神奇的糖化学——“魅力有机化学”科普拓展课程第四讲
10月22日,来自生命有机化学国家重点实验室的徐鹏博士和余军同学给上海市零陵中学的同学带来了“魅力有机化学”科普拓展课程第四讲——神奇的糖化学。
看到今天课程的主题——神奇的糖化学,同学们有些好奇,只是糖而已,天天吃的,有什么神奇的?但徐鹏博士接下来的讲解让他们了解到糖不仅仅是作为食品提供能量这么简单:生物体骨架结构的主要成分是糖,自然界中植物细胞壁的组成成分中有糖类,人体内有糖蛋白,连大闸蟹坚硬的外壳也是一种多糖物质;糖还可以入药,治疗各种疾病:例如糖类物质摄入过多可以使人发胖,然而某些糖类物质却是非常有效的减肥药物;阿卡波糖是现在最为畅销的治疗糖尿病的口服药。“这么多看似作用不同的物质,却都称为糖化合物?”,同学们都产生了疑问。接着,徐鹏博士给同学们介绍了糖的分类,根据糖链的长度可分为单糖、二糖、寡糖、多糖,并列举了它们在日常生活中的实际应用例子。
那么,不同种类的糖是否有简单的方法做初步鉴别呢?针对这个问题,徐鹏博士介绍了三种糖化合物的鉴别试验,立刻引起了同学们的兴趣。余军首先在2毫升糖溶液中加入试剂,再小心的加入1mL浓硫酸,震荡均匀后溶液很快分层并出现明显的蓝紫色,徐鹏博士告诉大家这就是鉴别溶液中是否含有糖类物质的莫利施氏试验(Molisch’s Test);
随后,同学们一起参与了区分醛糖与酮糖的谢里瓦诺夫试验(Seliwanoff’s Test),在两支试管中分别加入1 mL果糖溶液和1 mL葡萄糖溶液,再各加入3 mL 谢里瓦诺夫试剂;将试管置于沸水中,大家很快观察到果糖溶液颜色逐渐变成了浅红,慢慢又转为深红,而葡萄糖溶液中颜色变化则要延后很多。
最后,同学们还在徐鹏和于军的指导下尝试了淀粉碘实验,在两支试管中分别加入1 mL淀粉溶液和1 mL葡萄糖溶液,各加一滴碘试剂,很快淀粉溶液就变蓝了,而葡萄糖溶液无此变化。这一实验可用于鉴别样品中是否含有淀粉。
观察到明显的颜色变化实验现象,同学们非常兴奋,同时也有很多疑问。徐鹏博士随后给大家简单介绍了这些显色反应的原理:莫利施氏试验是由于糖在酸性条件下异构成呋喃醛,再与试剂中的1-萘酚反应生成呈现紫色的化合物;谢里瓦诺夫试验则是酸性条件下由糖转化的呋喃醛化合物与间苯二酚反应生成呈现红色的化合物,由于六元环的葡萄糖要比五元的果糖多一个反应步骤才能转化为呋喃醛,因此生成红色化合物的反应时间比较长,这样就能区别醛糖和酮糖;淀粉碘试验则是在水溶液的状态下,直链淀粉呈现与DNA双螺旋类似的螺旋状结构,而加入碘试剂后,单质碘进入螺旋体内部形成稳定的络合物,而这种络合物呈现蓝色。
原理大家有了初步了解,但是同学们还发现以上两组实验均为对照实验,为何大家观察到显色的时间,颜色的深浅都不一样?徐鹏博士也回答了大家的疑问,同时给在座的同学们布置了一道思考题,建议他们查阅书籍,获取答案。
在一片热烈的掌声中,此次“探索奇妙而有趣的糖化学世界”的科普拓展课程圆满结束。课后,不少同学们还兴致勃勃地领取预留的测试试剂,准备给其他同学作实验演示。此次科普课程,不仅让同学们在轻松有趣的氛围中认识糖化学、了解糖化学,而且深深激起了同学对科学实验热情和对科学知识的追求!
拓展课程现场
拓展课程现场
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