糖的呈色反应和还原糖的检验

实验1 糖的呈色反应和还原糖的检验

一、实验目的

1.学习鉴定糖类及区分酮糖和醛糖的方法。

2.了解鉴定还原糖的方法及其原理。

二、实验原理

糖经浓无机酸处理，脱水产生糠醛或糠醛衍生物。戊糖形成糠醛，己糖则形成羟甲基糠醛。

这些糠醛和糖醛衍生物在浓无机酸作用下，能与酚类化合物缩合生成有色物质。与一元酚如α一萘酚作用，形成三芳香环甲基有色物质。与多元酚如间苯二酚作用，则形成氧杂蒽有色物质，反应式如下：

通常使用的无机酸为硫酸。如用盐酸，则必须加热。常用的酚类为α一萘酚、甲基苯二酚、间苯二酚和间苯三酚等，有时也用芳香胺、胆酸、某些吲哚衍生物和一些嘧啶类化合物等。

有人认为，用浓硫酸作为脱水剂时，形成有颜色的产物与酚核的磺化有关，见如下反应式；

（一）糖的呈色反应

1．Molish反应(α～萘酚反应)

本实验是鉴定糖类最常用的颜色反应。糖在浓酸作用下形成的糠醛及其衍生物与α一萘酚作用，形成红紫色复合物。在糖溶液与浓硫酸两液面间出现紫环，因此又称紫环反应。自由存在和结合存在的糖均呈阳性反应。此外，各种糠醛衍生物、葡萄糖醛酸、丙酮、甲酸、乳酸等皆呈颜色近似的阳性反应。因此，阴性反应证明没有糖类物质的存在；而阳性反应，则说明有糖存在的可能性，需要进一步通过其他糖的定性试验才能确定有糖的存在。

2．蒽酮反应

糖经浓酸水解，脱水生成的糠醛及其衍生物与蒽酮(10一酮一9，10一二氢蒽)反应生成蓝一绿色复合物。

3. Seliwanoff反应(间苯二酚反应)

该反应是鉴定酮糖的特殊反应。在酸作用下，己酮糖脱水生成羟甲基糠醛。后者与间苯二酚结合生成鲜红色的化合物，反应迅速，仅需20—30s。在同样条件下，醛糖形成羟甲基糠醛较慢。只有糖浓度较高时或需要较长时间的煮沸，才给出微弱的阳性反应。蔗糖被盐酸水解生成的果糖也能给出阳性反应。

4．Bial反应(甲基间苯二酚反应)

戊糖与浓盐酸加热形成糠醛，在有Fe3+存在下，它与甲基间苯二酚(地衣酚)缩合，形成深蓝色的沉淀物。此沉淀物溶于正丁醇。己糖也能发生反应，但产生灰绿色甚至棕色的沉淀物。

（二）还原糖的鉴定

含有自由醛基(一CHO)或酮基(>C==O)的单糖和二糖为还原糖。在碱性溶液中，还原糖能将金属离子(铜、铋、汞、银等)还原，糖本身被氧化成酸类化合物，此性质

常用于检验糖的还原性，并且常成为测定还原糖含量的各种方法的依据。

1．Fehling反应

费林试剂是含有硫酸铜与酒石酸钾钠的氢氧化钠溶液。硫酸铜与碱溶液混合加热，则生成黑色的氧化铜沉淀。若同时有还原糖存在，则产生黄色或砖红色的氧化亚铜沉淀。上述反应可用下列方程式表示：

在碱性条件下，糖不仅发生烯醇化、异构化等作用。也能发生糖分子的分解、氧化、还原或多聚作用等。由这些作用所形成的复杂混合物具有强烈的还原作用，因此企图用简单的氧化还原作用来写出反应平衡式是不可能的。

为了防止铜离子和碱反应生成氢氧化铜或碱性碳酸铜沉淀，Fehling试剂中加入酒石酸钾钠，它与Cu2+形成的酒石酸钾钠络合铜离子是可溶性的络离子，该反应是可逆的。平衡后溶液内保持一定浓度的氢氧化铜。费林试剂是一种弱的氧化剂，它不与酮和芳香醛发生反应。

2. Benedict反应

Benedict试剂是Fehling试剂的改良。它利用柠檬酸作为Cu2+的络合剂，其碱性比Fehling试剂弱，灵敏度高，干扰因素少，因而在实际应用中有更多的优点。3．Barfoed反应

该反应的特点是在酸性条件下进行还原作用。在酸性溶液中，单糖和还原二糖的还原

速度有明显差异。单糖在3min内就能还原Cu2+而还原二糖则需20min。所以，该反应可用于区别单糖和还原二糖。当加热时间过长，非还原性二糖被水解也能呈现阳性反应，如蔗糖在10 min内水解而发生反应。还原二糖浓度过高时，也会很快呈现阳性反应，若样品中含有少量氯化钠也会干扰此反应。

三、实验试剂和材料仪器

1.测试糖液

2％阿拉伯糖，葡萄糖，果糖，麦芽糖，蔗糖，1％淀粉溶液和2种未知糖液。

2.试剂

①Molish 氏试剂

称取α－萘酚2克，溶于95％乙醇中并定容到100ml。注意临用前，新鲜配制，贮于棕色瓶中。

②蒽酮(Anthrone)试剂

溶解0.2g蒽酮于100mL浓硫酸(A.R．，比重1.84，含量95%)中。当日配制、使用。

③Fehling氏试剂

试剂A：将34.5g硫酸铜(CuSO4·5H20)溶于500mI。蒸馏水中。

试剂B：将125g氢氧化钠和137g酒石酸钾钠溶于500mL蒸馏水中，储于带橡皮塞瓶中。临用时，将试剂A和B等量混合。

④Benedict氏试剂

溶解85g柠檬酸钠(Na3C6HO，·llH20)及50g无水碳酸钠于400mI。水中；另溶8.5g硫酸铜于50mL。热水中。将硫酸铜溶液缓缓倾人柠檬酸钠一碳酸钠溶液中，边加边搅，如有沉淀，可过滤．本试剂可长期使用。如放置过久，出现沉淀．可取用其上清液。

⑤Bial氏试剂

溶解1.5g地衣酚(orcin01)于500mL，浓盐酸并加20—30滴10％三氯化铁溶液。

⑥Seliwanoff氏试剂

溶解50mg问苯二酚(resorcin01)于100rnl．，盐酸(盐酸：水=1:2V／V)中。临用前配制。盐酸浓度不宜超过12％，否则，它将导致糖形成糠醛或其衍生物。

⑦浓硫酸。

3.器材

试管，试管架，煤气灯和沸水浴等。

四、实验方法

（一）.糖的呈色反应

1．Molish反应

取8支已标号的试管，分别加入各种测试糖液lmL(约15滴)，再各加入Molish试剂2滴，摇匀。逐一将试管倾斜，分别沿管壁慢慢加入浓硫酸l mL，然后，小心竖直试管，使糖液和硫酸清楚地分为两层，观察交界处颜色变化。如几分钟内无呈色反应，可在热水浴中温热几分钟。记录各管出现的颜色，说明原因，检定未知糖液。

2．蒽酮反应

取8支标号的试管，分别加入lmL蒽酮溶液，再将测试糖液分别滴加到各试管内，混匀，观察颜色变化，鉴定未知糖液。