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[[Datei:D-glucose + beta-D-glucopyranose v.01.svg|mini|hochkant=1.3|D-Glucose, ''links'': offenkettige Form in der Fischer-Projektion (Aldehydgruppe blau), ''rechts'': Ringform als β-D-Glucopyranose in der Haworth-Schreibweise (Halbacetalfunktion türkis)]]
Als '''reduzierende Zucker''' bezeichnet man in der [[Biochemie]] [[Einfachzucker|Mono-]], [[Zweifachzucker|Di-]] oder [[Oligosaccharide]], deren letzter (im Fall von Monosacchariden einziger) [[Glycoside|Glycosid]]-Rest, in [[Haworth-Formel|Haworth-Schreibweise]] (Ringform) ein [[Halbacetale|Halbacetal]] ist. Sie können im [[Alkalische Lösung|alkalischen]] Milieu als [[Reduktionsmittel]] auftreten.

Bekannte Vertreter sind die [[Aldosen]], also Zucker mit einer [[Aldehyde|Aldehydgruppe]]; ein Beispiel ist [[Glucose]]. Auch [[Ketosen]] können reduzierend wirken, wenn sie in [[Ständigkeit|α-Stellung]] eine [[Hydroxygruppe]] aufweisen, also ein α-Hydroxyketon ([[Acyloine|Acyloin]]) sind, wie etwa [[Fructose]]. Beispiele für reduzierende [[Disaccharide|Zweifachzucker]] sind [[Lactose]] und [[Maltose]].

Die quantitative Bestimmung reduzierender Zucker gelingt mittels der [[Methode nach Luff-Schoorl]] oder durch die photometrische Bestimmung nach einer Reaktion mit [[3,5-Dinitrosalicylsäure]].

== Monosaccharide ==
[[Datei:Glucose Fisher to Haworth.gif|230x230px|mini|Ringschluss in wässriger Lösung am Beispiel der Glucose]]
Fast alle Monosaccharid-Aldosen liegen in Lösung vorwiegend als zyklische [[Halbacetale|Halbacetalform]] vor, die keine freie Aldehydgruppe aufweist. Die Halbacetalgruppe entsteht durch Ringschluss über den aldehydischen Sauerstoff am C1. Da die Ringbildung eine [[Gleichgewichtsreaktion]] ist, kommt auch ein geringer Prozentsatz der offenkettigen Form vor, die oxidiert werden kann. Die offenkettige Form wird durch die [[Oxidation]] verbraucht und ständig aus der zyklischen Form nachgeliefert. Damit reagieren diese Monosaccharide wie [[Traubenzucker|Glucose]], [[Mannose]] oder [[Galactose]] positiv auf die [[Fehling-Probe]] oder [[Tollensprobe|Tollens-Probe]]. Dasselbe gilt entsprechend für α-Hydroxyketone wie [[Fruchtzucker|Fructose]]: lediglich die offenkettige Form ist oxidierbar und wird ständig aus der cyclischen Form nachgeliefert. Bei den α-Hydroxyketonen ist die [[keton]]ische Carbonylgruppe am C2-Atom die Ursache für das Ausbilden der Halbacetalgruppe am C2-Atom bei Ringbildung.

== Di- und Oligosaccharide ==
Alle Di- oder Oligosaccharide, welche reduzierend wirken, besitzen eine Aldose oder α-Hydroxyketose als letzten Glycosidrest. Bei den Disacchariden ist dies der Fall, wenn die Verknüpfung der zwei Monosaccharide über das [[Anomeres Zentrum|anomere C-Atom]] (C1) des ersten Bausteins mit einer nicht anomeren alkoholischen Gruppe, etwa am C4-Atom des zweiten Monosaccharid-Bausteins geschieht. Es bildet sich am nicht reduzierenden Ende ein [[Acetale|Acetal]], während das anomere Zentrum des zweiten Bausteins als [[Halbacetale|Halbacetal]] „frei bleibt“ und damit als reduzierendes Ende dient. Das Halbacetal als letzter Glycosidrest ist nötig, da nur so ein Teil des Zuckers offenkettig vorliegen kann. Da auch bei Di- und Oligosacchariden die zyklische und die offenkettige Form in Lösung im Gleichgewicht vorliegen, kann die offenkettige Form bei der Fehling- oder Tollensprobe positiv reagieren.<ref name=":0" />

