Щавелевую кислоту и ее соли определяют с помощью хлорида кальция, образуется белый осадок оксалат кальция.

Н₂С₂О₄ + СаС1₂ ----> СаС₂О₄ ↓ + 2НС1

щавелевая оксалат

кислота кальция

Данную реакцию используют в аналитической химии и в фармацевтическом анализе для определения ионов Са⁺².

В количественном анализе используют восстановительные свойства щавелевой кислоты:

Т*

5Н₂С₂О₄+ 2КмпО₄ +3Н₂SО₄ ------>10СО₂ ↑+2МпSO₄+K₂SO₄ +8 Н₂О

С₂О₄^-2 – 2е ---> 2СО₂ 5 восстановитель

Мп⁺⁷ +5е ---> Мп⁺² 2 окислитель

Муравьиная кислота впервые выделена из рыжих лесных муравьев (брюшных желез) английским натуралистом Джоном Рэйему в 17 веке. Кроме этих насекомых, от которых она и получила свое название, муравьиная кислота в природе находится в некоторых растениях (крапива, хвоя), фруктах, а также в едких выделениях пчел.Муравьиный спирт – спиртовой раствор муравьиной кислоты, которая в медицине применяется в качестве бактерицидного, противовоспалительного средства. Уксусная кислота является консервантом, производным для получения лекарственных препаратов (ацетилсалициловая кислота, ретинола ацетат и др.) В природе уксусная кислота распространена в свободном виде или в виде солей и сложных эфиров в растениях (в зеленых листьях), в выделениях животных (моче, желчи), образуется при гниении и брожении (в кислом молоке, сыре, вине). Брожение происходит под влиянием специфических бактерий "уксусного грибка". Бензойная кислота применяется как противогрибковое и противомикробное средство. Бензойная кислота содержится в ягодах клюквы, брусники и т.д. Щавелевая кислота и ее соль являются исходным веществом в методе перманганатометрии, и реагентом для обнаружения катиона кальция. В чистом виде щавелевая кислота содержится в грибах тутовиках. В природе встречаются лишь соли щавелевой кислоты. Соли щавелевой кислоты содержатся в кислых овощах и ягодах: щавель, ревень, смородина и т.д.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

ГИДРОКСИКИСЛОТЫ

Качественную реакцию на винную(виннокаменную) кислоту проводят при строгом соблюдении нейтральной среды с КС1 (для инактивации, выделившейся в результате реакции НС1, добавляют СН₃-СООNa), с добавлением С₂Н₅ОН.

СН₃- СООNa, С₂Н₅ОН

Н₂С₂Н₄О₆ + КС1 ----------------------------> КНС₂Н₄О₆↓ + НС1

винная гидротартрат

кислота калия

НС1 + СН₃- СООNa -------> CH₃-COOH + NaC1

Растворимость КНС₂Н₄О₆ - белого кристаллического осадка возрастает с повышением температуры, поэтому реакцию надо вести при охлаждении. Кроме того, этот осадок образует пересыщенный раствор; для ускорения образования кристаллов требуется механическое воздействие (трение, взбалтывание). Данную реакцию используют в аналитической химии и в фармацевтическом анализе для определения ионов К⁺.

Винная кислота в своем составе имеет диольный фрагмент –

СН (ОН)-СН(ОН)-, наличие гидроксильных групп в винной кислоте доказывают со свежеприготовленным Си(ОН)_2.

НООС – СН – СН – СООН НООС – СН – СН - СООН

| | + Си(ОН)₂ -------> | | +2Н₂О

ОН ОН О О

\ /

Си

комплексное соединение винной кислоты

и меди (+2), раствор синего цвета

Лимонную кислоту и ее соли определяют при нагревании с солями Са⁺², в результате реакции образуется белый осадок цитрат кальция.

Качественная реакция на глюконовую кислоту и ее соли проводится с раствором железа хлорида (+3), образуется глюконат железа (+3) – раствор желто – зеленого цвета.

Цитрат натрия применяется для консервации донорской крови. Противосвертывающее действие основано на том, что цитрат натрия связывает участвующие в процессе свертывания ионы кальция в нерастворимый цитрат кальция. Глюконат кальция восполняет дефицит кальция – вещества, необходимого для формирования костной ткани, сокращения гладких, скелетных мышц, передачи нервных импульсов, деятельности миокарда, свертывания крови. Применение глюконата кальция оказывает меньшее раздражающее действие, чем кальция хлорид. Гидроксикислоты широко распространены в природе. Молочная кислота – конечный продукт анаэробного распада глюкозы в мышцах человека, образуется при молочнокислом брожении глюкозы. Яблочная кислота содержится в ягодах и фруктах, особенно много в ягодах барбариса и рябины. Винная кислота применяется в медицине как легкое слабительное в виде «шипучих порошков», в качестве вкусового средства (лимонады), а также как противоядие при отравлении щелочами. Главный источник винной кислоты – зрелые плоды винограда. Вещество выделяется при брожении ягодного напитка, образуя труднорастворимые калиевые соли, называемые винным камнем. Лимоннаякислота-исходная кислота цикла трикарбоновых кислот в митохондриях живых клеток; кроме этого используется для консервирования крови. В наибольшей концентрации лимонная кислота содержится в ряде растений: в ягодах, плодах цитрусовых, хвое, стеблях и листьях махорки в виде соединения с никотином, особенно много её в китайском лимоннике и в большей концентрации чем в зрелых — в недозрелых лимонах.

