水溶性炭水化物とケトン官能基を区別するために、フェーリング溶液と呼ばれる化学試薬が使用されます。また、Tollen の試験を補足する還元糖と非還元糖の試験としても使用できます。フェーリングのテストは、1849 年にドイツの化学者であるヘルマン フォン フェーリングによって進められました。
フェーリングのソリューションの準備方法
フェーリングのソリューションは、次の 2 つの異なるソリューションを組み合わせて作成されています。
- フェーリングのA
- フェーリングのB
Fehling's A は、硫酸銅 (II) (硫酸銅または青ビトリオールまたはブルーストーン) の水溶液です。深みのあるブルーです。
フェーリング B は、酒石酸カリウム ナトリウム (KNaC4H4O6・4H2O) の水溶液であり、ロッシェル塩としても知られています。 NaOH（水酸化ナトリウム）による強アルカリ性です。フェーリングのBは無色です。
両方の Fehling のソリューション (A と B) は、別々の状態にあるときは安定していますが、テスト中に組み合わせると不安定になります。これは、フェーリングの A 溶液からの銅 (II) が結合中に錯体を形成し、これが不安定であるためです。アルカリ性条件のため、水酸化銅にゆっくりと分解し始めます。 Cu²+ の酒石酸錯体が活性試薬です。酸化剤としての役割を果たします。配位子の役割は、酒石酸塩によって提供されます。
一般的な反応
2Cu(OH)2 + 還元糖 —› 2Cu2O + アルドン酸
フェーリング検定の原理
Fehling の溶液テストは、還元糖の検出に使用される感度の高いテストの 1 つです。フェーリング液Aとフェーリング液Bの2液からなります。フェーリング液Aは硫酸銅水溶液、フェーリング液Bは酒石酸ナトリウムカリウム（KNaC4H4O6・4H2O）のアルカリ溶液です。この試薬中のロッシェル塩は、次の試験でキレート剤として作用します。試験を実施する前に、これら 2 つの溶液を等量ずつ試験管に混ぜます。このフェーリング液でアルデヒドや還元糖を加熱すると、赤褐色の沈殿物が得られます。亜酸化銅のこの赤い沈殿物の形成は、還元糖の存在を示しています。
フェーリングのテスト手順
清潔で乾燥した試験管に、所定のサンプル 1 ml を採取します。試験サンプルの濃度は 5% (重量/容量) にする必要があります。
- 別の試験管で 1 ml の蒸留水をコントロールする
- 両方の試験管にフェーリング試薬を 2 ～ 3 滴加えて混合します。
- 両方の試験管を約 1 ～ 2 分間水浴に浸します。
- 試験管の色の変化を観察します。
- 試験管に見られる色を書き留めます。
赤褐色の沈殿物の出現は、陽性結果と還元糖が存在することを示します。
赤みがかった沈殿物がない場合、または濃い青色の外観が見られない場合は、結果が陰性であり、還元糖が存在しないことを示します。
フェーリング試薬の使用
フェーリングのソリューションは、特定の有機化合物のアルデヒド官能基とケトン官能基を区別するために使用されます。説明するフェーリングのテスト手順の例をいくつか示します。
このテストを実行するには、テストする化合物をフェーリング溶液に加え、得られた混合物を加熱します。アルデヒドは酸化されるため、肯定的な結果が得られますが、ケトンは通常、α-ヒドロキシケトンになるまで反応しません。
アルデヒドは、ビスタートラトクプラート (II) 錯体の作用によってカルボン酸イオンに酸化されます。この過程で、ビスタートラトクプラート (II) の銅 (II) イオンが銅 (I) イオンに還元されます。反応中に混合物から赤い酸化銅(I)が沈殿した場合、陽性の結果が示されます。
このテストは、単糖類やマルトースなどの他の還元糖のテストにも使用できます。アルドース単糖類は、酸化可能なアルデヒド基が存在するため、陽性反応が得られます。ケトース単糖では、試薬中の塩基がそれらをアルドースに変換するため、それらも陽性結果を示します。
糖尿病は、尿中のブドウ糖をスクリーニングできるため、フェーリング液で尿を検査することでも判断できます。でんぷん糖の DE (デキストロース当量) を明らかにすると、でんぷんが分解され、グルコースとマルトデキストリンに変換されます。ギ酸もフェーリングテストで陽性になります。
注 - Fehling のソリューションでは、アセトンとベンズアルデヒドを区別できません。
正味の反応
フェーリング溶液中の銅 (II) イオンとアルデヒドとの間の全体的な反応は次のとおりです。
RCHO + 2 Cu²+ + 5 OH− —› RCOO− + Cu2O + 3 H2O
または酒石酸を含む
RCHO + 2 Cu(C4H4O6)22− + 5 OH− —› RCOO− + Cu2O + 4 C4H4O6²− + 3 H2O
フェーリング検定の限界
このテストでは、共鳴のために芳香族アルデヒドを検出できません。
反応にはアルカリ性環境が必要です。環境が酸性の場合、銅イオンは安定して酸化されず、反応に失敗しません。
結論
Fehling の溶液は、還元糖と非還元糖をテストし、ケトン官能基の炭水化物と水溶性炭水化物を区別するためにも使用されます。これは、フェーリングの A とフェーリングの B という 2 つのソリューションで構成されています。
試験する化合物を溶液に混合し、加熱します。赤い沈殿物の形成は、陽性のフェーリングのテストを示します。フェーリングの溶液は、時間の経過とともに分解されるため、新しく調製することが非常に必要です.