Der im Haushalt verwendete Rohr- oder Rübenzucker, die [[Saccharose]], ist im Gegensatz zum reduzierenden Disaccharid Maltose kein reduzierender Zucker, weil seine Moleküle in Lösung durch die 1,2-Verbindung beider anomeren C-Atome keine offenkettige Form bilden und daher auch nicht das reduzierende Endiolat-Ion ausbilden. Daher reagiert dieses Disaccharid bei der Fehling- und Tollensprobe negativ.

== Reduzierende Wirkung ==
[[Datei:Reaktion Glucose-Fructose als reduzierende Zucker.svg|354x354px|mini|Reduzierende Wirkung von D-Glucose ('''2''') und D-Fructose ('''1''') über das gemeinsame Endiolat-Ion ('''3''') in alkalischem Milieu. Es entsteht 2-Ketoglucose ('''4''').]]
Die reduzierende Wirkung allein auf die Aldehydgruppen (bei Aldosen endständig vorhanden, bei α-Hydroxyketosen über die [[Tautomerie#Ketol-Endiol-Tautomerie|Ketol-Endiol-Tautomerie]] entstehend) zurückzuführen, gilt als widerlegt.<ref name=":0" />

Tatsächlich ist das bei der Umlagerung von Aldose zu α-Hydroxyketose (und umgekehrt) entstehende [[Endiol]] für die reduzierende Wirkung verantwortlich. Dieses Endiol liegt im alkalischen Milieu, welches Voraussetzung für die Reduktion ist, als Endiolat-Ion vor. Die offenkettige Form spielt im Rahmen der reduzierenden Wirkung insofern eine Rolle, da nur an ihr eine [[Tautomerie#Ketol-Endiol-Tautomerie|Ketol-Endiol-Tautomerie]] stattfinden kann. Diese Tautomerie, genauer das dabei als Zwischenstufe entstehende Endiolat-Ion, ist hauptsächlich für die reduzierende Wirkung der Zucker selber verantwortlich.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Holger Fleischer |Titel=Fehlinterpretation der Fehling-Probe auf reduzierende Zucker - Von der Beobachtung im Chemieunterricht zur Evidenz gegen die Oxidation der Aldehydgruppe |Sammelwerk=CHEMKON |Band=24 |Nummer=1 |Datum=2017-01 |Seiten=27–30 |Online=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ckon.201610283 |Abruf=2022-07-18 |DOI=10.1002/ckon.201610283}}</ref>

Als Produkt entsteht primär 2-Ketoglucose (D-Glucoson), welches jedoch weiter oxidiert werden kann und bspw. in einer Fehlingprobe auch weiter oxidiert wird. Analog zu diesem Reaktionsvorgang wird auch an allen anderen reduzierenden Zuckern das jeweilige Endiolat-Ion oxidiert.

== Nachweis ==
Neben der Fehling-Probe können reduzierende Zucker auch mit Hilfe des [[Benedict-Reagenz]] (durch die Farbe des ausfallenden Produkts), mit dem [[Nylanders Reagenz]], [[3,5-Dinitrosalicylsäure]] (durch spektroskopische Tests) oder der Entfärbung einer [[Kaliumpermanganat]]-Lösung nachgewiesen werden.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Monosaccharid| Reduzierende Zucker]]
[[Kategorie:Disaccharid| Reduzierende Zucker]]
[[Kategorie:Stoffgruppe]]

Reduzierende Zucker - Versionsgeschichte

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