión bien definido.
Pentaacetato de β-D-glucosa
2g de glucosa anhidra +1g de acetato de sodio anhidro
Agregar anhidro y por el refrigerante 10ml de anhidro acético
Adaptar en posición de reflujo y calentar en baño de aceite por 1 hora
Enfriar un poco la mezcla y verterla sobre 200ml de una mezcla de agua-hielo agitando vigorosamente
Continuar la agitación hasta que el solido formado quede dividido y dejar reposar durante 30min. Agitando ocasionalmente
Filtrar el solido y recristalizar en agua caliente utilizando carbón activado para decolorar
Separación y purificación
Enfriar (Mezcla de Rx’n)
200 mL Mezcla Agua-Hielo
Agitación → Sólido
1. Reposo; t = 30 min
2. Agitar (ocasionalment
e)
1. Filtrar sólido 2. Recristalizar H2O caliente
3. Carbón Activado
(decolorar)
Identificación “PUNTO DE FUSIÓN”
RECOMENDACIONES:1. Verificar la limpieza de la platina.2. La muestra se coloca entre dos
cubreobjetos de 18 mm (circulares).3. Los cubreobjetos se colocan en la depresión
de la platina.4. Se enciende el foco de iluminación y se
regula la temperatura con el termostato.5. Con ayuda del termómetro y el ocular se
observa; el primer cambio y la fase liquida.
Aparato Fisher-Johns
Bibliografía
Albert L. lehninger, Bioquímica las bases moleculares de la estructura y función celular. Segunda edición, Ediciones omega, Barcelona España, 1985, paginas consultadas 255-283. capitulo 10. azucares, polisacáridos de reserva y paredes celulares.
Bailey P. S. Jr., Ch. A., química orgánica conceptos y aplicaciones, quinta edición, PEARSON Educación, México, 1998, paginas consultadas 451-475. capitulo 15. carbohidratos.
Shriner R. l.,Fuson R. C., Curtin D. Y., Identificación sistemática de compuestos orgánicos, decima edición, México, 1991, paginas consultadas 125-130 y 163-168.