QUMICA BIOLGICA I

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QUÍMICA BIOLÓGICA
GUÍA DE LABORATORIO N° 3
REACCIONES DE HIDRATO DE CARBONO
Reacciones de Hidratos de Carbono
Los hidratos de carbono son sustancias orgánicas que contienen grupos aldehídos o
cetónicos potenciales (que en su estado libre poseen un intenso poder reductor) y
numerosos grupos alcohólicos secundarios y primarios. A causa de la similitud de sus
estructuras y reacciones, resulta difícil identificarlos y determinarlos. Los ensayos que se
llevan a cabo con los hidratos de carbono son de tres tipos:
i)Estudio de las propiedades ópticas y de las formas de los cristales aislados de las
soluciones en que se encuentran, o estudio de los cristales de ciertos derivados.
ii) Estudio de la fermentación por acción de levaduras, hongos o bacterias.
iii) Estudio de los colores característicos y de los precipitados que se forman cuando se los
trata con:
a) Iodo
b) Fenoles o aminas aromáticas
c) Soluciones alcalinas o débilmente ácidas de iones metálicos pesados (Cu, Bi, Hg, Fe).
d) PO4H3 85 %.
En el Trabajo Práctico se realizarán reacciones de caracterización de hidratos de carbono
correspondientes al grupo (iii).
a) Reacción con iodo:
Es una reacción que se utiliza para determinar la presencia de
polisacáridos. Se basa en la formación de un complejo coloreado entre el I2 y el
polisacárido. El color de ese complejo depende del polisacárido presente.
Almidón: amilosa: azul
amilopectina: rojo-violáceo (si están presentes los dos componentes predomina
el azul).
Glucógeno: rojo-violáceo.
Dextrinas: rojo-violáceo.
b) Reacción con fenoles y aminas aromáticas:
Los hidratos de carbono en presencia de
ácidos fuertes no oxidantes (ClH, SO4H2) y en caliente, son deshidratados produciendo
furfural y derivados furfúricos.
hexosas
HC=O
I
_
HC OH
I
_
HO CH
I
_
HC OH
I
_
HC OH
I
CH2OH
H+
HC
CH
C
HOH2C
C
O
+
HC=O
Hidroximetil-furfural
3 H2O
2
pentosas
HC=O
I
_
HC OH
I
_
HC OH
I
_
HC OH
I
CH2OH
H+
HC
CH
HC
+
C
O
3 H2O
HC=O
Furfural
Estos compuestos se condensan con aminas aromáticas (bencidina) y con fenoles
(resorcinol, orcinol, alfa-naftol) dando origen a derivados coloreados.
OH
CH3
OH
NH2
H2N
OH
HO
OH
Bencidina
Resorcinol
Orcinol
Alfa-naftol
Las reacciones de este tipo que se realizarán en el T. P. son las de Molish, Bial, Seliwanoff
y bencidina.
c) Reacciones con iones metálicos:
Los azúcares que poseen en su molécula un grupo
carbonilo libre o potencialmente libre tienen la propiedad , en medio alcalino o débilmente
ácido, de reducir los iones Cu 2+ y Ag+ a Cu+ y Ag0, respectivamente.
Se basan en este principio las reacciones de Fehling y Barfoed, que se realizarán en el
Trabajo Práctico.
d) Reacciones con H3PO4 85 %:
Es una reacción específica para fructosa. En presencia de
dicho azúcar se produce una coloración amarilla.
e) Formación de osazonas:
Cuando se calienta un hidrato de carbono con función
aldehídica o cetónica libre con acetato de fenilhidracina, se produce una condensación que
se traduce, en muchos casos, en la formación de un precipitado cristalino de sustancias
llamadas osazonas.
HC=O
I
_
HC OH
I
R
Fenilhidracina
H2N-NH
HC=N-NH
I
C=N-NH
I
R
Osazona
Las osazonas tienen estructuras cristalinas características y también puntos de fusión y
tiempos de precipitación, que sirven para la identificación de azúcares.
