Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Легко- і трудногідролізуемие полісахариди - Хімія

Реферат

Легко- і трудногідролізуемие полісахариди

Тамбов, 2009

Зміст

Введення

1. Методи визначення редукуючих речовин в гидролизатах

2. Визначення легкогідролізуемого полісахаридів

3. Визначення трудногідролізуемих полісахаридів

4. Визначення масової частки PB в гидролизатах за методом Макена і Шоорля

5. Визначення масової частки PB в гидролизатах ебуліостатіческім методом

6. Аналіз гідролізатів методом газорідинної хроматографії

Введення

Визначення легко - і трудногідролізуемих полісахаридів в деревині засноване на реакціях їх гідролізу з подальшим перебуванням загальної кількості утворилися моносахаридів по редуцирующей здібності. Для визначення вмісту окремих моносахаридів в гидролизатах - гексоз і пентоз - використовують хроматографічний аналіз.

Легко- і трудногідролізуемие полісахариди поділяють, використовуючи різні умови гідролізу. Для гідролізу легкогідролізуемого полісахаридів застосовують обробку деревини розведеними мінеральними кислотами, а для гідролізу трудногідролізуемих полісахаридів - обробку концентрованою кислотою при температурі 20 ... 25 ° С. Для повного гідролізу полісахаридів деревини замість сірчаної кислоти можна використовувати трифтороцтову кислоту.

Гідроліз полісахаридів розведеною кислотою йде в гетерогенному середовищі, а гідроліз концентрованою кислотою - в гомогенної. У концентрованій кислоті полісахариди спочатку набухають і розчиняються, а потім вже відбувається їх гідролітична деструкція. Однак у зв'язку з нестачею води в реакційній суміші продуктами гідролізу в концентрованій кислоті не є моносахариди, а олігосахариди.

Вони утворюються, по-перше, при частковому гідролізі полісахаридів, а по-друге, в результаті реверсії моносахаридів - реакції зворотної гідролізу. Для доведення гідролізу до кінцевої стадії - отримання моносахаридів - проводять додатковий гідроліз - інверсію. Розчин олигосахаридов в концентрованій кислоті розбавляють і кип'ятять протягом 3 ... 5 ч.

При аналізі маловивченого сировини рекомендується проводити попередні досліди для встановлення необхідної тривалості стадії додаткового гідролізу до досягнення максимального виходу моносахаридів.

При занадто тривалої стадії додаткового гідролізу починається розпад моносахаридів, а також відбувається реакція реверсії.

1. Методи визначення редукуючих речовин в гидролизатах

Для визначення загальної кількості легко - або трудногідролізуемих полісахаридів знаходять концентрацію редукуючих речовин в гидролизатах. Визначення легко - і трудногідролізуемих полісахаридів по концентрації редукуючих речовин не є цілком точним. У гидролизатах редукуючими речовинами будуть не тільки моносахариди, але також і продукти їх розпаду в кислому середовищі. У гидролизатах трудногідролізуемих полісахаридів PB складаються головним чином з глюкози і невеликих кількостей манози, ксилози, фруктози. У гидролизатах легкогідролізуемого полісахаридів складу PB більш різноманітний: глюкоза, маноза, галактоза, ксилоза, арабиноза, Рамноза, глюкуроновая і галактуронова кислоти, продукти розпаду моносахаридів. Всі речовини мають різну редукує здатність. Врахувати ці відмінності при розрахунку результатів аналізу практично неможливо. Тому прийнято концентрацію PB в гидролизатах визначати найчастіше в перерахунку на глюкозу. Для визначення загального виходу PB користуються методом Бертрана або ебуліостатіческім методом, заснованими на реакції окислення Сахаров мідно-лужним розчином, в результаті якої Двовалентне мідь Cu2 + переходить в одновалентної Cu + і випадає в осад у вигляді оксиду міді Cu2O. В якості мідно-лужного розчину використовують реактив Фелінга, який отримують безпосередньо при проведенні аналізу змішуванням розчинів сульфату міді та лужного розчину сегнетової солі, в результаті чого виходить розчинний комплекс, що містить Cu2 +,

Спрощено окислення альдоз реактивом Фелінга можна схемою

Насправді ж окислення редукуючих Сахаров мідно-лужним розчином представляє не одну певну реакцію, а безліч реакцій, що відбуваються одночасно. При цьому носіями редукуючих властивостей є не тільки самі цукру, але і продукти їх подальших перетворень і розпаду. Таким чином, тут не можна очікувати стехіометрично протікає реакції і написати точне рівняння реакції фактично неможливо. Тому для перерахунку маси відновленої міді в масу Сахаров користуються емпіричними таблицями.

Спочатку при визначенні PB методом Бертрана осад Cu2O зважували. Згодом кількість відновленої міді стали визначати титриметричний методами - прямого або зворотного титрування.

У прямому методі осад Cu2O розчиняють в розчині додекагідрат сульфату заліза - амонію NH4Fe2 · 12Н20 в присутності сірчаної кислоти. При цьому Cu + окислюється в Cu2 +, a Fe3 + відновлюється в Fe2 + за рівнянням

Розчин FeSO4тітруют розчином перманганату калію

За кількістю перманганату калію, витраченого на реакцію окислення заліза, обчислюють масу міді в Cu2O і за емпіричною таблиці знаходять масу Сахаров в перерахунку на глюкозу.

