还原性糖的问题.doc

1、还原性糖在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性。还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等。用斐林试剂检测还原糖都会出现这样的颜色变化的。蓝色就是斐林试剂本身的颜色。棕色是从蓝色到砖红色的过度颜色，不是某种物质的颜色。用美术观点理解。砖红色就是还原糖与斐林试剂的显色反应的颜色。其实还原糖都是这个过程，书上说的砖红色沉淀是最终结果。糖里面多羟基遇到 Cu(OH)2 会变蓝色沉淀，而且试剂本身是氢氧化铜悬浊液也是蓝色，然后生成了 Cu2O（与醛基反应） ，混在一起棕色，最后都变成 Cu2O 砖红色。概 念斐 林 试 剂 以 及 由 柠 檬 酸 、 硫 酸 铜

2、 与 碳 酸 钠 配 制 的 本 尼 迪 特 试 剂 常 与 醛 糖 及 酮 糖 反应 产 生 氧 化 亚 铜 砖 红 色 沉 淀 ， 即 试 剂 本 身 被 还 原 ， 所 以 凡 能 与 上 述 试 剂 发 生 反 应 的 糖 称为 还 原 糖 （ reducing sugar),凡 不 能 与 上 述 试 剂 发 生 反 应 的 糖 称 为 非 还 原 糖 （ non reducing sugar） ， 糖 苷 不 能 发 生 上 述 反 应 。 葡 萄 糖 分 子 中 含 有 游 离 醛 基 ， 果 糖 分 子 中含 有 游 离 酮 基 ， 乳 糖 和 麦 芽 糖 分 子 中 含 有

3、游 离 的 醛 基 ， 故 它 们 都 是 还 原 糖 。 非 还 原 性 糖 有 蔗 糖 、 淀 粉 、 纤 维 素 ,核 糖 等 ， 但 它 们 都 可 以 通 过 水 解 生 成 相 应 的 还原 性 单 糖 。 性 质能 够 还 原 斐 林 (H.von Fehling)试 剂 或 托 伦 斯 (B.Tollens)试 剂 的 糖 称 为 还 原 糖 ， 所有 的 单 糖 （ 除 二 羟 丙 酮 ） ， 不 论 醛 糖 、 酮 糖 都 是 还 原 糖 。 大 部 分 双 糖 也 是 还 原 糖 ， 蔗 糖例 外 。 斐 林 试 剂 是 含 Cu2 络 合 物 的 溶 液 ， 被 还 原

4、 后 得 到 砖 红 色 Cu2O 的 沉 淀 。 托 伦 斯试 剂 被 还 原 后 能 生 成 单 质 银 ， 在 试 管 壁 上 可 看 到 “银 镜 ”。 分 子 结 构 中 含 有 还 原 性 基 团 （ 如 游 离 醛 基 或 游 离 酮 基 基 ） 的 糖 ， 叫 还 原 糖 。 如 葡 萄糖 。 果 糖 含 有 游 离 的 酮 基 ， 所 以 果 糖 也 属 于 还 原 糖 。 还 原 性一 般 情 况 下 ， 单 糖 的 还 原 能 力 主 要 来 自 它 的 醛 基 ， 如 葡 萄 糖 ， 而 多 糖 则 大 多 因 为半 缩 醛 羟 基 的 存 在 。 还 原 后 ， 自

5、己 会 变 成 糖 酸 。 如 葡 萄 糖 就 会 变 成 葡 萄 糖 酸 。 如 该 糖 是 一 酮 糖 ， 酮 基 就 会 断 裂 ， 分 解 成 两 个 较 小 的 分 子 ， 如 果 糖 。 除 蔗 糖 外 ， 所 有 单 糖 及 双 糖 在 本 尼 迪 克 特 试 验 中 呈 阳 性 反 应 ， 所 以 所 有 单 糖 及 双 糖都 具 有 还 原 性 。 但 有 时 果 糖 可 能 会 算 作 非 还 原 糖 处 理 。 鉴 定 方 法实 验 原 理还 原 糖 与 斐 林 试 剂 发 生 作 用 ， 可 以 生 成 砖 红 色 沉 淀 。 试 剂斐 林 试 剂 （ 主 要 由 质

6、量 浓 度 为 0.1g/mL 的 NaOH 溶 液 和 质 量 浓 度 为 0.05g/mL 的CuSO4 溶 液 配 制 而 成 ） 实 验 材 料 准 备植 物 组 织 是 常 用 的 实 验 材 料 ,但 必 须 加 以 选 择 。 在 双 子 叶 植 物 中 ,光 合 作 用 的 主 要产 物 葡 萄 糖 形 成 后 合 成 为 淀 粉 ,暂 时 储 藏 在 叶 子 内 ,因 此 最 好 不 用 双 子 叶 植 物 的 叶 子 作 实验 材 料 。 有 些 单 子 叶 植 物 ,如 韭 菜 、 鸢 尾 ,并 不 将 光 合 作 用 的 初 始 产 物 转 变 为 淀 粉 ,因 此叶

