Fehling-Probe einfach erklärt: Warum Fructose positiv reagiert

Die Fehling-Probe

Reagenzien & Nachweis

Zwei Lösungen reagieren mit Aldehydgruppen zu einem auffälligen Farbumschlag. Ketone reagieren nicht.

• Fehling I: Hellblaue, wässrige Kupfer(II)-sulfatlösung.
• Fehling II: Alkalische Kalium-Natrium-Tartratlösung mit Natronlauge.
• Positiver Nachweis: Ein schwer löslicher, ziegelroter Niederschlag von Kupfer(I)-oxid ($Cu_2O$) entsteht.

Die Redoxreaktion

• Oxidation: $R\text{-}CHO + 3OH^- \rightarrow R\text{-}COO^- + 2H_2O + 2e^-$
• Reduktion: $2Cu^{2+} + 2OH^- + 2e^- \rightarrow Cu_2O\downarrow + H_2O$

💡 Achtung: Bei der Oxidation der Aldehydgruppe entsteht im alkalischen Milieu kein Carbonhydrat, sondern das geladene Carboxylat-Anion ($R\text{-}COO^-$).

Das Fructose-Paradoxon

Keto-Enol-Tautomerie

Obwohl Fructose ein Keton ist, fällt die Fehling-Probe positiv aus. In alkalischer Lösung lagert sie sich um.

• Enolform: Temporäres Zwischenprodukt mit einer $C\text{=}C$-Doppelbindung.
• Isomerisierung: Die Fructose wandelt sich über die Enolform in die Aldose Glucose um.
• Reaktion: Die neu entstandene Glucose reagiert dann ganz normal mit den $Cu^{2+}$-Ionen.

Beispiel der Umlagerung:

• Schritt 1: Fructose $\rightarrow$ instabile Endiol-Form (Umlagerung von $H$- und $O$-Atomen).
• Schritt 2: Endiol-Form $\rightarrow$ Glucose (Bildung der nachweisbaren Aldehydgruppe).

💡 Tipp: Merk dir das Wort Lobry-de-Bruyn-Alberda-van-Ekenstein-Umlagerung als Fachbegriff für diese Keto-Enol-Tautomerie.