Zadanie 1
Glukoza i fruktoza to węglowodany o wzorze sumarycznym C₆H₁₂O₆. W środowisku wodnym obie te substancje wykazują właściwości redukujące, co można potwierdzić za pomocą próby Trommera lub próby Tollensa. Wiadomo, że fruktoza jest ketozą, a ketony (z nielicznymi wyjątkami) nie ulegają utlenianiu w tych łagodnych warunkach.
1.1 Wyjaśnij, dlaczego fruktoza wykazuje właściwości redukujące w próbie Trommera, mimo że nie zawiera grupy aldehydowej. W odpowiedzi uwzględnij warunki prowadzenia tej reakcji. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Fruktoza w środowisku zasadowym, w którym przeprowadza się próbę Trommera, ulega przemianie (epimeryzacji/izomeryzacji) do glukozy i mannozy. Powstałe aldozy posiadają grupę aldehydową, która łatwo się utlenia, dzięki czemu roztwór wykazuje właściwości redukujące.
W środowisku zasadowym (a w takich warunkach przeprowadzana jest próba Trommera) fruktoza ulega enolizacji i izomeryzacji (epimeryzacji), przekształcając się w aldozy (glukozę i mannozę), które zawierają grupę aldehydową i utleniają się, redukując jony miedzi(II).
1.2 Napisz, w formie cząsteczkowej lub jonowej, równanie reakcji utleniania glukozy w próbie Tollensa (tzw. próbie lustra srebrnego). Zastosuj wzór półstrukturalny (grupowy) glukozy: CH₂OH(CHOH)₄CHO. Możesz użyć uproszczonego zapisu odczynnika Tollensa jako Ag₂O. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: CH₂OH(CHOH)₄CHO + Ag₂O → CH₂OH(CHOH)₄COOH + 2 Ag↓ (LUB z uwzględnieniem środowiska amoniakalnego: CH₂OH(CHOH)₄CHO + 2 [Ag(NH₃)₂]⁺ + 3 OH⁻ → CH₂OH(CHOH)₄COO⁻ + 2 Ag↓ + 4 NH₃ + 2 H₂O)
Grupa aldehydowa glukozy utlenia się do grupy karboksylowej (w środowisku zasadowym powstaje sól, ale w zapisie uproszczonym z Ag₂O często pisze się kwas, co CKE akceptuje, lub sól amonową, co jest pełniejszym zapisem).
1.3 Oceń prawdziwość poniższych zdań dotyczących glukozy i fruktozy. (1 pkt)
- 1. Glukoza, w przeciwieństwie do fruktozy, daje pozytywny wynik w próbie Trommera na gorąco. (P/F)
- 2. Forma łańcuchowa glukozy zawiera pięć grup hydroksylowych i jedną grupę aldehydową. (P/F)
- 3. W cząsteczce sacharozy reszta fruktozy występuje w postaci sześcioczłonowego pierścienia piranozowego. (P/F)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: 1 – F, 2 – P, 3 – F
Obydwa cukry dają pozytywny wynik próby Trommera (fruktoza w środowisku zasadowym izomeryzuje do aldoz), więc zdanie 1. jest fałszywe. Glukoza w formie łańcuchowej ma 5 grup –OH i grupę aldehydową. W sacharozie reszta fruktozy ma pierścień pięcioczłonowy (furanozowy), więc zdanie 3. jest fałszywe.