7、内 含 有 大 量 的 可 溶 性 单 糖 ,但 是 ,由 于 叶 片 中 叶 绿 素 的 颜 色 较 深 ,对 于 鉴 定 时 的 颜 色 反应 起 着 掩 盖 作 用 ,导 致 实 验 现 象 不 明 显 ,因 此 ,也 不 宜 用 单 子 叶 植 物 的 叶 子 作 实 验 材 料 。 本 实 验 最 理 想 的 实 验 材 料 是 含 糖 量 较 高 的 生 物 组 织 (或 器 官 ),而 且 组 织 的 颜 色 较 浅 ,或近 于 白 色 的 ,如 苹 果 和 梨 的 果 实 。 经 试 验 比 较 ,颜 色 反 应 的 明 显 程 度 依 次 为 苹 果 、 梨 、 白色 甘 蓝

8、 叶 、 白 萝 卜 。 操 作 方 法1 取 一 支 试 管 ， 注 入 2mL 待 测 样 品 2 向 试 管 内 注 入 2mL 刚 配 制 的 斐 林 试 剂 。 （ 必 须 将 斐 林 试 剂 的 甲 液 和 乙 液 混 合 均 匀后 使 用 ， 切 勿 分 别 加 入 样 品 中 检 测 ） 3 将 这 支 试 管 放 进 盛 有 开 水 的 大 烧 杯 中 ， 用 酒 精 灯 加 热 煮 沸 2 分 钟 左 右 。 其 他 说 明斐 林 试 剂 和 班 氏 试 剂 都 是 检 验 还 原 性 糖 的 试 剂 ， 二 者 的 使 用 方 法 及 原 理 、 成 分 有 区别 ， 下

9、 面 就 从 这 几 种 试 剂 的 使 用 原 理 、 成 分 及 使 用 方 法 等 方 面 做 一 简 单 总 结 。 1. 斐 林 试 剂 和 双 缩 脲 试 剂 斐 林 试 剂 和 双 缩 脲 试 剂 都 由 NaOH 溶 液 和 CuSO4 溶 液 组 成 ， 但 二 者 有 如 下 三 点 不 同 ：（ 1） 溶 液 浓 度 不 同 斐 林 试 剂 中 溶 液 为 斐 林 试 剂 甲 (NaOH 溶 液 )其 浓 度 为 0.1g/ml,斐 林 试 剂 乙 (CuSO4溶 液 )其 浓 度 为 0.05g/ml； 双 缩 脲 试 剂 :双 缩 脲 试 剂 A(NaOH 溶 液 )

10、的 浓 度 为 0.1g/ml，双 缩 脲 试 剂 B(CuSO4 溶 液 )的 浓 度 为 0.01g/ml。 （ 2） 使 用 原 理 不 同 斐 林 试 剂 是 新 配 制 的 溶 液 ， 它 在 加 热 条 件 下 与 醛 基 反 应 ， 被 还 原 成 砖 红 色 的 沉 淀 ，可 用 于 鉴 定 可 溶 性 还 原 糖 的 存 在 。 用 斐 林 试 剂 鉴 定 可 溶 性 还 原 糖 时 ， 溶 液 的 颜 色 变 化 过程 为 ： 浅 蓝 色 棕 色 砖 红 色 （ 沉 淀 ） 。 鉴 定 生 物 组 织 中 是 否 含 有 蛋 白 质 时 ， 常 用 双 缩 脲 法 ， 使

11、用 的 是 双 缩 脲 试 剂 ， 发 生 的是 双 缩 脲 反 应 。 双 缩 脲 反 应 实 质 是 在 碱 性 环 境 下 的 与 双 缩 脲 试 剂 发 生 的 紫 色 反 应 。 而 蛋白 质 分 子 中 含 有 很 多 与 双 缩 脲 （ ） 结 构 相 似 的 肽 键 ， 所 以 蛋 白 质 都 能 与 双 缩 脲 试 剂 发 生颜 色 反 应 ， 可 以 用 双 缩 脲 试 剂 鉴 定 蛋 白 质 的 存 在 。 （ 3） 使 用 方 法 不 同 斐 林 试 剂 使 用 时 ， 先 反 溶 液 和 溶 液 混 合 （ 将 滴 溶 液 滴 入 溶 液 中 ） ， 而 后 立 即

12、使 用 ：双 缩 脲 试 剂 使 用 时 ， 先 加 入 溶 液 （ 2mL） ， 振 荡 摇 匀 ， 造 成 碱 性 的 反 应 环 境 ， 然 后 再 加入 34 滴 溶 液 ， 振 荡 摇 匀 后 观 察 现 象 。 2. 斐 林 试 剂 和 班 氏 试 剂 关 于 斐 林 试 剂 和 班 氏 试 剂 ， 可 用 下 面 的 例 题 引 出 其 异 同 点 ： 例 ： 你 可 用 什 么 方 法 ，检 验 人 的 尿 液 中 是 否 含 有 糖 ？ 答 案 ： 方 法 一 ： 在 试 管 中 加 入 人 的 尿 液 0.1mL， 加 入 班 氏 糖 定 性 试 剂 1mL， 混 合 均

13、匀 后 ，将 试 管 放 入 盛 有 开 水 的 烧 杯 中 ， 加 热 煮 沸 1min2min， 若 试 管 中 溶 液 在 加 热 后 产 生 了 砖红 色 沉 淀 ， 说 明 尿 液 中 含 有 糖 。 方 法 二 ： 取 少 许 尿 液 加 水 稀 释 后 ， 加 入 刚 配 制 好 的 斐 林 试 剂 ， 沸 水 浴 加 热 后 ， 若 出现 砖 红 色 沉 淀 ， 则 说 明 尿 液 中 含 有 糖 。 方 法 三 ： 取 少 许 尿 液 加 水 稀 释 后 ， 加 入 少 许 Cu(OH)2 悬 浊 液 （ 新 制 ） 加 热 ， 若 出 现砖 红 色 沉 淀 ， 则 说 明

14、尿 液 中 含 有 糖 。 因 斐 林 试 剂 实 质 上 是 新 配 制 的 Cu(OH)2 悬 浊 液 ， 所 以 方 法 二 与 方 法 三 的 实 质 是 相 同的 ， 只 是 说 法 不 同 而 已 。 由 以 上 例 题 可 以 看 出 ， 斐 林 试 剂 和 班 氏 试 剂 都 能 用 于 鉴 定 可 溶 性 还 原 糖 （ 上 题 中 检验 的 是 葡 萄 糖 ） 的 存 在 ， 二 者 有 相 同 点 ， 也 有 不 同 点 。 二 者 的 不 同 点 ， 可 以 归 纳 为 以 下 几 点 ： （ 1） 班 氏 试 剂 常 用 于 尿 糖 的 鉴 定 ， 其 配 方 与 斐

15、 林 试 剂 不 一 样 ， 其 配 方 为 ： 400mL 水 中 加 85g 柠 檬 钠 和 50g 无 水 碳 酸 钠 ； 50mL 加 热 的 水 中 加 入 8.5g 无 水 硫 酸 铜 。 制 成 溶 液 ； 把 溶 液 倒 入 柠 檬 酸 钠 溶 液 中 ， 边 加 边 搅 ， 如 产 生 沉 淀 可 滤 去 。 （ 2） 其 反 应 原 理 与 斐 林 试 剂 略 有 差 别 。 利 用 斐 林 试 剂 鉴 定 时 ， 斐 林 试 剂 甲 和 斐 林 试剂 乙 直 接 反 应 生 成 和 可 溶 性 还 原 糖 反 应 产 生 砖 红 色 沉 淀 。 而 班 氏 试 剂 中 的

16、 产 生 却 是 这 样的 ： 柠 檬 酸 钠 和 碳 酸 钠 均 为 强 碱 弱 酸 盐 ， 在 水 中 它 们 均 可 水 解 产 生 ， 与 柠 檬 酸 钠 溶 液 和溶 液 混 合 时 ， 结 合 ， 生 成 与 葡 萄 糖 中 的 醛 基 反 应 生 成 砖 红 色 沉 淀 。 （ 3） 两 种 试 剂 的 保 存 方 式 不 同 。 斐 林 试 剂 甲 和 斐 林 试 剂 乙 可 强 烈 产 生 ， 很 容 易 沉 淀析 出 ， 因 此 斐 林 试 剂 一 般 为 现 用 现 配 ； 而 班 氏 试 剂 的 配 方 中 ， 柠 檬 酸 钠 为 一 对 缓 冲 物质 ， 产 生 的

17、数 量 有 限 ， 与 溶 液 混 合 后 产 生 的 浓 度 相 对 较 低 ， 不 易 析 出 ， 因 此 该 试 剂 可 长期 保 存 。 当 然 ， 无 论 用 班 氏 试 剂 还 是 斐 林 试 剂 ， 归 根 结 底 都 是 与 醛 基 在 沸 水 浴 加 热 条 件 下 反应 而 生 成 砖 红 色 的 沉 淀 ， 两 者 反 应 现 象 一 样 ， 这 就 是 二 者 的 相 同 之 处 。 备 注如 果 溶 液 中 还 原 糖 含 量 较 低 ， 产 生 的 氧 化 亚 铜 便 会 较 少 ， 试 验 后 只 会 有 绿 色 、 混 浊的 黄 色 或 橙 色 等 。 在 酸