Через те, що оксид міді легко окислюється на повітрі, визначення Сахаров призводить до неточних результатів. Крім того, для методу Бертрана характерно велике число операцій. При нагріванні мідно-лужного розчину можливо його самовідновлення. Самовідновлення міді можна врахувати, якщо провести контрольне визначення.

Більш точний і простий метод зворотного титрування був розроблений Макеном і Шоорлем. Цей метод заснований на йодометрическом визначенні надлишку реактиву Фелінга.

"

Самовідновлення в цьому методі враховують, оскільки витрата реактиву Фелінга визначають по різниці між результатами контрольного і робочого титрувань.

В обох методах взаємодія PB з реактивом Фелінга відбувається при вільному доступі кисню повітря, і необхідно користуватися емпіричними таблицями. Цих недоліків позбавлений ебуліостатіческій метод, заснований на прямому титруванні гарячого мідно-лужного розчину досліджуваним розчином цукру в спеціальному приладі - ебуліостате, що дозволяє проводити аналіз в струмі водяної пари, тобто без доступу повітря. Емпіричні таблиці не потрібні. Встановлюють титр мідно-лужного розчину по розчину глюкози відомої концентрації.

Загальний вихід PB при кількісному гідролізі визначають як суму редукуючих речовин, отриманих при визначенні легко - і трудногідролізуемих полісахаридів. Найбільш точне уявлення про якісний і кількісний склад редукуючих речовин гидролизатов отримують за допомогою хроматографічних методів аналіза.2. Визначення легкогідролізуемого полісахаридів

Методика аналізу. Наважку повітряно-сухих тирси масою близько 5 г поміщають в конічну колбу місткістю 500 см3, додають 200 см32% -ної HCI і кип'ятять із зворотним холодильником на електричній плитці протягом 3 ч. Для регулювання кипіння під колбу підкладають азбестову сітку або колбу піднімають над плиткою . Всі тирса повинні знаходитися в кислоті. Для цього після розігріву вміст колби обережно перемішують. По закінченні гідролізу відфільтровують тирсу на воронку Бюхнера з паперовим фільтром з відсмоктуванням. Залишок на фільтрі промивають гарячою водою до негативної реакції на кислоту по індикатору метиловому оранжевому і використовують для визначення трудногідролізуемих полісахаридів. Фільтрат і промивні води переносять в мірну колбу місткістю 500 см3, доводять розчин після охолодження дистильованою водою до мітки і ретельно перемішують. В отриманому розчині визначають масову частку PB в процентах.

Масову частку легкогідролізуемого полісахаридів,% до абсолютно сухої деревині, розраховують за формулою

де з "- масова частка PB в гідролізаті легкогідролізуемого полісахаридів,%; V - об'єм гідролізату, V = 500 см3; k" - коефіцієнт перерахунку моносахаридів в полісахариди; g - маса абсолютно сухої наважки деревини, м

Коефіцієнт перерахунку k "обчислюється на підставі реакцій гідролізу полісахаридів. Для пентозанов 1гл-132/150 = 0,88, а для гексозанов A1 = 162/180 = 0,90, де 132 і 162 - молекулярні маси ланок відповідних полісахаридів, а 150 і 180 - молекулярні маси пентоз і гексоз. Беручи зміст гексоз і пентоз в гідролізату деревини хвойних порід приблизно рівним, для розрахунку використовують значення коефіцієнта ?, = 0,89; для гідролізатів деревини листяних порід беруть = 0,88.3. Визначення трудногідролізуемих полісахаридів

Методика аналізу. Залишок деревини після гідролізу легкогідролізуемого полісахаридів і промивки кількісно переносять з фільтра в стакан місткістю 100 см3і підсушують при 50 ... 60 ° С приблизно до повітряно-сухого стану, а потім обробляють 35 ... 40 см380% -ної H2SO4прі кімнатній температурі протягом 3 год, періодично перемішуючи скляною паличкою. Суміш зі склянки кількісно переносять у конічну колбу місткістю 1000 см3, змиваючи дистильованою водою в кількості 600 см3. Колбу приєднують до зворотного холодильника і кип'ятять на електричній плитці протягом 3 ч. Після закінчення додаткового гідролізу фільтрують розчин через воронку Бюхнера з паперовим фільтром з відсмоктуванням. Залишок на фільтрі промивають невеликими порціями гарячої води до негативної реакції на кислоту по індикатору метиловому оранжевому. Фільтрат і промивні води переносять у мірну колбу місткістю 1000 см3. Після охолодження доводять об'єм розчину до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують.

З отриманого розчину відбирають піпеткою 50 см3в мірну колбу на 100 см3і обережно при постійному перемішуванні нейтралізують 20% -ним розчином NaOH по метиловому оранжевому. Об'єм розчину доводять до мітки дистильованою водою. У нейтралізованому розчині визначають концентрацію PB.

Масову частку трудногідролізуемих полісахаридів,% до абсолютно сухої деревині, розраховують за формулою

"

де ст- масова частка PB в розбавленому нейтралізованому гидролизате,%; V - загальний обсяг кислого гідролізату, V = = 1000 см3; з - розбавлення гідролізату при нейтралізації, л = 100/50 = 2; kT- коефіцієнт перерахунку моносахаридів в полісахариди, рівний 0,90; g - маса абсолютно сухої наважки деревини, м

Коефіцієнт перерахунку беруть рівним 0,90, оскільки основним цукром у гидролизате трудногідролізуемих полісахаридів є глюкоза.4. Визначення масової частки PB в гидролизатах за методом Макена і Шоорля

Для отримання реактиву Фелінга готують два розчини А - 69,3 г CuSO45Н20 в 1 дм3водного розчину; Б - 346 г сегнетової солі і 100 г NaOH в 1 дм3водного розчину.