Cuando los azúcares difieren sólo en los carbonos 1 y 2, la formación de la osazona no
permite diferenciarlos por la forma de los cristales pues todos ellos darán la misma
osazona.
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Identificación de los hidratos de carbono contenidos en una muestra problema. Marcha
esquemática del análisis.
Solución problema
MOLISH
Sin color
Anillo rosa-violáceo
Ausencia de hidratos de
carbono
Presencia de hidratos de
carbono
IODO
Azul
Almidón
Sin color
Rojo violáceo
Mono o disacárido
Glucógeno o dextrina
FEHLING
Sin precipitado
Precipitado pardo-rojizo
Azúcar no reductor
Azúcar reductor
BARFOED
Precipitado en 5-7 min
Precipitado en + de 7 min
Monosacárido
Disacárido
BIAL
Color verde
Color pardo
Pentosa
Hexosa
SELIWANOFF
Color rojo intenso
Color rosado
Cetosa
Aldosa
PO4H3 85 %
Color amarillo
Fructosa
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Parte Práctica
El objetivo de esta parte del Trabajo Práctico es: 1) estudiar los colores característicos y
los precipitados que se forman cuando se trata a los azúcares con diferentes reactivos. Para
ello se realizarán las reacciones señaladas en la "marcha esquemática" para la identificación
de hidratos de carbono, siguiendo los esquemas de las tablas que se detallan más adelante.
2) Identificar el azúcar contenido en una solución problema.
1) REACCIÓN DE MOLISH:
Objetivo: Detectar la presencia de hidratos de carbono
Reactivos: SO4H2 (c)
alfa-naftol al 5 % en alcohol etílico 95 %
REACTIVOS
Sol. Glucosa 1 %
Sol. Caseína 1 %
Sol. Problema N°
H2O
alfa-naftol
Bl.
2,5 ml
0,5 ml
1
0,5 ml
2,0 ml
0,5 ml
2
0,5 ml
2,0 ml
0,5 ml
3
0,5 ml
2,0 ml
0,5 ml
2,0 ml
2,0 ml
Agitar, inclinar el tubo y agregar por las paredes:
SO4H2 (c)
RESULTADO
2,0 ml
2,0 ml
Resultado positivo: En presencia de hidratos de carbono se observará un anillo de color
rosado violáceo en la interfase de los dos líquidos, al cabo de unos segundos.
2) REACCIÓN CON IODO:
Objetivo: Detectar presencia de polisacáridos.
Reactivos: Solución de iodo 0,01 M en IK 0,1 M.
REACTIVOS
Sol. Almidón 1 %
Sol. Glucosa 1 %
Sol. Problema N°
H2O
Sol. de Iodo
Agitar bien los tubos
Bl.
-
1
3 gotas
-
2
3 gotas
-
3
3 gotas
2,0 ml
2 gotas
2,0 ml
2 gotas
2,0 ml
2 gotas
2,0 ml
2 gotas
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RESULTADO
Resultado positivo: En presencia de almidón: color azul intenso. En presencia de glucógeno
o dextrinas: rojo violáceo.
3) REACCIÓN DE FEHLING:
Objetivo: Detectar la presencia de azúcares reductores.
Reactivos: Solución I: SO4Cu al 7,5 %
Solución II: NaOH
25 g
Tartrato doble de Na y K
35 g
H2O
c.s.p. 100 ml
En el momento de usar mezclar partes iguales de I y II y diluir al 20 % en agua destilada.
Se han intentado varias explicaciones del comportamiento químico del reactivo de
Fehling, entre ellas la siguiente:
SO4Cu + 2 NaOH
Cu(OH)2 + SO4Na2
El Cu(OH)2 es prácticamente insoluble pero en presencia del ión tartrato se forma un
quelato complejo (entre el Cu2+ y el tartrato ) que disminuye la concentración del ión
cúprico por debajo de la necesaria para la precipitación del hidróxido cúprico.
