LES SUCRES I ) Compléments de Stéréochimie 1) Représentation de Fischer Pour les sucres et les acides aminés, on utilise une autre représentation des molécules dans l'espace : la représentation de Fischer. La molécule est représentée par une croix dont les branches horizontales représentent les liaisons dirigées vers l'avant et les branches verticales, les liaisons dirigées vers l'arrière. Dans la représentation de Fischer, on place en général la fonction la plus oxydée (aldéhyde ou acide carboxylique) en haut et la chaîne carbonée en bas. Exemple : Représentation du glycéraldéhyde (2, 3 dihydroxypropanal) C 2 O C 2 O CO Le carbone central est asymétrique Représentation de Fischer CO Représentation en perspective CO O C O C 2 O C 2 O 2) Série L, Série D Dans le cas de représentations de Fischer d'un couple d'énantiomères, on peut distinguer deux séries : la série L et la série D. Dans la série L (du latin laevus (gauche)), le groupement hydroxyde O est situé à gauche du carbone asymétrique. Dans la série D (du latin dexter (droite)), le groupement O est situé à droite du carbone asymétrique Isomères du glécéraldéhyde CO CO O O C 2 O D - glycéraldéhyde C 2 O L - glycéraldéhyde
II) Les Sucres 1) Généralités Les sucres ou glucides sont utilisés par les organismes vivants comme éléments structuraux, sources ou réserves d'énergie. Ce sont des composés organiques oxygénés qui contiennent des fonctions alcool, aldéhydes et cétones. Les sucres les plus simples sont les OSES ou monosacharides, ils ont une formule brute de la forme C n 2n O n (on les appelle parfois hydrates de carbone car la formule est du type C n ( 2 O) n ) Les OSES sont très solubles dans l'eau Exemples d'oses : glucose, fructose, galactose, ribose Les oses les plus courants dans la nature possèdent 6 atomes de Carbone, ils ont pour formule C 6 12 O 6 et sont nommés hexoses. Parmi ces exoses, nous étudierons le glucose et le fructose. Les autres glucides sont les OSIDES, ce sont les produits de condensation de plusieurs oses. Les disaccharides comme le saccharose, le lactose, le maltose résultent de la condensation de deux oses. Les polysaccharides comme la cellulose, l'amidon, le glycogène résultent de la condensation d'un grand nombre d'oses. 2) Le glucose Le glucose est présent dans les fruits mûrs, sa formule développée est : O 6 C 2 5 C 4 C 3 C 2 C 1 C O O O O O Le glucose comprend : - une fonction aldéhyde porté par le Carbone numéro 1 - une fonction alcool primaire portée par le Carbone n 6 - quatre fonctions alcool secondaire portées par les carbones numéros 2, 3, 4 et 5 Le glucose est un Ose qui comporte une fonction aldéhyde, on parle alors d'aldose. Le glucose possède 4 carbones asymétriques (carbones numéros 2, 3, 4 et 5) Le D glucose (le groupement O du carbone n 5 est situé à droite) a pour représentation de Fisher : CO O O O O C 2 O
3) Le fructose Le fructose est présent dans les fruits, le miel et certaines confiseries Sa formule développée est : O 6 C 2 5 C 4 C 3 C 2 C 1 C 2 O % O O O O Le fructose comprend : - une fonction cétone porté par le Carbone numéro 2 - deux fonctions alcool primaire portées par les Carbone n 1 et 6 - trois fonctions alcool secondaire portées par les carbones numéros 3, 4 et 5 Le fructose est un Ose qui comporte une fonction cétone, on parle alors de cétose. Le fructose possède 3 carbones asymétriques (carbones numéros 3, 4 et 5) Le D fructose (le groupement O du carbone n 5 est situé à droite) a pour représentation de Fisher : C 2 O O O O O C 2 O 4) Etude des OSES réducteurs Les OSES réducteurs sont ceux qui possèdent une fonction ALDEYDE (ce sont les aldoses) Exemple d'oses réducteurs : Glucose, xylose, ribose. Le glucose réagit à chaud et en milieu basique avec la liqueur de Fehling (ions Cu 2+ complexés par l'acide tartrique notés CuT 2 2 - selon la réaction d'oxydo réduction : 2 CuT 2 2 - + C 5 11 O 5 CO + 5 O - Cu 2 O + C 5 11 O 5 CO - 2 + 3 2 O Il apparaît lors de la réaction un précipité rouge brique d'oxyde de Cuivre Cu 2 O Remarque : le fructose qui n'est pas un aldose réagit avec la liqueur de Fehling car à chaud et en milieu basique il s'isomérise en glucose. 5) Le Saccharose Le saccharose C 12 22 O 11 est un disaccharide qui s'hydrolyse en milieu acide pour donner du glucose et du fructose selon la réaction : C 12 22 O 11 + 2 O + C 6 12 O 6 + C 6 12 O 6 glucose fructose
III) Dosage du glucose libre dans un jus de fruit 1) Principe et objectif Le glucose présente une fonction aldéhyde. Elle est oxydable par le diiode en milieu basique. On effectue un dosage red-ox en retour : - tout d abord le glucose est oxydé totalement par une quantité connue de diiode I 2 en excès, en milieu basique et à l obscurité ; - l excès de diiode est ensuite dosé par une solution de thiosulfate de concentration connue. L équivalence du dosage est repérée par la disparition de la coloration brune du diiode. On réalisera le dosage du glucose présent dans le jus de fruit. Celui-ci contient en principe du glucose et du saccharose; comme le montrera l analyse chromatographique. Le saccharose pourrait être dosé dans un second temps. 2) Protocole étape 1 étape 2 étape 3 étape 4 étape 5 étape 6 Au bout des 30 minutes : Dilution par 10 du jus de fruit (ampoule de jus de fruit de 10 ml dans fiole jaugée de 100 ml). [Prendre soin de bien récupérer tout le jus de fruit.] Erlenmeyer de 250mL : -10 ml de jus dilué -20 ml de solution de diiode (C 0 5.10-2 mol.l -1 ) -5 ml de soude à 2,5 mol.l -1 laisser à l obscurité pendant 30 minutes Pendant ce temps passer aux étapes suivantes. Etalonnage de la solution de diiode : erlenmeyer de 100 ml : 20 ml de sol. de diiode burette : solution de thiosulfate C 1 = 0,10 mol.l -1 Effectuer ce dosage ( volume V 1). Puis passer à la chromatographie Reprendre le mélange réactionnel du jus de fruit, acidifier par une addition de 4 ml d acide chlorhydrique à 5 mol.l -1 Doser l excès de diiode par le thiosulfate en présence d empois d amidon. ( volume V 2). IV) Chromatographie de quelques sucres connus 8 X 5 becher 250 ml éluant : - 6 ml d acétone - 2 ml d acide acétique - 2 ml d éthanol glucose saccharose maltose glucose saccharose lactose
Les taches des sucres sont incolores : il faudra utiliser un «révélateur» approprié : le réactif de Molisch. Procéder comme suit : Une fois que le chromatographie est réalisée marquer le front de l éluant ; puis sècher au sèche-cheveux. Avec gants et lunettes, pulvériser le réactif de Molisch [ ] sur toute la plaque (hotte aspirante). Sècher au sèche-cheveux et mettre à chauffer quelques minutes sur plaque chauffante. Déterminer les R f des sucres chromatographiés Chromatographie des sucres du jus de fruit En procédant comme ci-dessus réaliser la chromatographie du JUS DE FRUIT, comparée au glucose et au saccharose. Déduire les sucres présents.