Как и другие моносахариды, глюкоза в водных растворах существует в виде нескольких таутомерных форм (а- и р-пираноз, а- и р-фураноз, открытой альдегидной формы), между которыми в растворах устанавливается равновесие:
Среди 4 циклических форм D-глюкозы значительно преобладает в растворе p-D-глюкопираноза (64%); содержание же альдегидной формы глюкозы в равновесной смеси составляет всего 0,024%. Концентрация а- и р-глюкофураноз в смеси также ничтожна, и все остальное количество глюкозы представлено а-аномером. В целом пиранозные формы резко преобладают над фуранозными формами.
Мягкие окисляющие агенты окисляют функциональные группы более избирательно. Так, под действием бромной воды D -глюкоза окисляется до D -глюконовой кислоты:
На самом деле при окислении образуется не сама глюконовая кислота, а соответствующий ей лактон.
Реактивы Фелинга (фелингова жидкость) и Толленса окисляют альдозы до глюконовых кислот. Каждый из этих реактивов содержит катион металла, который восстанавливается альдозами (отсюда и название этих сахаров - восстанавливающие сахара).
Например, при добавлении реактива Толленса осаждается металлическое серебро в виде зеркального покрытия на стенках пробирки:
При использовании реактива Фелинга в присутствии глюкозы происходит восстановление Cu2+ до Cu+ и осаждение Cu2O (см. соответствующую реакцию в теме «Альдегиды»).
Реакцию глюкозы с реактивом Фелинга используют для определения подлинности. Для этого к раствору 0,2 г препарата в 5 мл воды прибавляют 10 мл реактива Фелинга и нагревают до кипения. Выпадает красный осадок Cu2O.
Получение
Глюкоза может быть получена гидролизом природных веществ. В промышленности ее получают гидролизом картофельного и кукурузного крахмала.
Растворы глюкозы для инъекций соответствующих концентраций готовят следующим образом: к 50, 100, 250 или 400 г глюкозы безводной добавляют раствор хлороводородной кислоты 0,1 моль/л до рН 3,0-4,0; 0,26 г натрия хлорида и воды для инъекций до 1 л. Раствор фильтруют, разливают в ампулы нейтрального стекла по 10, 20, 25 или 50 мл и стерилизуют текучим паром при 100 °С в течение 60 мин или насыщенным паром при 119-121 °С в течение 5-7 мин.
Механизмы действия
Глюкоза - источник легкоусваиваемого ценного питательного материала при явлениях сердечной слабости, шоке и т.д.; она входит в состав кровезаменяющих и противошоковых жидкостей, а также для разведения различных ЛС, вводимых внутривенно. Глюкозу используют в виде изотонических (4,5-5,0%) и гипертонических (10-40%) растворов.
Контроль качества
Определение подлинности
Идентификацию глюкозы проводят, определяя удельное вращение 10% раствора, которое должно составлять [a]D20 = +52,5 ÷ +53,3.
Определение подлинности можно проводить методом хроматографии в тонком слое. В качестве проявляющего реагента используют раствор 0,5 г тимола в смеси 5 мл серной кислоты и 95 мл этанола. Основное пятно, образующееся на хроматограмме, по положению, цвету и размеру должно быть идентично пятну для раствора сравнения. К раствору 0,1 г глюкозы в 10 мл воды добавляют 3 мл медь-тартратного раствора (реактив Фелинга) и нагревают. Образуется красный осадок Cu2O.
Испытание на чистоту
Раствор 10,0 г глюкозы в 15 мл воды прозрачный, бесцветный и не имеет запаха.
Кислотность и щелочность раствора могут быть оценены потенциометрически или индикаторным методом.
Удельное вращение также может быть критерием чистоты субстанции.
Посторонние сахара, растворимый крахмал, декстрины определяют, растворив при кипячении 1,0 г субстанции в 30 мл спирта (90 об.%). При охлаждении внешний вид раствора не должен изменяться.
Растворимый крахмал и сульфиты определяют, добавляя к испытуемому раствору (1,0 г глюкозы в 10 мл воды) 1 каплю раствора йода. При отсутствии примесей раствор приобретает желтую окраску. В присутствии крахмала образуется синий йодкрахмальный комплекс. Сульфиты окисляются йодом до сульфатов, и желтая окраска исчезает.
Содержание сульфитов не должно превышать 15 (SO2) мкг/г, хлоридов - 125, сульфатов - 200, мышьяка - 1, кальция - 200, свинца - 0,5 мкг/г.
Содержание воды не должно превышать 1,0% для навески глюкозы 0,5 г. Сульфатная зола - 0,1%.
При приготовлении больших объемов раствора глюкозы для парентерального введения должны быть проведены испытания на пирогенность.
