Molisch反应由Hans Molisch发现，又叫α-萘酚-浓硫酸反应、莫立许反应等，是一个重要的鉴别糖和苷类化合物的化学反应。由于其反应简便、灵敏的优点，在糖和苷类研究历史中起到了极大的作用。然而，也许是囿于篇幅限制，在生物化学、药物化学、中药化学、天然药物化学、食品化学等相关专业课程的教材中，只是对Molisch反应原理做粗略介绍，甚至不做介绍，更遑论其发现过程及其拓展应用。本文根据原始文献，对Hans Molisch的学术经历，Molisch反应的发现、原理及应用进行回顾，供相关教师在课堂上参考应用，以提高相关专业大学生对该知识点的学习兴趣，拓展其知识范围，并期望今后该反应在糖的定量研究上起到更大的作用。
1 Hans Molisch简介
汉斯·莫立许(Hans Molisch，1856–1937)[1, 2]生于捷克布隆(Brünn，今捷克布尔诺)，是一位苗圃主人的儿子，儿时帮助他的父亲进行苗圃种植工作，为他成为一个著名的植物生理学家培养了浓厚的兴趣。1897年，他开启了他的热带植物学之旅，并在印度尼西亚茂物进行了一段时间的植物生理学研究，后经由中国、日本、美国返回捷克布拉格。1909年，被任命为维也纳大学植物生理学系主任，直到1928年，退休后他被任命为名誉教授。在此期间，他接到邀请，担任日本东北大学新成立的生物研究所的负责人三年，随后他到加尔各答玻色研究所(Bose Institute)讲课和工作，这些均广泛地扩展了他的研究领域。
Molisch研究领域非常广泛，除在植物生理学研究领域著述颇丰外，还在植物生物学、生物化学、植物微化学等方面颇有建树。他分离得到许多种类的紫色光合细菌，包括荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus)，促进了他细菌光合作用的研究发现。他对植物学和化学的出色研究使他能够将两门学科结合，而提出了植物化感作用(allelopathy)的概念，他是植物化感作用研究的开拓者，现在已发展成为独立学科。
2 Molisch反应的发现
1886年，Molisch在对植物生理学的研究过程中，偶然发现了一种非常灵敏的检测糖或者苷是否存在的反应[4]。在试管中，将约0.5–1 mL的待测溶液滴入两滴15%–20%的α-萘酚的乙醇溶液，摇匀，随后倒入两倍体积的浓硫酸并迅速振摇，此时如果待测溶液中有糖的存在，则溶液迅速呈现紫色。随后用水稀释可使紫色物质沉淀，该沉淀物可溶于氢氧化钾溶液、乙醇、乙醚和氨水中。Molisch发现该反应不针对特定类型的糖，蔗糖、乳糖、葡萄糖、果糖和麦芽糖均发生了显色反应。多元醇类物质，包括肌醇、甘露醇、卫矛醇和栎醇则不发生显色反应。
Molisch发现，不仅对糖类化合物可以发生上述反应，对于糖苷类化合物，以上反应也可以立即或在很短的时间内发生。因此，如果在上述条件下用任何液体获得了紫色物质，则应推断以上待测溶液中含糖，或糖苷类化合物在浓硫酸作用下反应生成了糖。
Molisch测试了许多其他类型的有机物，包括酒精、有机酸、脂肪、苯烃、酚类、树脂、生物碱、蛋白质等，均对此反应呈阴性。因此该方法对检出糖和苷的存在具有很好的排他性。
该反应灵敏度极高，无需加热即可轻松检测到0.00001%的糖，灵敏度远超Trommer和Fehling试验。