Методика аналізу. У конічну колбу місткістю 250 см3влівают піпеткою 10 см3раствора А, потім 10 см3раствора Б і 20 см3гідролізата легкогідролізуемого полісахаридів або нейтралізованого гідролізату трудногідролізуемих полісахаридів. Суміш розбавляють дистильованою водою до загального об'єму 50 см3і добре перемішують. Ставлять колбу на гарячу включену електроплитку, нагрівають суміш до кипіння протягом 3 хв і кип'ятять точно 2 хв, рахуючи з моменту появи першого бульбашки на поверхні розчину.

Під колбу рекомендується підкласти азбестову пластинку з круглим вирізом діаметром близько 6 см. Кипіння має бути помірним, щоб обсяг рідини в колбі залишався приблизно постійним. Для зменшення випаровування в горло колби вставляють маленьку конусоподібну скляну воронку.

При нестачі реактиву Фелінга, про що свідчить зникнення синього забарвлення розчину після кип'ятіння, обсяг проби гідролізату зменшують, додавши при розведенні відповідний об'єм води. Після закінчення кип'ятіння колбу швидко охолоджують холодною водою до 25 ° С, додають розчин KI і 10 см325% -ної H2SO4і відразу ж при безперервному перемішуванні титрують виділився йод розчином тіосульфату натрію концентрацією 0,1 моль / дм3до переходу коричневого забарвлення в світло-жовту.

Потім додають 10 см30.5 ... 1% -ного розчину крохмалю і повільно дотітровивают розчин до повного зникнення синього забарвлення.

Розчин залишається забарвленим в кремовий колір внаслідок утворення йодиду міді. В аналогічних умовах, але без додавання розчину цукру, проводять контрольний досвід. По різниці витрат розчину Na2S2O3в контрольному і робочому дослідах, а, см3, за допомогою емпіричної таблиці знаходять кількість цукру в пробі гідролізату, взятої на аналіз, Ь, мг.

При аналізі трудногідролізуемих полісахаридів розрахунок ведуть на глюкозу, а при аналізі гідролізату легкогідролізуемого полісахаридів - на ксилозу і манозу. Потім розраховують масову частку PB в гідролізаті злили ст,%, за формулою

де b - кількість цукру в пробі гідролізату обсягом у, см1, знайдене за таблицею, мг.

5. Визначення масової частки PB в гидролизатах ебуліостатіческім методом

Проводять титрування мідно-лужного розчину з відомим титром досліджуваним розчином цукру без доступу повітря в струмі водяної пари. Титр мідно-лужного розчину встановлюють по глюкозі. Прилад для титрування складається з зовнішнього судини - конічної колби / і внутрішнього судини - ебуліостата 1 з упаяною в його бічну стінку трубкою, яка доходить майже до дна посудини. Звужений кінець ебуліостата вставлений в колбу / на гумовій пробці і має отвір для виходу пари 3. У гумову пробку вставлена скляна трубка 4 для відводу надлишку пара з колби /. Струмінь пари регулюють гвинтовим затискачем на гумовій трубці, одягненою на кінець скляної трубки. Під час титрування верхній кінець ебуліостата закривають гумовою пробкою, в яку вставлений кінець бюретки 5 для розчину цукру. Реагує рідина в ебуліостате обігрівається паровою сорочкою і пропусканням пари через рідину.

Індикатором при титруванні служить метиленовий блакитний, який в окислювальному середовищі має синій колір, а в відновної безбарвний. Для запобігання випаданню осаду оксиду міді в мідно-лужний розчин додають жовту кров'яну сіль калію, яка утворює з Cu2O розчинна комплексне з'єднання.

Для проведення аналізу готують два розчини: А - 10 г CuSO4 · 5З20 і 0,04 г метиленового блакитного розчиняють у воді в мірній колбі на 1 дм3доведеніем до мітки; Б - 50 г сегнетової солі розчиняють у воді, окремо розчиняють у воді 4 г жовтої кров'яної солі, переносять обидва розчину в мірну колбу на 1 дм \ додають 75 г NaOH у вигляді 50% -ного водного розчину і доводять водою до мітки.

Прилад для визначення PB ебуліостатіческім методом та дозатори розчинів. Дозатор для відмірювання розчину А являє собою дві сполучені посудини. Посудина місткістю близько 100 см3служіт для зберігання розчину А і посудина-піпетка для його отмеривания. На верхньому і нижньому відводах посудини-піпетки нанесені мітки, відповідні обсягом 5 cmj. Для відмірювання розчину А відкривають кран / і заповнюють посудину-піпетку до верхньої позначки. Потім кран закривають. При відмірюванні розчину А і заливанні його в ебуліостат відкривають кран 2 і спускають розчин до нижньої мітки. Другий дозатор для відмірювання розчину Б являє собою піпетку місткістю 5 см, до верхнього кінця якої припаяний триходовий кран. На верхній відведення трійника надіта гумова груша. Розчин Б зберігають в колбі місткістю 100 см ', звідки набирають у піпетку, а з піпетки спускають в ебуліостат.