ФЕНОЛОКИСЛОТЫ

Фенолокислоты в своем составе имеют фенольную гидроксильную группу, поэтому качественную реакцию на салициловую кислоту и другие фенолокислоты, проводят с раствором хлорида железа (III), появляется комплекс фиолетового цвета.

+ FeC1₃ -----> комплекс фиолетового цвета

Салициловая кислота – это ароматическое соединение, можно предложить реакцию с бромной водой, в результате чего выпадает белый осадок 2,4,6 –трибромфенол.

Салициловая кислота - содержится в коре ивы, плодах и листьях малины и других растениях. В аптеке продается салициловый спирт 1%, 2% – это спиртовой раствор салициловой кислоты, применяется как антисептическое средство наружно. Ацетилсалициловая кислота («Аспирин», «Кардиомагнил», «Аспирин – Кардио» и другие) – известное жаропонижающее, болеутоляющее средство, применяется в профилактике тромбоэмболии после операций и в профилактике тромбоза глубоких вен. Метилсалицилат - основной компонент винтегреневого масла (эфирного масла гаультерии лежачей), а также эфирного масла берёзы вишнёвой. Применяют наружно в качестве обезболивающего и противовоспалительного средства.

АМИНОКИСЛОТЫ

Общей качественной реакцией для обнаружения α - аминокислот служит реакция с нингидрином (реакция Руэманна). Конечным продуктом сложных превращений является вещество сине-фиолетового цвета. Реакция основана на окислительном дезаминированиии одновременном декарбоксилировании a - аминокислот. Эта очень чувствительная реакция используется для обнаружения a - аминокислот на хроматограммах и в спектрофотометрическом анализе при количественном определении a - аминокислот.

= О

|| О

|| О

= О

Т*

– ОН ОН

R – CH – COOH + 2

|| О

|

NH₂

Аминокислота Нингидрин

	OH |

= N –

+ R – C = O + CO₂ + 3 H₂O

|

H

Дикетогидриндилиден-

Дикетогидриндамин

(сине-фиолетовый)

a – Аминокислоты способны образовывать комплексные соединения за счет – СООН и –NН_2. Это свойство используют для качественного анализа глютаминовой кислоты.

2НООС – СН₂ – СН₂ – СН – СООН

| + CuSO₄ +2NaOH --------------->

NH₂

О

//

НООС – СН₂ – СН₂ – СН – С

| \

NH₂ O

/

Na₂SO₄ + Си +Н₂О

\

NH₂ O

| /

НООС – СН₂ – СН₂ – СН – С

\\

О

Пептиды и белки представляют собой высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков a- аминокислот, соединенных между собой пептидными связями.

Качественные реакции на белки:

- биуретовая реакция (реакция Пиотровского) – качественная на все без исключения белки, а также продукты их неполного гидролиза, которые содержат не менее двух пептидных связей. Биуретовая реакция обусловлена присутствием в белках пептидных связей (- СО – NH -), которые в щелочной среде образуют с сульфатом меди (ІІ) окрашенные в красно-фиолетовый цвет солеобразные комплексы меди (+2). Биуретовую реакцию дают также некоторые небелковые вещества, например биурет (NH₂-CO-NH-CO-NH₂ и другие).

- цистеиновая реакция (реакция на «слабосвязанную серу», реакция Фоля). Это реакция на цистеин и цистин. При щелочном гидролизе «слабосвязанная сера» в цистеине и цистине достаточно легко отщепляется, в результате чего образуется сероводород, который, реагируя со щелочью, дает сульфиды натрия или калия. При добавлении ацетата свинца (II) образуется осадок сульфида свинца (II) серо-черного цвета.

- ксантопротеиновая реакция белков. Эта реакция используется для обнаружения a-аминокислот, содержащих ароматические радикалы. Тирозин,триптофан, фенилаланин при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуют нитропроизводные, имеющие желтую окраску. В щелочной среде нитропроизводные этих a-аминокислот дают соли, окрашенные в оранжевый цвет. Желатин, например, не содержащий ароматических аминокислот, не дает ксантопротеиновой пробы.