此外，当时的人们已经认识到，糖(葡萄糖)是健康人尿液的组成成分，糖尿病人尿液中糖的含量远超正常状态，而其时检测尿液中糖含量是否偏离正常状态的检测方法不够灵敏。Molisch天才的想法解决了该问题。其将正常尿液和待测尿液用水稀释至其体积的100倍，均用上述方法反应，如果待测尿液反应后出现的紫色要比正常尿液深的多，则视其为糖尿病尿。或者，将正常尿液和待测尿液稀释至其体积的400–600倍，如果是糖尿病人的尿液，即使稀释到如此大的程度，仍能明显地产生以上反应现象，而正常尿液则无明显显色。以上半定量的方法为当时人们诊断糖尿病提供了很好的工具。
图1
3 Molisch反应的原理
图2
但Mutsuko Ohta等[8]对以上推测的结果表示怀疑，他们认为没有直接的证据表明这些结构的存在。由于磺化产物的形成，对Molisch反应产物在结晶状态分离几乎不可能。在浓硫酸存在下，α-萘酚极易在C-2位(然后在C-4位)磺化。磺化反应使反应产物从反应体系中分离，或者反应产物的结晶，都变得困难。因此使用衍生化物反应会改善这种情况。Mutsuko Ohta等发现，用2-甲基-α-萘酚代替α-萘酚和己糖、戊糖反应一样灵敏，且其有色反应产物易于结晶，因此可用以推测Molisch反应的机理。其用葡萄糖或5-羟甲基糠醛和2-甲基-α-萘酚、浓硫酸反应后，反应体系用乙酸乙酯萃取，萃取物用硅胶柱色谱分离，均得到化合物4；用鼠李糖或5-甲基糠醛与2-甲基-α-萘酚、浓硫酸反应后，反应体系用乙酸乙酯萃取后，用硅胶柱色谱分离，均得到化合物5。将4、5的紫外光谱和反应混合液的紫外光谱对比，发现反应混合液和产物的紫外光谱最大吸收所在波长相同，因此推测这两个化合物是反应体系特征性显色的原因。反应过程如图 3所示。
图3
从以上实验过程可以看出，该方法的缺点是只考虑到了反应产物的乙酸乙酯萃取物，而未考虑反应体系中的水溶性成分。因此，随着混合物分离技术及波谱解析技术的进步，Molisch反应机理仍值得进一步研究验证。
4 Molisch反应的应用
毋庸置疑，自从Molisch发现该反应后，由于其敏锐的反应特点，很快广泛应用于各种有关糖和苷的定性研究中。虽然Molisch反应发现时就进行过半定量的实验，以区别正常尿液和糖尿病尿[4]，但很长时间以来其定量分析的功能被忽略了。然而，经过对实验的改进，确有部分研究者将此反应用在糖类物质定量分析的尝试上。
张志华等[12]将一定量的葡萄糖溶液和浓硫酸混匀，70 ℃水浴反应15 min (产生糠醛衍生物)，放至室温后加一定量的α-萘酚，摇匀放置10 min (产生有色物质)，加无水乙醇稀释至10 mL，稀释至不同浓度，在570 nm处测定吸光度，绘制工作标准曲线，表明在葡萄糖浓度在在1–50 × 10-6 g·mL-1之间线性关系良好，可以用于含量测定，并测定了木糖醇中还原糖的含量。李勇等[13]的发明专利公开文件中也介绍了一种用类似方法测定木糖醇中还原糖的方法。洪陵成[14]的发明专利公开文件中，介绍了一种水中糖含量的比色检测方法，也是用Molish反应后比色的方法进行。杨同香等[15]用Molisch反应后比色的方法建立了一种测定糖厂汽凝水蔗糖含量的方法。李继民等[16]建立了α-萘酚-浓硫酸分光光度法快速测定不同厂家复印纸水解液中还原糖含量的方法，为基层民警提供了快速、经济、简便的纸张物证的鉴定方法。
5 结语
Molisch反应发现一百多年来，在相关领域有关糖和苷类化合物的定性研究中起到不可磨灭的作用。其反应机理研究由于年代较早，在很大程度上属于反应过程的推测，因此值得更进一步厘清，且进一步反应机理的研究需同时考虑反应体系中的脂溶性和水溶性反应产物。此外，以往该反应较少用在糖或苷类物质的定量分析上，但根据已有的文献，该反应在定量分析上极有前景，因此相关研究者值得在这方面给予更多关注。
参考文献
DOI:10.1248/cpb.33.2862 [本文引用: 1]