En presencia de aldehidos el cobre se reduce al estado cuproso, estado en el cual no forma
un complejo estable con el ión tartrato y precipita como óxido cuproso color pardo rojizo.
REACTIVOS
Sol. glucosa 1 %
Sol. sacarosa 1 %
Sol. Problema N°
H2O
Reactivo de Fehling
Bl.
-
1
0,5 ml
-
2
0,5 ml
-
3
0,5 ml
0,5 ml
4 ml
4ml
4ml
4ml
Agitar, colocar en un baño de agua hirviente durante unos 10 minutos y dejar enfriar.
RESULTADO
Resultado positivo: En presencia de azúcar reductor se observa un precipitado pardo rojizo.
4) REACCIÓN DE BARFOED:
Objetivo: Diferenciación entre monosacáridos y disacáridos.
90 g
Reactivos: Acetato de cobre cristalizado
Ácido acético glacial
6 ml
H2O destilada
c.s.p. 1000 ml
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Filtrar la solución antes de usar.
REACTIVOS
Sol. Glucosa 1 %
Sol. Maltosa 1 %
Sol. Problema N°
H2O
Reactivo de Barfoed
Bl.
-
1
0,5 ml
-
2
0,5 ml
-
3
0,5 ml
0,5 ml
4 ml
4ml
4ml
4ml
Agitar, colocar en un baño de agua hirviente y anotar el tiempo en que aparece el
precipitado. Tiempo = 0 es el momento en que se introducen los tubos en el baño.
TIEMPO
RESULTADO
Resultado positivo: Aparición del precipitado en 5 - 7 minutos: monosacárido.
Aparición del precipitado en más de 7 minutos: disacárido.
5) REACCIÓN DE BIAL:
Objetivo: Diferenciación entre pentosas y hexosas.
Reactivo: ClH (c)
Orcinol al 6 % en agua destilada.
REACTIVOS
Sol. glucosa 1 %
Sol. Xilosa 1 %
Sol. Problema N°
H2O
ClH (c)
Sol. de orcinol
Bl.
-
1
0,5 ml
-
2
0,5 ml
-
3
0,5 ml
2,0 ml
2,0 ml
5 gotas
2,0 ml
2,0 ml
5 gotas
2,0 ml
2,0 ml
5 gotas
2,0 ml
2,0 ml
5 gotas
Agitar, colocar en un baño de agua hirviente durante uno minutos.
RESULTADO
Resultado positivo: pentosa: color verde.
6) REACCIÓN DE SELIWANOFF
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Objetivo: Diferenciación entre aldosas y cetosas.
Reactivos: Resorcinol
0,05 g
ClH (c)
100 ml
REACTIVOS
Sol. Fructosa 1 %
Sol. Glucosa 1 %
Sol. Problema N°
H2O
React. de Seliwanoff
Bl.
-
1
3 gotas
-
2
3 gotas
-
3
3 gotas
3 gotas
3,0 ml
3,0 ml
3,0 ml
3,0 ml
Agitar, calentar en un baño de agua hirviente.
RESULTADO
Resultado positivo: Cetosa: color rojo intenso.
La cetosa puede provenir de la sacarosa.
7) REACCIÓN CON ÁCIDO FOSFÓRICO 85 %
Objetivo: Identificación de fructosa.
Reactivos: PO4H3 85 %
REACTIVOS
Sol. Fructosa 1 %
Sol. Glucosa 1 %
Sol. Problema N°
Bl.
-
1
2 gotas
-
2
2 gotas
-
3
2 gotas
H2O
2 gotas
-
-
-
PO4H3 85 %
1,0 ml
1,0 ml
1,0 ml
1,0 ml
Agitar, calentar en un baño de agua hirviente durante un minuto y observar el color
inmediatamente.
RESULTADO
Resultado positivo: color amarillo: fructosa.