Aunque la fructosa es una cetohexosa (hexosa que contiene cetona, un monosacárido de seis carbonos), reduce el reactivo de Tollen y la solución de Fehling. En general, una cetona no reduce el reactivo de Tollen ni la solución de Fehling. Entonces, ¿por qué es posible esto en el caso de la fructosa?
Respuesta
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La presencia del átomo de hidrógeno en el grupo aldehído confiere propiedades reductoras a la molécula de aldehído. Los aldehídos se oxidan fácilmente con agentes oxidantes suaves como el reactivo de Tollens ( $\ce{Ag+}$ en amoníaco acuoso), el reactivo de Fehling ( $\ce{Cu^2+}$ complejado con tartrato), o el reactivo de Benedict ( $\ce{Cu^2+}$ complejado con citrato). Las cetonas no tienen estas propiedades reductoras y no se oxidan en condiciones similares. Por lo tanto, el reactivo de Tollens, el reactivo de Fehling o el reactivo de Benedict pueden utilizarse para distinguir los aldehídos de las cetonas.
Sin embargo, la fructosa reduce estos reactivos aunque no contenga ningún grupo aldehído. La reducción se produce porque los reactivos son soluciones básicas y la fructosa se isomeriza fácilmente en una mezcla de aldosas (glucosa y manosa) en condiciones básicas.
En condiciones básicas, el protón alfa del grupo carbonilo (aldehído o cetona) se elimina de forma reversible. Si el ion enolato resultante se reprotona en el oxígeno, se produce un intermedio de enediol. Así, el reordenamiento del enediol catalizado por bases puede mover el grupo carbonilo hacia arriba y hacia abajo de la cadena.
Además, en el ion enolato, el átomo de carbono afectado ya no es asimétrico. La reprotonación puede ocurrir en cualquier cara del enolato, dando cualquier configuración. Así, la epimerización catalizada por bases da lugar a una mezcla de estereoisómeros.
Por lo tanto, en condiciones fuertemente básicas, la combinación de reordenamientos de enediol y epimerización conduce a una mezcla compleja de azúcares (véase también: Transformación Lobry de Bruyn-van Ekenstein ).