Залежно від масової частки PB в розчині і інтенсивності його забарвлення застосовують два варіанти титрування: для світлих розчинів, що містять 0,13 ... 0,05% PB1іспользуют пряме титрування розчином цукру; для темних розчинів або розчинів, що містять менше 0,05% PB1пріменяют дотітровиваніе розчином глюкози.

Методика аналізу по першому варіанту. У колбу приладу наливають воду і ставлять прилад на електричну плитку. Для рівномірного утворення пари на дно колби поміщають шматочки пористого скла або шамоту. Коли вода закипить, виймають з колби ебуліостат і наливають в нього з дозаторів спочатку 5 см3раствора А, а потім 5 см3раствора Б. Обережно перемішують розчини в ебуліостате і повільно вставляють ебуліостат разом з пробкою в колбу.

Потім верхній отвір ебуліостата закривають пробкою з бюреткою, в яку наливають досліджуваний розчин цукру. Регулюють вихід пари через відвідну трубку таким чином, щоб рідина в ебуліостате нагрілася до температури кипіння води приблизно за 0,5 хв. Як тільки пара почне проходити через мідно-лужний розчин, починають титрування розчином цукру.

Спочатку проводять орієнтовне визначення. Розчин цукру з бюретки додають по краплях зі швидкістю одна крапля за 1 ... 2 с до переходу забарвлення розчину з синьої в жовту і помічають об'єм розчину цукру, витраченого на титрування. Потім проводять остаточне визначення. У ебуліостат заливають нову порцію мідно-лужного розчину, готують ебуліостат до титрування, як зазначено вище, і починають титрування. Спочатку відразу додають 80 ... 90% об'єму розчину цукру, витраченого при орієнтовному визначенні, і через 2 хв з початку пробульківанія пара через рідину в ебуліостате дотітровивают, додаючи розчин цукру зі швидкістю одна крапля за 6 ... 7 с, до переходу синього забарвлення в жовту від однієї краплі цукрового розчину.

За бюретці визначають об'єм розчину цукру, витраченого на титрування 10 CMiмедно-лужного розчину.

Масову частку PB1%, в гідролізаті легкогідролізуемого полісахаридів або в розбавленому нейтралізованому гидролизате трудногідролізуемих полісахаридів г, і стсоответственно розраховують за формулою

1

де T1- титр мідно-лужного розчину по глюкозі для першого варіанту, мг; х - обсяг гідролізату, витрачений на титрування 10 см1медно-лужного розчину.

Методика аналізу по другому варіанту. Підготовляють прилад до роботи, як і в першому варіанті, але в ебуліостат крім 5 см1раствора А і 5 см3раствора Б, додають, отмерівая піпеткою, визначений об'єм розчину цукру. У разі темного розчину, що містить більше 0,05% PB, цей обсяг повинен становити 1 ... 2 см3, а в разі розчину з масовою часткою PB менше 0,05% - 5 см3. Потім до рідини в ебуліостате додають з бюретки такий обсяг розчину глюкози концентрацією близько 0,1 г / 100 см3, щоб на дотітровиваніе після 2 хв кип'ятіння треба було б не більше 1 см3етого розчину. Додається обсяг визначають попереднім аналізом. Концентрація додається розчину глюкози повинна бути встановлена точно; найзручніше користуватися розчином глюкози, приготованим для установки титру мідно-лужного розчину,

Після перемішування рідини ебуліостат з пробкою повільно вставляють у колбу, закривають його пробкою з бюреткою, в яку налитий розчин глюкози. Через 2 хв з початку пробульківанія пара через рідину в ебуліостате проводять дотітровиваніе розчином глюкози, додаючи його зі швидкістю одна крапля за 6 ... 7 с до переходу забарвлення в жовту від однієї краплі розчину глюкози, витраченого на дотітровиваніе.

Масову частку PB,%, в гідролізаті легкогідролізуемого полісахаридів або в розбавленому нейтралізованому гидролизате трудногідролізуемих полісахаридів слі сгсоответственно розраховує за формулою

де T2- титр мідно-лужного розчину по глюкозі для другого варіанту, мг; с.

При фотоколориметричним методом для виявлення безбарвних Сахаров на папері хроматограму проявляють - обробляють розчином проявника, що дає з цукрами забарвлені сполуки. Кількості розділених моносахаридів наближено можна визначити безпосередньо на хроматограмі прямим виміром інтенсивності забарвлення плям. Однак через нестабільність забарвлення і істотного впливу умов обробки хроматограм точність цього методу невелика: відносна помилка вимірювань досягає 10 ... 15%. Більш точним способом є отримання забарвлених продуктів з хроматограми - е л ю і з о в а н і е з подальшим фотометрірованія отриманих розчинів - злюатов на фотозлектроколоріметре або спектрофотометрі.

Для поділу Сахаров застосовують спеціальну хроматографічний папір № 1 або Ne 2, яку нарізають смужками. Швидкість поділу більше на смужці паперу з поздовжнім розташуванням волокон, ніж на смужці з поперечним розташуванням. Іноді для кращого поділу Сахаров необхідно забезпечити більш повільний рух розчинника. З цією метою папір нарізають в напрямку, перпендикулярному напрямку волокон.

