practica 7 Poder reductor, formación de osazonas y síntesis de pentaacetato de αβ-D-Glucosa

1. Instituto Politécnico Nacional
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas
Químico Bacteriólogo parasitólogo
Lab. Química Bioorgánica

2. Poder reductor, formación de
osazonas y síntesis de pentaacetato
de αβ-D-Glucosa
Practica 7

3. 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.

4. Introducción.
Carbohidratos
(Hidratos de
Carbono o
Glúcidos)
Biomoléculas
esenciales
Abundantes en
Naturaleza
Plantas
Animales
Composición
C, H, O (CH2O)n
Clasificación
Química
Polihidroxicetonas
Polihidroxialdehídos
4

5. Funciones
Fuente de
Energía
Reserva
Energética
Participan
Estructuralme
nte
Conjunto con
Proteínas
Funciones:
- Transporte
- Enzimas
- Hormonal
- Receptore
s
- Glucoproteínas
- Glucolípidos
- Glúcidos de los
ácidos nucleicos
5

6. 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

7. 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

8. Ejemplos.
Ribosa
Ribulosa
Pentosas
Glucosa Manosa
Galactosa
Hexosas
(Aldosas)
Hexosa
(Cetosa)
=
Aldohexosas
= Cetohexosa
8

9. Configuración
Proyección de Fischer Proyección de Haworth

10. Azucares D, l.

11. Epímeros

12. Anómeros

13. Reacciones: Condensación e Hidrolisis
Ejemplo de condensación
Enlace glucosidico
Ejemplo de hidrolisis

14.  Pérdida de [H] → Ganancia de O = OXIDACIÓN
 Ganancia de [H] → Pérdida de O = REDUCCIÓN
Poder reductor y formación de osazonas
[H]
[O]

15. Poder reductor y formación de osazonas
Mecanismo de formación de osazonas *

16. REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN

17. Reacción con reactivo Fehling

18.  El reactivo de fehling consta de :
 Fehling A :CuSO4 disuelto en H2O
 Fehling B:NaOH y tartrato Na-K disueltos en H2O.

19. Mecanismos de reacción

20. Formación de Osazonas

21. MECANISMO

24. Síntesis de pentaacetato de a alfa-β-D-glucosa

25. MECANISMO

27. Reactivos

28. 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/mol
Estado/Color/Olor: Sólido/Blanco/-----
Solubilidad: Agua
Punto de Fusión: 103-105 °C se
descompone
Fructosa

29. Peso Molecular: 342.30 g/mol
Punto de Fusión: 202 °C
Estado/Color/Olor: Sólido/Blanco/Inodoro
Solubilidad:
Lactosa
Estado/Color/Olor: Sólido
fino/Blanco/Variable
Densidad: 1.5 g/mL
Solubilidad: Agua (100 °C)
Almidón

30. Peso Molecular: 342.30 g/mol
Punto de Fusión: > 160 °C
Estado/Color/Olor: Sólido/Incoloro/Dulce
Solubilidad:
Agua – Muy Soluble
Etanol – Poco Soluble
Etanol Absoluto – Insoluble
Densidad: 1.581 g/mL
Sacarosa Peso Molecular: 108.1 g/mol
Punto de Ebullición: 243.5 °C (se
descompone)
Punto de Fusión: 19.5 °C
Estado/Color/Olor: Líquido
Solubilidad en Agua: Poca solubilidad
Densidad: 1.09 g/mL
Fenilhidrazina

31. Peso Molecular: 82.03 g/mol
Punto de Fusión: 324 °C
Estado/Color/Olor:
Sólido/Blanco/Leve a Ácido Acético.
Solubilidad en Agua (20 °C): 1190
g/mL
Densidad: 1.53 g/mL
Anhídrido Acético.
Peso Molecular: 102.1 g/mol
Punto de Ebullición: 139 °C
Estado/Color/Olor:
Líquido/Incoloro/Acre.
Solubilidad en Agua: Reacciona
Densidad: 1.08 g/mL
Acetato de Sodio Anhidro

32. Peso Molecular: 36.5 g/mol
Estado/Color/Olor: Líquido/Incoloro o Amarillo
Claro/Irritante.
Solubilidad: Agua, Alcoholes, Éter, Benceno.
Insolubilidad: Hidrocarburos
Densidad: 1.2 g/mL
Ácido Clorhídrico.

33. 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

34. Parte experimental

35. 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

36. Resultados esperados de la prueba con
reactivo de Fehiling
Azúcar Prueba
Fehiling
Formación de osazonas
SI NO
Glucosa Positivo X -
Fructuosa Positivo X -
Maltosa Positivo X -
Lactosa Positivo X -
Sacarosa Negativo - X
Almidón Negativo - x

37. 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

38. 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.

39. 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 *

40. 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 maría
1 hora y enfriar
1ml de HCl concentrado
+
10ml de sol. de almidón
Preparación de hidrolizados polisacáridos
Baño maría
1 hora y enfriar

41.  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.

43. 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

44. Separación y purificación
Enfriar (Mezcla
de Rx’n)
200 mL Mezcla
Agua-Hielo
Agitación →
Sólido
1. Reposo; t = 30 min
2. Agitar
(ocasionalmente)
1. Filtrar sólido
2. Recristalizar H2O caliente
3. Carbón Activado
(decolorar)

45. 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

46. 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.