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PRÁCTICA 7

“Poder reductor, formación de osazonas y síntesis de pentaacetato de β-D-glucosa”

Resumen.

Con el objetivo de evidenciar el poder reductivo de

algunos carbohidratos [ver tabla 1], se utilizó el reactivo

de Fehling. Así como también se formaron osazonas con

monosacáridos, disacáridos y polisacáridos; ya que los

monosacáridos tienden a formar melazas que dificulta su

aislamiento y purificación, se procedió a la síntesis de

osazonas que son compuestos que se pueden aislar y

purificar con facilidad.

Por último a partir de la β-D-Glucosa se sintetizó

pentaacetato de β-D-Glucosa con el objetivo de aplicar

la reacción de acetilación sobre los grupos oxhidrilo de

un monosacárido.

Introducción.

Los monosacáridos son sólidos cristalinos de alto punto

de ebullición, muy solubles en agua debido a la

facilidad que tienen de formar puentes de hidrógeno. Son

difíciles de purificar y tienden a formar jarabes en lugar

de cristales cuando se elimina el agua.

Puesto que los monosacáridos contienen grupos

carbonilo y alcohol, pueden sufrir los tipos de reacciones

que son características de los aldehídos, cetonas y

alcoholes.

Los aldehídos se oxidan con facilidad a ácidos

carboxílicos por la reacción de agentes reductores

suaves. Por consiguiente, son buenos agentes reductores

al igual que las cetonas. Las aldosas y cerosas tienen la

misma propiedad química.1 Por lo tanto todos los

monosacáridos, sean aldosas o cetosas, son azúcares

reductores, como lo son también la mayoría de los

disacáridos, siendo una excepción la sacarosa, que no es

reductora.2

Parte Experimental

Poder reductor

El reactivo de Fehling está formado por dos soluciones

llamadas A y B. La primera es una solución de sulfato

cúprico; la segunda, de hidróxido de sodio y una sal

orgánica llamada tartrato de sodio y potasio (sal de

Seignette). Ambas se guardan separadas hasta el

momento de su uso, para evitar la precipitación del

hidróxido de cobre.

Cuando se mezclan cantidades iguales de ambas

soluciones, aparece un color azul intenso por la

formación de un complejo formado entre el ion cúprico y

el tartrato. Agregando un azúcar reductor y calentando

suavemente, el color azul desaparece y aparece un

precipitado rojo de óxido cuproso (Cu2O).2

Osazonas

Las aldosas o cetosas reaccionan con fenilhidracina para

generar fenilhidrazonas. Si se emplea un exceso de

fenilhidracina, la reacción continua hasta dar como

producto osazona que contienen dos residuos de

fenilhidracina por molécula, mientras que la tercera

molécula del reactivo se convierte en anilina y

amoniaco.

a) Osazonas de monosacáridos (glucosa y

fructosa).

O

H

HH

H

OHOH

H OH

OH

OH

glucosa

O

OH

H

OH

OH

H

H

OH OH

fructosa

b) Formación de osazonas de disacáridos (sacarosa,

maltosa y lactosa)

O

O

HH

H

OHOH

H OH

H

OH

O

OH

H

OH

OH

H

OH OH

sacarosa

2

lactosa

O

H

HH

OH

H

OH

H OH

O

OH

O

HH

H

OH

H OH

H

OH

O H

HH

H

OH

H OHOH

OH

O

O

HH

H

OHOH

H OH

OH

H

maltosa

c) Formación de osazonas de polisacáridos.

d) Formación de osazonas de disacáridos y

polisacáridos hidrolizados (sacarosa, maltosa y

almidón).

Pentaacetato de β-D-Glucosa

Los azúcares son compuestos polihidroxilados y es

posible acetilarlos. La β-D-glucopiranosa se convierte en

pentaacetato cuando es tratada con anhídrido acético.

O

OAcOAcAcO

AcO

OAc

Resultados y Discusión de resultados.

●Poder reductor

Azúcar Resultado Prueba de Fehling

Glucosa Positiva Adquirió una

coloración rojiza.

Fructosa Positiva Adquirió una

coloración rojiza.

Lactosa Positiva Adquirió una

coloración rojiza.

Sacarosa Negativa La coloración azul

no desapareció.

Almidón Negativa La coloración azul

no desapareció y se

formó un pp.

blanco.

La glucosa es una aldosa, la cual es un azúcar reductor

por el grupo aldehído potencialmente susceptible a

oxidarse por esta razón la prueba fue positiva

La fructosa es una cetosa, que en disolución se encuentra

como un hemicetal; por lo cual puede reducir a un agente

oxidante. La prueba resultó positiva.

La lactosa es un disacárido formada por D-galactosa y

D-glucosa unidas por un enlace β-1,4´-glicosídico. La D-

galactosa es un acetal y D- glucosa es un hemiacetal; por

la presencia de éste último es un azúcar reductor. La

prueba resultó positiva.

La sacarosa es un disacárido, que no es un azúcar

reductor debido a que su enlace glicosídico se establece

entre el carbono anomérico de la glucosa y el carbono

anomérico de la fructosa. Por consiguiente no tiene

grupo hemiacetal ni hemicetal que esté en equilibrio con

la forma de aldehído o cetona de cadena abierta.

El almidón es una mezcla de dos polisacáridos

diferentes: amilosa y amilopectina; los cuales se

encuentran unidos mediante enlaces glicosídico entre sus

carbonos anoméricos; por lo cual no es un azúcar

reductor.

●Osazonas

Azúcar Formación de

Osazonas

Tiempo

Si No

Fructosa x 1min 58s

Glucosa x 20min

Sacarosa x

Lactosa x

Almidón x

Sacarosa

hidrolizada

x 1 min

Almidón

hidrolizado

x

La formación de osazonas se evidenció mediante una

precipitación amarilla paja en el caso de los no

hidrolizados y anaranjada en los hidrolizados.

Todos los azúcares analizados, exceptuando el almidón

sin hidrolizar forman osazonas, solo que a diferentes

velocidades.

Tabla 1. Resultados de la prueba de Fehling

Tabla 2. Resultados de formación de osazonas

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Las osazonas se forman a partir de azúcares reductores,

es decir, reaccionan con grupos carbonilos libres; una

molécula de fenilhidrazina reacciona con el carbonilo,

una segunda molécula oxida el grupo OH a un carbonilo

y una tercera molécula origina la osazona.

Debido a lo ya mencionado, se originó fructosa y

glucosa, la diferencia de tiempo es debido a que la

glucosa tiene un grupo aldehído, el cual reacciona muy

rápido, pero en la oxidación del grupo OH el carbonilo

obtenido es una cetona, la cual reacciona más lento.

Mientras que en la fructosa ocurre lo opuesto, posee un

grupo cetona, y al oxidar el grupo OH se obtiene un

grupo aldehído. La velocidad depende de la reacción en

donde se encontraba el grupo OH.

Por falta de tiempo, las osazonas de la sacarosa sin

hidrolizar y lactosa, no fueron obtenidas y por lo tanto

observadas. Se esperaba su formación debido a que con

el calentamiento, el enlace glicosídico se rompe

quedando los grupos carbonilo libres para reaccionar.

En el tubo con la sacarosa hidrolizada fue posible ver la

formación de osazonas rápido debido a que los carbonos

anoméricos ya se encontraban libres.

En el almidón no hubo formación de osazonas, incluso

en el hidrolizado. Al ser un polisacárido grande es difícil

obtener monosacáridos y junto con estos grupos

carbonilos anoméricos libres para reaccionar.

Observaciones en el microscopio de las osazonas: sólido

en forma de agujas amarillas claro, transparentes.

Las osazonas observadas de cada azúcar fueron la

misma, las obtenidas de los hidrolizados tenían una

coloración roja, debido a que durante el hidrolizado se

les adicionó ácido clorhídrico.

●Pentaacetato de β-D-Glucosa

Características físicas: polvo color hueso, con un olor

ligero a ácido acético.

P.f teórico= 129-133°C

P.f. práctico= 120-123°C

g = 2.9 g.

Los puntos de fusión fueron tan distantes debido a que

no hubo tiempo para realizar la recristalización.

Rendimiento teórico práctico.

O

OHOHOH

OH

OH

+O

O OO

OAcOAcAcO

AcO

OAc

5CH3CO 2Na

β-D-Glucosa

PM: 180g/mol = 1 mol

m=2g

Moles= 2g/180g/mol= .0111mol… R.L

Anhídrido acético

PM: 102.09g/mol = 1 mol

m=dv

m= (10mL) (1.08g/mL)

m=10.8g

Acetato de sodio anhidro

PM: 82.03g/mol

m=1g

Moles= 1g/82.03g/mol= .0121mol

Pentaacetato de β-D-Glucosa

PM: 390g/mol

180g 390g

2g x

x= 4.33g (Cantidad teórica)

Rendimiento: Cantidad práctica x100

Cantidad teórica

Rendimiento= 2.9 x100 = 66.97%

4.33

Se obtuvo poco rendimiento debido a que le falto estar

más tiempo en calentamiento a la mezcla de reacción,

también quedó producto en el vaso de precipitados

donde se había dejado enfriar.

Conclusiones.

Se logró poner en evidencia el poder reductor con la

prueba realizada con el reactivo de fehling, dando como

positiva la glucosa la cual es un azúcar reductor por el

grupo aldehído potencialmente susceptible a oxidarse, la

fructosa que en disolución se encuentra como un

hemicetal, por lo cual puede reducir a un agente oxidante

y la lactosa es un disacárido formada la D-galactosa (un

acetal) y D- glucosa (un hemiacetal), por la presencia de

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éste último es un azúcar reductor. Dando como negativo

el almidón y la sacarosa que no tiene grupo hemiacetal ni

hemicetal que esté en equilibrio con la forma de aldehído

o cetona de cadena abierta. Debe tenerse en cuenta que

en la formación de osazonas, se oxida un grupo carbinol,

y de aquí que un gran número de azúcares isómeros den

la misma osazona.

Debido a que los monosacáridos tienden a formar

jarabes o melazas que no cristalizan y dificulta su

purificación, la formación de osazonas es importante

porque se asilan y purifican con facilidad (se evidenció

en forma de un sólido cristalino amarillo que es

insoluble en agua), también son útiles para identificar a

los monosacáridos.

La formación del Pentaacetato de β-D-Glucosa se logró

debido a la propiedad de que los acetatos existen como

pares de anómeros ya que se obtienen de manera cíclica

piranosa, mediante la reacción de acetilación ya que los

azúcares son compuestos polihidroxilados.