Хроматографирования здійснюють низхідним або висхідним потоками рідини. У першому випадку папір підвішують, зміцнюючи верхній кінець в посудині з розчинником. У другому випадку папір поміщають в розчинник нижнім кінцем. Коли цукру важко розділяються, рекомендується повторне хроматографирования.

Розчинник повинен забезпечувати максимальне розходження в значеннях Rtі сам повинен бути високоподвіжен. При поділі Сахаров використовують, наприклад, такі системи розчинників: етилацетат - піридин - вода.,; н-бутанол - оцтова кислота - вода; н-бутанол - ацетон - вода, та ін. Поділ Сахаров залежить від складу розчинника.

Для підвищення ефективності поділу растворителю дають можливість стікати до тих пір, поки цукру не розділяться по всій довжині хроматограми. При цьому обчислити значення R1невозможно, так як невідомий шлях, пройдений фронтом розчинника. У цьому випадку рухливість визначають непрямим способом, порівнюючи шляху, пройдені речовинами, що розділяються, з переміщенням плями речовини з відомим Rj. У хімії вуглеводів часто використовують ксилозу і визначають коефіцієнт рухливості Rkcкак відношення відстані, пройденого цукром, до відстані, пройденого в цих же умовах ксилозою. Крім природи цукру і складу розчинника на коефіцієнт рухливості впливають якість паперу і температура середовища.

В якості проявителей застосовують різноманітні реагенти в залежності, від складу поділюваних сумішей. Для прояву хроматограм гидролизатов рослинних тканин, що містять редукуючимцукру, одним з кращих проявителей вважають розчин анілінфталата в етанолі. При прояві анілінфталатом пентози в залежності від кількості дають забарвлення від рожевого до темно-червоною, гексози - зеленувато-коричневе, Рамноза - світло-коричневу. Для елюювання забарвлених сполук з хроматограми використовують крижану оцтову кислоту або розчин соляної кислоти в етанолі.

Методика аналізу. Поділ Сахаров проводять низхідним способом при безперервному протіканні розчинника по паперу.

Підготовка гідролізату. Концентрація PB в гідролізаті, підготовленому для хроматографування, повинна знаходитися в межах 1 ... 3%. При необхідності гідролізат упаривают. Упарювання проводять у вакуум-сушильній шафі при температурі 50 ... 60 ° С або при нагріванні на водяній бані у фарфоровій чашці або в скляному стакані. Гідролізат легкогідролізуемого полісахаридів попередньо нейтралізують концентрованим розчином гідроксиду натрію до слабощелочной реакції і подкисляют концентрованої оцтової кислотою до рН 5, потім упарюють і фільтрують через просту конусоподібну воронку з паперовим фільтром. Гідролізат трудногідролізуемих полісахаридів нейтралізують карбонатом барію і відфільтровують осад сульфату барію. Отриманий фільтрат відразу піддають хроматографирования. При необхідності роблять упаривание після підкислення оцтовою кислотою до рН 5 і знову фільтрують. Кратність упаривания точно визначають і враховують при розрахунку мас моносахаридів.

Приготування розчинника. Для приготування суміші етилацетат - піридин - вода 150 см3етілацетата і 30 см3пірідіна добре збовтують в ділильної воронці місткістю 500 см3, потім додають до суміші 150 см3дистиллированной води і знову добре збовтують протягом 2 ... 3 хв. Після цього суміш залишають для розшаровування. Коли верхній шар рідини стане прозорим, нижній шар зливають, а верхній використовують для хроматографування. Подібним чином готують і інші склади розчинників, змішуючи органічні розчинники і воду у відповідних пропорціях.

Хроматографічне розділення. Установка для хроматографирования являє собою широкий циліндр із притертою кришкою. Всередину циліндра поміщають малий циліндр, на який ставлять чашку з розчинником.

Нарізають 10 ... 12 смужок хроматографічного паперу розміром 3ч45 см. При хроматографування нижній кінець смужки може вільно звисати або його вирізують у вигляді "язичка", який вставляють у горлечко колбочки-приймача. На відстані 10 ... 15 см від іншого кінця смужки відзначають точку старту, на яку наносять певну кількість підготовленого гідролізату. Всі позначки, на паперовій смужці роблять тільки графітовим олівцем.

Пробу гідролізату наносять мікропіпеткою зі спеціальним пристосуванням, що складається з гумової груші в металевому кожусі і мікровінта з кулькою. Якщо упаривание гідролізату небажано, то на папір наносять кілька разів в одне і те ж місце необхідний обсяг розчину цукру, який розраховують виходячи з масової частки PB. Після нанесення кожної порції розчину пляма добре просушують. Діаметр нанесеного плями не повинен перевищувати 5 ... 6 мм.

Смужки встановлюють у строго вертикальному положенні. Кінець смужки, на який нанесена проба, загинають в чашку. Пляма проби повинно знаходитися зовні чашки нижче її краю не менш ніж на 2 см. Другий кінець вставляють у колбу-приймач. Для кращої ідентифікації Сахаров в установку поміщають також смужку паперу з нанесеним розчином суміші чистих моносахаридів: галактози, глюкози, манози, арабінози, ксилози. У чашку наливають розчинник і установку герметично закривають кришкою.

