求有机大神,果糖溶液中含不含醛基? 发生银镜反应必须有醛基吗?

我从网上查了查,据说果糖在水溶液中会发生异构互变而有醛基。这么说,果糖能发生银镜反应吗?还有些说果糖会发生半缩酮反应,生成糖苷羟基,有没有大神能展开讲…
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创建于: 2021-02-17 14:51:02

编辑于: 2024-01-13 21:03:33

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最后编辑:2024-01-13  21:03:33

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创建于: 2021-02-19 02:38:58   修改于: 2021-02-21 14:12:08

如果只考虑高中知识,那答案是显而易见的:果糖是酮糖,不含醛基,所以不能发生银镜反应。(而且看题主动态也确实是高中生)

但题主提了这个问题,那说明题主是不想局限于高中知识的。这里稍微讲一点本科糖化学的入门。


在本科中,我们一般认为,除了醛糖之外,酮糖也可以发生银镜反应。因此醛糖酮糖都是还原糖。

原因其实是非常简单的:羰基的α-氢有弱酸性,在弱碱性条件下存在以下平衡:

顺带一提,葡萄糖(glucose)由此平衡转化为甘露糖(mannose)的过程,称之为差向异构化(epimerization),葡萄糖与甘露糖互为差向异构体(epimer,邢大本这里错打成了emimer)。

醛糖被Tollens试剂氧化,酮糖通过该平衡不断地生成醛糖。从表观上来看,酮糖就有了还原性。

邢大本提出了另一种解释:

必须明确一点:不管选择哪种解释,都不会影响酮糖是还原糖的化学事实。


那什么糖是非还原性糖呢?答案就是题主提到的糖苷(虽然TA打错了)。

背景知识:葡萄糖几乎都是以六元环形式存在的。醛基的羰基与羟基会发生脱水缩合反应,先生成半缩醛(注意区分脱水缩合与脱水缩聚):

α与β是异头碳的构型。注意看水溶液中链状糖连0.1%都不到

虽然六元环的糖没有醛基,没有还原性,但是上图的4个反应都是可逆反应,平衡中微量的链状葡萄糖是能发生银镜反应的。(如果学过选修4这里是很好理解的)

邢大本的这张图很好地解释了什么是糖苷:

半缩醛很活泼,如果有另一个位置合适的羟基(上图是甲醇),会进一步脱水缩合生成缩醛。这一步反应是不可逆的(图上单箭头),所以整个体系在表观上不再有还原性了。

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创建于: 2021-08-18 21:45:43   修改于: 2021-08-18 21:45:43

果糖分子中并无醛基存在,但仍能发生银镜反应。这主要是因为果糖在银氨溶液(碱性溶液)中经烯醇化作用变成醛糖,或者是发生裂解,产生含醛基的有机物。

4 人赞同了该回答
创建于: 2021-02-17 23:57:44   修改于: 2021-02-17 23:57:44

果糖分子不含醛基,果糖含羰基,不发生银镜反应。如果是高中的话,不需要了解那么多奇奇怪怪的知识,不要误导高考了。高中阶段银镜反应发生必须要求有醛基,这是醛基的鉴别反应。实际上是利用的醛基的还原性,还原银离子为银单质。

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果糖溶液本身不含醛基,因为它是一种酮糖,具有酮羰基结构。然而,在特定条件下,如在碱性溶液中,果糖能够通过烯醇化作用转化为含有醛基的异构体。这是因为果糖分子中的多个羟基影响其酮基,促使它能够进行结构变化,产生可以被氧化的醛基类似物。因此,尽管果糖直接结构中没有醛基,它在合适的条件下能够表现出还原性,从而能够进行银镜反应。

发生银镜反应并不严格要求分子中必须有醛基。在碱性环境下,酮糖如果糖可以通过上述机制生成临时的醛基功能团,或者通过裂解产生含醛基的有机物,这就使得它们也能被银氨溶液或新制的Cu(OH)2氧化,产生银镜。因此,从广义上讲,果糖和葡萄糖一样,都被视为还原糖,尽管它们的直接结构不同。这一现象解释了为何在高中化学与生物的教材中,可能会出现看似矛盾的描述。实际上,两者都是基于不同层面的化学反应和教学目的来定义和讨论果糖的还原性的。

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