18、性 环 境 中 ， Cu2 会 变 得 较 为 稳 定 ， 不 容 易 发 生 反 应 ， 所 以 不 能 进 行 试 验 。 醇 和 醛 在 这 测 试 亦 会 产 生 砖 红 色 沉 淀 物 ， 因 为 两 者 都 具 有 在 这 试 验 中 产 生 作 用 的 官能 团 。斐林试剂、双缩脲试剂和班氏试剂比较斐林试剂和双缩脲试剂的成分相同，但二者的使用方法及原理不尽相同。斐林试剂和班氏试剂都是检验还原性糖的试剂，二者的使用方法及原理、成分也有区别，下面就从这几种试剂的使用原理、成分及使用方法等方面做一简单总结。1. 斐林试剂和双缩脲试剂斐林试剂和双缩脲试剂都由 溶液和 溶液组成，但二者有如

19、下三点不同：（1）溶液浓度不同斐林试剂中 溶液称为斐林试剂甲，其浓度为 溶液称为斐林试剂乙，其浓度为 ；双缩脲试剂中 溶液（双缩脲试剂 A）的浓度为 ，溶液（双缩脲试剂 B）的浓度为 。（2）使用原理不同斐林试剂是新配制的 溶液，它在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的沉淀，可用于鉴定可溶性还原糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色棕色砖红色（沉淀）。鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用双缩脲法，使用的是双缩脲试剂，发生的是双缩脲反应。双缩脲反应实质是在碱性环境下的 与双缩脲试剂发生的紫色反应。而蛋白质分子中含有很多与双缩脲（ ）结构相似的肽键，所以蛋白质都能与

20、双缩脲试剂发生颜色反应，可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。（3）使用方法不同斐林试剂使用时，先反 溶液和 溶液混合（将 滴 溶液滴入溶液中），而后立即使用：双缩脲试剂使用时，先加入 溶液（2mL），振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入 34 滴 溶液，振荡摇匀后观察现象。2. 斐林试剂和班氏试剂关于斐林试剂和班氏试剂，可用下面的例题引出其异同点：例：你可用什么方法，检验人的尿液中是否含有糖？答案：方法一：在试管中加入人的尿液 0.1mL，加入班氏糖定性试剂 1mL，混合均匀后，将试管放入盛有开水的烧杯中，加热煮沸 1min2min，若试管中溶液在加热后产生了砖红色沉淀，说明尿液中含有糖。方

21、法二：取少许尿液加水稀释后，加入刚配制好的斐林试剂，沸水浴加热后，若出现砖红色沉淀，则说明尿液中含有糖。方法三：取少许尿液加水稀释后，加入少许 悬浊液（新制）加热，若出现砖红色沉淀，则说明尿液中含有糖。因斐林试剂实质上是新配制的 溶液，所以方法二与方法三的实质是相同的，只是说法不同而已。由以上例题可以看出，斐林试剂和班氏试剂都能用于鉴定可溶性还原糖（上题中检验的是葡萄糖）的存在，二者有相同点，也有不同点。二者的不同点，可以归纳为以下几点：（1）班氏试剂常用于尿糖的鉴定，其配方与斐林试剂不一样，其配方为：400mL 水中加 85g 柠檬钠和 50g 无水碳酸钠；50mL 加热的水中加入 8.5g

22、 无水硫酸铜。制成 溶液；把 溶液倒入柠檬酸钠 溶液中，边加边搅，如产生沉淀可滤去。（2）其反应原理与斐林试剂略有差别。利用斐林试剂鉴定时，斐林试剂甲和斐林试剂乙直接反应生成 和可溶性还原糖反应产生砖红色沉淀。而班氏试剂中的产生却是这样的：柠檬酸钠和碳酸钠均为强碱弱酸盐，在水中它们均可水解产生，与柠檬酸钠 溶液和 溶液混合时， 结合，生成与葡萄糖中的醛基反应生成砖红色沉淀。（3）两种试剂的保存方式不同。斐林试剂甲和斐林试剂乙可强烈产生 ，很容易沉淀析出，因此斐林试剂一般为现用现配；而班氏试剂的配方中，柠檬酸钠为一对缓冲物质，产生的 数量有限，与 溶液混合后产生的浓度相对较低，不易析出，因此该试剂可长期保存。当然，无论用班氏试剂还是斐林试剂，归根结底都是 与醛基在沸水浴加热条件下反应而生成砖红色的 沉淀，两者反应现象一样，这就是二者的相同之处。