Хроматографирования проводять при температурі 18 ... 22 ° С, поміщаючи установку в спеціальну кімнату або шафа. Поділ здійснюється за 24 ... 90 ч. Хроматографирования вважають закінченим тоді, коли на проявленої хроматограмме відстані між плямами будуть не менш 3 мм.

Після закінчення поділу Сахаров хроматограми сушать на повітрі протягом приблизно 4 год до повного видалення розчинника. При сушінні хроматограми перекидають через скляну паличку, укріплену на двох штативах.

Прояв хроматограм. Проявником служить розчин, що містить 1,66 г фталевої кислоти і 0,92 см3свежеперегнанного аніліну в 100 см3етанола.

Сухі хроматограми змочують рівномірно проявником короткочасним зануренням в розчин, віджимають між аркушами фільтрувального паперу і трохи підсушують на повітрі. Потім хроматограми поміщають в сушильну шафу, попередньо нагрітий до потрібної температури.mНесколько хроматограмм одночасно кладуть на ребро так, щоб вони не торкалися одне одного і стінок шафи. Прояв ведуть при температурі 100 ... 105 ° С протягом 5 хв. Аналогічним чином проявляють смужки паперу з нанесеним розчином суміші чистих Сахаров. При встановленні природи Сахаров керуються кольором плям, їх відносним розташуванням і розташуванням плям чистих Сахаров.

Фотоколориметрическое визначення Сахаров. З виявленої хроматограми вирізують ділянки, відповідні окремим сахарам, і розрізають їх на вузькі смужки. Поміщають шматочки хроматограмм в пробірки з пришліфованою пробками і заливають 8 см3раствора HCI в етанолі. Елюювання ведуть протягом 1 год при кімнатній температурі, помістивши пробірки в темряву. Через кожні 5 ... 10 хв пробірки енергійно струшують.

Елюат зливають в підготовлені сухі пробірки і фото-метріруют - вимірюють оптичну щільність на фотоелектричні колориметрі при синьому світлофільтрі в кюветі товщиною 10 мм або ж на спектрофотометрі при довжині хвилі 420 нм.

Масу кожного моносахарида визначають за відповідними градуювальними графіками.

Знаючи масу цукру в пробі гідролізату, нанесеної на хроматограмі, обсяг цієї проби, кратність упарювання і загальний обсяг гідролізату, розраховують масову частку,% до абсолютно сухої деревини, відповідних полісахаридів Р - глюканів, Маннанов, галактанов, ксиланів, арабінанов

де Ь - маса моносахарида в пробі гідролізату, мкг; х - обсяг проби гідролізату, взятий на хроматографирования, см3; V - загальний обсяг гідролізату, V = 500 - або 200 см3; k - коефіцієнт перерахунку моносахаридів на полісахариди, ? = 0,90 для гексозанов і 0,88 для пентозанов; з - кратність упарювання; g - маса абсолютно сухої наважки деревини, м

Побудова градуювальних графіків. Градуйований графік для кожного моносахарида являє собою залежність оптичної щільності елюата від маси цукру на хроматограмі. Для побудови графіків готують точно 1% -ні розчини чистих моносахаридів. На смужку хроматографічного паперу на відстані 3 ... 4 см один від одного наносять різні кількості 1% -ного розчину цукру: 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 і 0,05 см3. Після висихання плям смужку проявляють розчином анілінфталата в етанолі в точно таких же умовах, як і при аналізі гідролізатів. Проводять елюювання і фотометрирование, як описано вище. На підставі середніх даних декількох паралельних визначень для кожного моносахарида будують градуйований графік. Іноді градуйований графік для глюкози використовують для всіх гексоз, а графік для ксилози - для всіх пентоз. Останній спосіб менш точен.6. Аналіз гідролізатів методом газорідинної хроматографії

У гидролизатах відбувається мутаротації моносахаридів, тобто освіту рівноважної суміші таутомерних форм: б-, в-пиранозной, б-, в-фуранозних і відкритою. Для глюкози це ілюструє наступна схема:

Існування таутомерних форм ускладнює визначення складу моносахаридів в гідролізаті.

Моносахариди нелетучи і безпосереднє поділ їх сумішей методом газорідинної хроматографії неможливо. Цукру можуть бути хроматографически розділені у вигляді летючих похідних - простих і складних ефірів. Широко поширений метод аналізу у вигляді тріметілсілільних похідних моносахаридів. Останні є летючими глікозидами простих О-тріметілсілілових ефірів вуглеводів, що утворюються в результаті повного заміщення гідроксильних груп моносахаридів при їх сілірованіі.

В якості сілірующего реагенту моносахаридів використовують суміш триметилхлорсилан і гексаметілдісілазана в середовищі піридину.

Як приклад наводиться схема реакції сілірованія для галактози

Подібним чином синтезуються TMС-похідні інших моносахаридів. При цьому встановлюється нова рівноважна суміш, в якій переважають пиранозного форми. Співвідношення таутомерів залежно від умов коливається. Склад ТМС-похідних таутомерних форм індивідуальних моносахаридів наведено нижче.

Для зменшення числа піків на хроматограмі та спрощення її обробки моносахариди відновлюють до відповідних багатоатомних спиртів з подальшим їх перетворенням в ацетати. Кожен поліол дає на хроматограмі один пік, оскільки таутомерія у поліолів неможлива.