- реакция Адамкевича (на присутствие в белках триптофана). Белки, содержащие триптофан, в присутствии глиоксиловой и серной кислот дают красно-фиолетовое окрашивание. Реакция основана на способности триптофана взаимодействовать в кислой среде с альдегидами глиоксиловой кислоты (являющейся примесью к концентрированной уксусной кислоте) с образованием окрашенных продуктов конденсации. Реакция протекает по уравнению:

- реакция Шульце - Распайля обусловлена наличием в белке остатков триптофана. Они, взаимодействуя с оксиметилфурфуролом, дают продукты конденсации, окрашенные в вишнево-красный цвет. Оксиметилфурфурол образуется из фруктозы в присутствии концентрированной серной кислоты:

- реакция Сакагучи. Эта реакция на аминокислоту аргинин основана на взаимодействии аргинина с a-нафтолом в присутствии окислителя. Ее механизм еще полностью не выяснен. По-видимому, реакция осуществляется по следующему уравнению:

- реакция Миллонасостоит из нитратов ртути (I) и (II) в HNO₃ с примесью HNO₂. Реакция реактива Милона с белками обусловлена присутствием в них остатка тирозина.

Аминокислоты имеют огромное значение для живых организмов – из аминокислот построены белки, без которых невозможна жизнь Незаменимыми аминокислотами являются валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, лизин, гистидин, аргинин. Отдельные аминокислоты используются в качестве лекарственных средств:глицин - снижает раздражительность, улучшает сон, уменьшает депрессивные явления; глутаминовая кислота–используется в медицинской практике при лечении заболеваний ЦНС: психозов, реактивных состояний, депрессий, снятия нейротоксических явлений; метионин – для лечения и предупреждения заболеваний печени: жировой дегенераций печени, поражении печени гепатотоксическими ядами, дистрофии в результате белкового голодания; гистидин – используют в медицине для лечения гепатитов, язвенных процессов в желудке и двенадцатиперстной кишки; ГАМК– (γ –аминомасляная кислота)–при лечении психических заболеваний;анестезин,новокаин,лидокаин,тримекаин–местноанестезирующее средство в хирургической практике.

УГЛЕВОДЫ

Углеводы широко распространены в природе и играют очень большую роль жизнедеятельности человека. Из углеводов мы рассмотрим качественные реакции на глюкозу, фруктозу и крахмал.

Глюкоза по своему строению относится к альдегидоспиртам, что и используют при качественном анализе.

Благодаря наличию альдегидной группы в составе, проводят окислительные реакции, используя восстановительные свойства глюкозы. Для проведения реакций можно применить:

1) реактив Толленса

На стенках пробирки налет металлического серебра в виде зеркала.

C⁺¹ - 2e ----> C⁺³ 1 восстановитель

Ag⁺ + 1e ----> Ag 2 окислитель

2) Реактив Фелинга

выпадает кирпично – красный осадок.

С⁺¹ – 2е ----> С⁺³ 1 восстановитель

Си⁺² + 1е---> Си⁺¹ 2 окислитель

3) свежеприготовленный Си(ОН)₂

выпадает кирпично – красный осадок.

С⁺¹ – 2е ---> С⁺³ 1 восстановитель

Си⁺² +1е ---> Си⁺¹ 2 окислитель

В составе глюкозы наблюдается диольный фрагмент – СН (ОН) –СН(ОН)-, наличие гидроксильных групп доказывают при помощи Си(ОН)₂.

хелатный комплекс меди (+2) и глюкозы,

ярко-синего цвета

Фруктоза, подобно глюкозе, дает реакцию «серебряного зеркала» и восстанавливает Си(ОН)₂, хотя и не содержит альдегидной группы. Это объясняется тем, что под действием гидроксидов щелочных металлов фруктоза превращается в глюкозу и расщепляется на ряд легко окисляющихся веществ. Характерной реакцией фруктозы, отличающей ее от других моносахаридов, является реакция Селиванова: при нагревании раствора фруктозы с крепкой хлороводородной кислотой и резорцином быстро появляется интенсивное вишнево-красное окрашивание и при больших концентрациях фруктозы – красно-бурый осадок. Сущность этой реакции сводится к образованию из фруктозы оксиметилфурфурола. Фруктоза образует сложно построенный высокомолекулярный полисахарид инулин, содержащийся в некоторых растениях.

Крахмал определяют с помощью раствора иода, реакция очень чувствительная: даже при наличии малых концентраций крахмала образуется комплекс синего цвета.

Крахмал + I₂ -----> синее окрашивание.

В медицине чистую глюкозу применяют в виде растворов для введения в кровь при ряде заболеваний; глюкоза применяется при производстве различных таблеток и т.д. В медицине и фармации крахмал используют при приготовлении присыпок, паст (густых мазей), а также при производстве таблеток и т.д.

Углеводы имеют большое биологическое значение: в питании человека и животных на долю углеводов приходится 60 – 70% пищевого рациона, а у травоядных – 90%. В сутки человеку необходимо 450 – 600 г углеводов. В организме человека в печени и мышцах из глюкозы, поступившей из крови, синтезируется гликоген. Большую роль в пищеварении имеет клетчатка, хотя она не переваривается в ЖКТ, но способствует выделению ферментов переваривания и создает объем пищи. Углеводы в организме используется как энергетический материал (окисляясь, дают энергию в виде АТФ), так и как пластический материал (входя в состав нуклеиновых кислот, мукополисахаридов, сложных липидов мозга).