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1 1. Introdução O grupo de compostos conhecido como carboidratos recebe este nome geral devido à observação de sua freqüente fórmula CX(H2O)Y, isto é, eles parecem ser “hidratos de carbono”. Carboidratos simples são também conhecidos como “açúcares” ou sacarídeos e a terminação do nome da maioria dos açúcares é –ose. Carboidratos (ou glicídios) são definidos normalmente como polihidroxialdeídos e polihidroxicetonas ou substâncias que podem ser hidrolisadas para produzir polihidroxialdeídos ou polihidroxicetonas. Os carboidratos mais simples, que não podem ser hidrolisados em carboidratos menores, são chamados monossacarídeos. Carboidratos que quando hidrolisados produzem somente duas moléculas de monossacarídeos são chamados dissacarídeos; aqueles que produzem três são chamados trissacarídeos e assim por diante. Carboidratos que quando submetidos à hidrólise produzem 2 a 10 moléculas de monossacarídeos são normalmente chamadas de polissacarídeos. Carboidratos que produzem um grande número de monossacarídeos (>10) são denominados polissacarídeos. Os monossacarídeos contendo um grupo aldeído são chamados aldoses; aqueles que contêm grupamentos cetônicos são chamados cetoses. Em soluções aquosas, os monossacarídeos com 5 ou mais átomos de carbono ocorrem, predominantemente, como estruturas cíclicas (anel) nas quais o grupo carbonila forma uma ligação covalente com o oxigênio de um grupo hidroxila ao longo da cadeia, formando derivados chamados hemicetais ou hemiacetais. 2 Estas formas apresentam um carbono assimétrico adicional e assim podem existir duas formas estereoisoméricas. Por exemplo, a D – glicose existe, em solução, como um hemiacetal intramolecular no qual a hidroxila livre em C-5 reagiu com o aldeído de C-1, formando um centro assimétrico e produzindo 2 estereoisômeros chamados α e β. As nomenclaturas sistemáticas dos dois anéis são α-D-glicopiranose e β-D- glicopiranose. Os açúcares podem ainda ser classificados como açúcares redutores e não-redutores. Os açúcares redutores contêm grupamentos hemiacetais ou hemicetais. Carboidratos que contêm somente grupos cetais ou acetais são chamados açucares não-redutores. 3 2. Objetivos A realização desta prática teve como objetivo realizar análise qualitativa carboidratos referente à presença destes glicídios em solução (reação de Molisch), à presença de açúcares redutores (reação de Fehling), à presença de monossacarídeos (reação de Barfoed), à presença de cetoses (reação de Seliwanoff) e à presença de pentoses. 3. Parte Experimental Reação de Molisch: esta reação é utilizada para a pesquisa de carboidratos, em geral. O reagente de Molisch (solução etanólica de α- naftol 5g/100 ml) sob a ação de ácido sulfúrico concentrado leva a formação de compostos furfúricos a partir dos carboidratos. Os compostos furfúricos reagem com o naftol formando um produto condensado colorido. Foram pipetados 2 ml de cada solução de carboidratos (glicose, arabinose, sacarose e frutose) em seu respectivo tubo de ensaio. Em seguida, foram adicionadas 3 gotas de reagente de Molisch em cada solução, sob leve agitação. Posteriormente, foram adicionados 2 ml de ácido sulfúrico concentrado a cada solução, de forma que o ácido escorresse pela parede do tubo. O mesmo procedimento foi repetido com solução de água destilada ao invés da solução de carboidratos (controle). 4 Reação de Fehling: esta reação é utilizada para a pesquisa de açúcares redutores. O reagente de Fehling é fortemente alcalino contendo íons cúpricos que formam um complexo íon cúprico-tártaro de sódio e potássio. Nestas condições, o cobre é reduzido por ação de açúcares redutores, formando-se o óxido cuproso (precipitado avermelhado). O reagente de Fehling é composto de duas soluções: Solução A (35 g de sulfato de cobre cristalizado, 5 g de ácido sulfúrico (d=1,84) em 1000 ml de água destilada); Solução B (150 g de tartarato duplo se sódio e potássio, 300 ml de hidróxido de sódio a 40% em 1000 ml de água destilada). Foram pipetados 1 ml das soluções A e B do reagente de Fehling em cada um dos cinco tubos de ensaio. Em seguida, foi adicionado 1 ml de cada solução de carboidratos em seu respectivo tubo de ensaio. As soluções foram agitadas e aquecidas até a fervura em uma manta de aquecimento. O mesmo procedimento foi repetido com uma solução de água destilada ao invés da solução de carboidratos (controle). Reação de Barfoed: esta reação é utilizada para a pesquisa de monossacarídeos. A reação também se baseia na redução do cobre, porém é efetuada em meio ácido, ao contrário da reação de Fehling. Nestas condições o cobre é reduzido a quente pelos monossacarídeos, com formação de óxido cuproso (precipitado avermelhado). Os dissacarídeos redutores também dão positivo para esta reação após um tempo de aquecimento bem mais prolongado. O reativo de Barfoed é composto por 13,3 g de acetato de cobre cristalizado e 1,8 ml de ácido acético glacial para 200 ml de água destilada. Foram pipetados 2 ml de cada solução de carboidratos em seu respectivo tubo de ensaio. Em seguida, adicionou-se 2 ml do reativo de Barfoed em cada um dos tubos de ensaio. As soluções foram fervidas diretamente na chama durante 1 minuto. O mesmo procedimento foi repetido com uma solução de água destilada no lugar da solução de carboidratos. Reação de Seliwanoff: esta reação é utilizada para pesquisa de cetoses. A reação baseia-se na formação de furfural e hidroximetilfurfural por ação do ácido clorídrico sobre as cetoses e na formação de um complexo colorido pela reação dos compostos furfúricos com o Resorcimol. Foram pipetados 1 ml das soluções de carboidratos em seus respectivos tubos de ensaio. Adicionou-se, então, 3 ml de solução da solução de ácido clorídrico (70 ml de ácido clorídrico concentrado em 100 ml de água destilada) e 1 ml do reativo de Seliwanoff (0,5 g de Resorcimol em 100 ml de álcool etílico). As soluções foram aquecidas 5 diretamente na chama durante alguns minutos. O aquecimento em banho-maria a 80° C, durante 10 minutos, aumenta a especificidade da reação. O mesmo procedimento foi repetido utilizando-se uma solução de água destilada no lugar da solução de carboidratos. Reação de Bial: esta reação é utilizada para a pesquisa de pentoses. A reação também se baseia na formação de furfural, mas, neste caso, a formação do produto colorido (coloração esverdeada) é feita pela condensação do furfural com o orcinol. Foram pipetados 1 ml das soluções de carboidratos nos seus respectivos tubos de ensaio. Adicionou-se 2 ml do reativo de Bial (1,5 ml de orcinol, 500 ml de ácido clorídrico concentrado e 20 a 30 gotas de cloreto férrico a 10%) e as soluções foram mantidas submetidas a leve agitação. Em seguida, as soluções foram aquecidas em banho-maria fervente durante 15 minutos. O mesmo procedimento foi executado com uma solução de água destilada no lugar da solução de carboidratos. 4. Resultados e Discussão Na reação de Molisch, os monossacarídeos presentes em solução são submetidos à ação de um forte agente desidratante (ácido sulfúrico concentado) originando hidroximetilfurfurais e furfurais a partir de hexoses e pentoses, respectivamente. O ácido sulfúrico também rompe facilmente as ligações glicosídicas de oligo e polissacarídeos, resulatando em pentoses e hexoses. Os compostos furfúricos resultantes reagem com o naftol presente no reativo de Molisch formando um produto de condensação colorido.A presença do anel violeta característico da condensação dos compostos furfúricos com o naftol foi observado em todos os tubos de ensaio que continham solução de carboidratos. A solução preparada com água destilada no lugar da solução de carboidratos não apresentou tal coloração. 6 Na reação de Fehling, o cobre presente em solução é reduzido pela ação de açúcares redutores. A extremidade redutora do açúcar reduz o ión cúprico-tártaro de sódio potássio a tartarato de sódio e potássio e óxido cuproso. Este composto se precipita em solução dando origem a coloração avermelhada característica. Os tubos de ensaio que continham soluções de acúcares redutores (glicose, arabinose e frutose) apresentaram a coloração avermelhada característica da presença de óxido cuproso. As soluções de água destilada e de sacarose não apresentaram tal aspecto. 7 Na reação de Barfoed, o cobre também sofre redução, entretanto, tal redução é efetuada em meio ácido. O cobre, então, é reduzido a quente pelos monossacarídeos com formação de óxido cuproso. As soluções de monossacarídeos (glicose, frutose e arabinose) apresentam presença do precipitado avermelhado característico. As soluções de água destilada e sacarose não apresentaram tal aspecto. 8 Na reação de Seliwanoff, a presença de ácido clorídrico em solução quebra as ligações glicosídicas, transformando os poli e oligossacarídeos em monossacarídeos. As cetoses originadas, então, sofrem forte desidratação pelo ácido clorídrico originando compostos similares ao furfural. Estes compostos furfúricos formam um complexo colorido pela reação de complexação com o Resorcimol presente em solução. Os tubos de ensaio que apresentavam cetoses em solução (sacarose e frutose) apresentaram coloração avermelhada, característica da complexação dos compostos furfúricos com o resorcimol. As soluções de água destilada, arabinose e glicose permanecerão inalteradas. 9 Na reação de Bial, o ácido clorídrico concentrado presente realiza uma forte desidratação nos glicídios. As pentoses são convertidas em furfural. Estes compostos complexam-se com o orcinol e os íons férricos, resultando em uma solução colorida. Os tubos de ensaio que continham soluções de pentoses (arabinose, frutose e sacarose) apresentaram coloração esverdeada característica. As soluções de água destilada e glicose não apresentaram tal padrão. 10 5. Conclusão A partir dos resultados observados, conclui-se que através de alguns testes de natureza química é possível realizar um screening baseado nas propriedades dos carboidratos, tornando possível uma identificação total ou parcial destes compostos. 6. Referências Bibliográficas a) SOLOMONS, T.W.G. Fundamentals of Organic Chemistry. 4ª edição. b) NELSON, D.L.; COX, M.M. Lehninger Princípios de Bioquímica. 3ª edição. São Paulo, 2002. c) http://www.ebah.com.br/relatorio-de-glicidios-doc-a50049.html Acessado em 15 de Novembro de 2010, às 20:11. d) http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_ch/molisc h.htm Acessado em 15 de Novembro de 2010, às 21:37. e) http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100- 40422010000400008&script=sci_arttext Acessado em 17 de Novembro de 2010, às 19:17. f) http://www.scribd.com/doc/21940687/Analise-Quimica-de- Acucares Acessado em 17 de Novembro de 2010, às 21:39. g) http://reference.findtarget.com/search/Seliwanoff%27s%20test/ Acessado em 17 de Novembro, às 22:31. h) http://www.harpercollege.edu/tm- ps/chm/100/dgodambe/thedisk/carbo/bial/bials.htm Acessado em 28 de Novembro, às 18:39.
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