При аналізі ТМС-похідних методом газорідинної хроматографії інертний газ служить рухомою фазою, нерухомою фазою є рідина, нанесена тонким шаром на твердий носій. В якості рідкої фази використовують різні силіконові масла і поліефіри. Найбільш селективними фазами з вироблюваних вітчизняної промисловістю є неполярними метілхлорсіліконовое масло і полярний політріетіленглікольсебацінат. В якості твердого носія застосовують адсорбенти порохром-3 або хромат N.

Для хроматографічного розділення суміші летких похідних моносахаридів використовують газові хроматографи, що складаються з колонки з термостатом, в якій відбувається поділ суміші, полум'яно-іонізаційного детектора, що дає сигнал прямо пропорційний кількості аналізованої речовини, блоків управління і самопишущего приладу. Вихід ТМС-похідних, що реєструється самопишущим приладом у вигляді піку на діаграмної стрічці, відповідає часу утримування tR- часу, що пройшов з моменту введення проби в колонку до моменту появи компонента суміші в детекторі.

Відповідно до tRна хроматограмме в певному порядку з'являються піки індивідуальних сполук. Xpoматограмма - сукупність піків, відповідна порядку виходу і масі індивідуальних компонентів суміші. Порядок виходу при хроматографическом поділі ТМС-похідних залежить від рідкої фази. Його встановлюють попередньо для даної фази з використанням модельних ТМС-похідних чистих моносахаридів по їх часу утримування. На рис. наведена як приклад хроматограмма модельної суміші, розділеної на колонці з метілхлорфеніл-силіконовим маслом в якості рідкої фази.

Існує кілька методів кількісного визначення складу суміші за отриманими хроматограму. За першим методом визначають площі піків всіх таутомерів кожного моносахарида розрахунком площі трикутної аппроксимацией піку - множенням підстави піку на половину висоти. При частковому накладенні піків один на одного і неможливості прямого вимірювання підстави площа піку визначають множенням його висоти на ширину, виміряну на половині висоти. Можливо також визначати частку кожного піку його перенесенням на папір і зважуванням вирізаного з неї піку на аналітичних вагах, відносячи знайдену масу до маси всіх аналізованих піків. Результат виражають у відсотках, використовуючи метод нормування площ.

Хроматограмма модельної суміші TMC похідних моносахаридів

За другим методом кількісне визначення масової частки конкретного моносахарида в суміші виробляють по площі піка одного з його таутомерів, виходячи з умови, що при синтезі ТМС-похідних в строго постійних умовах співвідношення таутомерів зберігається постійним. Це дозволяє для розрахунку вибрати найбільш дозволений пік, званий характеристичним. В якості таких піків зазвичай використовують піки ТМС-похідних в-Ж, -арабінопіранози, в-П-ксі-лопіранози, aD-маннопіранози, aD-галактопіранози і в-D-глюкопіраноз. Площі піків інших таутомерів безпосередньо не вимірюють, а знаходять розрахунком. З урахуванням частки характеристичного піку обчислюють загальну площу піків всіх таутомерів даного моносахарида. Кількісне співвідношення таутомерних форм необхідно встановлювати для даних умов хроматографування і при. їх зміну визначення слід проводити знову. Частку конкретного моносахарида знаходять віднесенням площі всіх піків даного моносахарида до загальної площі всіх піків.

Кількісне визначення маси індивідуальних моносахаридів виробляють з використанням внутрішнього стандарту. Маса сорбіту, що додається в анализируемую суміш, повинна забезпечити його концентрацію в розчині, приблизно відповідну концентрації індивідуальних моносахаридів. Розрахунок ведуть за градуювальним графіком. Графік отримують, за даними хроматографирования еталонних розчинів, що містять індивідуальний моносахарид і сорбіт. Градуйований графік будують в координатах: по осі абсцис - маса чистого моносахарида в еталонному розчині, по осі ординат - відношення площі характеристичного піку цього ж моносахарида до площі піку внутрішнього стандарту. Графік має лінійну форму. Пряму лінію проводять з використанням методу найменших квадратів.

Відносна помилка визначень Сахаров в гідролізаті залежить від їх масової частки в жалізіруемой суміші і становить 1 ... 5%. Загальний час аналізу при серійному проведенні визначень близько 2 год, не рахуючи часу на отримання градуювальних графіків.

Методика аналізу. Аналіз гідролізатів методом газорідинної хроматографії включає підготовку гідролізатів до аналізу, синтез ТМС-похідних моносахаридів, хроматографічне розділення цих похідних та обробку хроматограмм.

Підготовка гідролізатів до аналізу. Гідролізати, отримані при обробці деревини концентрованої сірчаної кислотою, нейтралізують карбонатом барію до рН 5. Розчин фільтрують через конусоподібну скляну воронку з паперовим фільтром від осаду сульфату барію. Гідролізати, отримані при обробці деревини соляною кислотою, нейтралізують карбонатом натрію до рН 5. В отриманих гидролизатах визначають масову частку PB. При необхідності гідролізат упаривают в вакуум-сушильній шафі при температурі 40 ° С.

Синтез ТМС-похідних моносахаридів. У круглодонную колбу місткістю 50 см3вносят піпеткою пробу нейтралізованого і упаренного гідролізату, що містить близько 20 мг PB.

Роботу виконують у двох варіантах - з внутрішнім стандартом або без нього.

Розчин сорбіту вносять в колбу піпеткою в обсязі, відповідному його масі, рівної 2 ... 5 мг. Колбу приєднують до ротаційного вакуумного випарника і випарюють розчин при температурі 40 ... 42 ° С і залишковому тиску 0,5 ... 1 кПа. Випарювання виробляють насухо. Для видалення слідів води до упаренной пробі додають 2 ... 3 рази по 1 см3спіртотолуольной суміші, яку також видаляють упариванием. Потім сухий залишок в цій же колбі розчиняють в 2 см3свежеперегнанного сухого піридину, додають 0,6 см3гексаметілдісілазана і 0,3 см3тріметілхлорсілана. Колбу закривають пробкою, енергійно струшують 30 с і при кімнатній температурі витримують реакційну суміш протягом 10 хв.

Якщо аналізована проба погано розчиняється, колбу нагрівають на водяній бані при температурі 75 ... 85 ° С протягом 2 ... 3 хв. Потім проводять упаривание піридину з реакційної суміші на ротаційному випарнику при температурі 40 ° С і залишковому тиску 0,5 ... 1 кПа протягом 10 хв. Залишок розчиняють в цій же колбі в 2 см3 "-гексана. У добре закритих колбах ТМС-похідні стійкі протягом декількох тижнів.

Масову частку кожного моносахарида в гідролізаті,%, розраховують за формулою

де т - маса моносахарида в пробі гідролізату, мг; х - обсяг проби гідролізату, см3.

За отриманими значеннями с, Для гидролизатов легко - і трудногідролізуемих полісахаридів розраховують масові частки відповідних полісахаридів у відсотках по відношенню до абсолютно сухій деревині.

За другим варіантом розраховують частку кожного моносахарида у відсотках від їх загальної маси за методом нормування площ. Обчислюють суму площ всіх піків S і площі піків кожного моносахарида S4.

Масову частку кожного моносахарида,% до їх загальній масі, розраховують за формулою

Визначення часу утримування моносахаридів і побудова градуювальних графіків. За першим варіантом аналізу готують еталонні розчини певної концентрації чистих моносахаридів і внутрішнього стандарту - сорбіту. Для кожного моносахарида готують п'ять еталонних розчинів концентрацією від 2 до 10 мг / см3. Концентрація розчину сорбіту постійна - 4 мг / см3. З кожного розчину відбирають три проби, синтезують TMC-похідні і хроматографіруют, як зазначено вище. На кожній з трьох хроматограм для кожного піку фіксують значення tR, обчислюють площу характеристичного піку таутомерію моносахарида S1і площа піку сорбіту Scl. Таким чином знаходять S, / Scrдля всіх п'яти еталонних розчинів. За середнім значенням результатів трьох паралельних аналізів для кожного з п'яти еталонних розчинів будують графіки залежності відносин SJScrот маси моносахаридів, користуючись методом найменших квадратів.

Час утримування для кожного моносахарида знаходять по шкалі часу хроматограмм.
Виявлення дітей дошкільного віку з відхиленням в психомовного розвитку
Проблема виховання і навчання дошкільнят з відхиленнями у розвитку є однією з найбільш важливих і актуальних проблем корекційної педагогіки. На даному етапі розвитку системи освіти на перший план висувається створення умов для становлення особистості кожної дитини відповідно до особливостей

Виявлення взаємозв'язку домінуючого стилю управління та соціально-психологічного клімату колективу
Російського державного соціального університету Факультет психології, соціальної медицини та реабілітаційних технологій Кафедра соціальної психології Курсова робота на тему: «Виявлення взаємозв'язку домінуючого стилю управління та соціально-психологічного клімату колективу» Виконала студентка

Виготський Л.С. про кризу трьох років
московський міський психолого-педагогічний інститут Виготський Л.С. про кризу трьох років Реферат по психології раннього дитинства студентки III курсу Великовского Тетяни ЗМІСТ Загальна характеристика кризиса... 3 Криза трьох лет... 5 Выводы... 8 Список литературы... 9Общая характеристика

Вплив фізіології на психологію
Вплив фізіології на психологію Роль спостерігача Усе почалося через розбіжність у п'ятдесят секунд у спостереженнях двох астрономів. Англія, 1795 рік. Директор лабораторії Невіл Масклайн помітив, що за його розрахунками якась зірка рухається з однієї крапки в іншу трохи повільніше, ніж це

Вплив емоційного благополуччя студентів на засвоєння навчального матеріалу
Міністерство науки та освіти України Рівненський державний гуманітарний університет Кафедра практичної психології та психодіагностики Курсова робота з дисципліни "Загальна психологія" на тему: "Вплив емоційного благополуччя студентів на засвоєння навчального матеріалу"

Застосування теорії нечітких множин в оцінці економічної ефективності і ризику інвестиційних проектів в умовах невизначеності
Державна освітня установа вищої професійної освіти Санкт-Петербурзький Державний Інженерно-Економічний Університет РЕФЕРАТ на тему: «Застосування теорії нечітких множин в оцінці економічної ефективності і ризику інвестиційних проектів в умовах невизначеності» Виконав: Дерев'янко П.М. Перевірив:

Застосування кластерного аналізу для сегментації ринку
МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ Філія державного освітнього закладу вищої професійної освіти казанського державного університету імені В.І. Ульянова - Леніна в Г. набенежние Челни Факультет прикладної математики та інформатики Спеціальність: 080116.65: Математичні методи в економіці ДОПОВІДЬ

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати