Carbohidratos. Fotosíntesis: Metabolismo: CO 2 + H 2 O + energía [CH 2 O] n + O 2. [CH 2 O] n + O 2. CO 2 + H 2 O + energía

Transcripción

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2 Carbohidratos Fotosíntesis: C energía [C 2 ] n + 2 Metabolismo: [C 2 ] n + 2 C energía

3 Carbohidratos C x ( 2 ) y 70-80% cubren las necesidades de energía en los humanos (~50%) Son más del >90% de materia seca en las plantas Son Monómeros y polímeros Propiedades Funcionales Poder edulcorante Reactividad química Funcionalidad de los Polímeros

4 Caña de azúcar Azúcar de remolacha

5 Azúcares Simples Ya no se pueden degradar (romper) por medio de una hidrólisis ácida bajo condiciones suaves Polialcoholes con un grupo funcional de aldehído o cetona Muchos son compuestos quirales C tiene hibridación sp 3 (ángulos de valencia tetraédricos)

6 Ejemplos de algunos carbohidratos Isosorbide Sucrosa (azúcar de caña) C 2 C 2 sorbitol N 2 N N N N mio-inositol Ácido meso-tartárico Adenosina

7 Monosacáridos Comunes Glucosa Manosa NAc 2-Acetamido-2-desoxiglucosa Galactosa

8 Algunos azúcares forman anhídridos o lactonas 1,6-anhidro-b-D-idopiranosa β-d-glucofuranurono-6,3-lactona (se usa en algunas bebidas energéticas) y algunas pocas tienen más de una función aldehído o cetona

9 Azúcar Invertido Sacarosa Glucosa + Fructosa [α] D =+66 [α] D =+53 [α] D = 92 Más dulce que la sacarosa Más difícil de cristalizar (e.g. se usa como endulzante, en el chocolate) Glucosa ( azúcar de uva ) también se conoce como dextrosa Fructosa ( azúcar de la fruta ) también se conoce como levulosa

10 Los Carbohidratos también se llaman sacáridos ó, cuando ellos son relativamente pequeños, azúcares. ay varias clasificaciones, las cuales han probado ser relativamente útiles Complejidad Carbohidratos Simples monosacáridos Carbohidratos Complejos disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos

11 QUE ES LA (+)-LACTSA, SI SU IDRÓLISIS ÁCIDA DA LS SIGUIENTES PRDUCTS? (+)-LACTSA C D-GLUCSA D-GALACTSA

12 Un disacárido consiste de dos monosacáridos MALTSA + 2 LACTSA + 2 SUCRSA + 2 GLUCSA + GLUCSA GLUCSA + GALACTSA GLUCSA + FRUCTSA

13 Tamaño Tetrosa Azúcares con C 4 Pentosa Azúcares con C 5 exosa Azúcares con C 6 eptosa Azúcares con C 7 etc. Tres carbonos: una triosa

14 Por el grupo funcional C= Aldosa Azúcares que tienen la función aldehído o un equivalente a un acetal Cetosa Azúcares que tienen la función cetona o un equivalente a un cetal Tres carbonos: una triosa Grupo ALDEÍD: UNA ALDTRISA

15 CLASIFICACIÓN DE LS CARBIDRATS Ribosa Aldosa Pentosa Gliceraldehído Aldosa Triosa Fructosa Cetosa y exosa Glucosa Aldosa exosa

16 CLASIFICACIÓN DE AZÚCARES Una aldohexosa Una cetohexosa Una aldotetrosa Una cetotetrosa

17 Reactividad Azúcares Reductores Son azúcares que son oxidados por el reactivo de Tollens (o por los reactivos Benedict o Fehling). Azúcares No Reductores Son azúcares que no son oxidados por el reactivo de Tollens u otros reactivos oxidantes

18 La proyección de Rosanoff D-glucosa D-glucosa

19 ESTRUCTURAS DE LA GLUCSA Y DE LA FRUCTSA ó ó glucosa fructosa

20 SERIES D Y L DE AZÚCARES (+)-Gliceraldehído Serie D de azúcares (-)-Gliceraldehído Serie L de azúcares

21 derecha D-Gliceraldehído (R)-Gliceraldehído izquierda L-Gliceraldehído (S)-Gliceraldehído

22 (R)-Gliceraldehído espejo (S)-Gliceraldehído Los dos enantiómeros del azúcar más simple: el gliceraldehído

23 No hay relación entre los descriptores D y L y el signo de la rotación óptica, (+) y (-) D-(+)-Gliceraldehído espejo L-(-)-Gliceraldehído D-(-)-Eritrosa espejo L-(+)-Eritrosa

24 DEGRADACIÓN DE ALDPENTSAS Degradación Degradación Degradación D-(+)-glucosa D-(-)-arabinosa D-(-)-eritrosa D-(+)-gliceraldehído

25 LA FAMILIA D DE LAS ALDSAS D-(+)-gliceraldehído D-(-)-eritrosa D-(-)-treosa D-(-)-ribosa D-(-)-arabinosa D-(+)-xilosa D-(-)-lixosa D-(+)-alosa D-(+)-altrosa D-(+)-glucosa D-(+)-manosa D-(-)-gulosa D-(-)-idosa D-(+)-galactosa D-(+)-talosa

26 Escriba las proyecciones de Fischer para las siguientes moléculas

27 All altruists gladly make gum in gallon tanks C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 Allose Alosa Altrose Altrosa Glucose glucosa Mannose manosa C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 Gulose Gulosa Idose Idosa Galactose galactosa Talose Talosa

28 2 2 estereoisómeros LAS CUATR D-ALDTETRSAS Se muestran los isómeros D y L D-(-)-Eritrosa L-(+)-Eritrosa D-(-)-treosa L-(+)-treosa

29 2 3 estereoisómeros Solo se muestran los diastereoisómeros D Las 4 D-aldopentosas D-(-)-ribosa D-(-)-arabinosa D-(+)-xilosa D-(-)-lixosa

30 2 4 estereoisómeros Solo de muestran los diastereoisómeros D 8 D-aldohexosas D-(+)-alosa D-(+)-altrosa D-(+)-glucosa D-(+)-manosa D-(-)-gulosa D-(-)-idosa D-(+)-galactosa D-(+)-talosa

31 D-Fructosa, una cetohexosa común (azúcar de la fruta) Esta cetona hace que la Fructosa sea un cetoazúcar, una cetohexosa D-fructosa

32 Cuando se trata la D-glucosa con NaB 4 da D-glucitol (sorbitol), C Muestre la estructura del D-glucitol y proponga un mecanismo patra esta reacción D-glucosa D-glucitol (65 %)

33 Ácido trans-crotónico Ácido treo-2,3-dihidroxibutanoíco Ácido cis-crotónico Ácido eritro-2,3-dihidroxibutanoíco

34 MLÉCULAS DISIMÉTRICAS eritro treo eritro treo 2,3-dibromopentano 3-cloro-2-butanol meso (d,l) 2,3-dibromobutano meso (d,l) Ácido tartárico

35 EPÍMERS EPÍMERS EN C2 EPÍMERS EN C4 D-MANSA D-GLUCSA D-GALACTSA EPÍMERS EN C2 D-ERITRSA D-TRESA

36 Formación de anillos Reacción Intramolecular entre un alcohol y un grupo carbonilo para formar un anillo Anillos de 6-miembros son piranosas Anillos de 5-miembros son furanosas Se genera un nuevo carbono quiral y dos adicionales anómeros (α- y β-)

37 MECANISM DE LA FRMACIÓN DEL CETAL CÍCLIC PAS 1. PRTNACIÓN PAS 2. ADICIÓN NUCLEFÍLICA γ-idrxialdeíd PAS 3. DESPRTNACIÓN SE DERIVA DEL GRUP EMIACETAL CÍCLIC SE DERIVA DEL GRUP C=

38 CNFÓRMERS DE LA D-GLUCSA PRYECCIÓN DE FISCER GIR PR EL LAD DEREC CNFÓRMER YA RTAD PRYECCIÓN DE AWRT CNFRMACIÓN DE SILLA (TDS LS SUSTITUYENTES ECUATRIALES) CNFRMACIÓN DE SILLA (EL EN C1 AXIAL)

39 ANÓMERS DE LA D-GLUCSA CARBN ANMÉRIC α-d-glucpiransa FRMA DE CADENA ABIERTA β-d-glucpiransa

40 acia arriba β-d-glucpiransa acia abajo β-d-glucpiransa SILLA MÁS ESTABLE INTERCNVERSIÓN SILLA MENS ESTABLE

41 MUTARRTACIÓN ANÓMER α FRMA DE CADERNA ABIERTA ANÓMER β Cristaliza por debajo de 98 C Equilibrio en solución Cristaliza por arriba de 98 C MEZCLA EN EQUILIBRI DE α Y β [α] = ANÓMER α PUR pf 146 C, [α] = ANÓMER β PUR pf 150 C, [α] = +18.7

42 Rotación alrededor del enlace C 1 -C 2 C5- se adiciona a C 1 C5- se adiciona a C 1 α-d-(+)-glucopiranosa β-d-(+)-glucopiranosa

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45 CNFÓRMERS DE LA D-FRUCTSA FURANÓSID DE LA D-FRUCTSA D-FRUCTSA FRMA CÍCLICA

46 ANÓMERS DE LA D-FRUCTSA CARBN ANMÉRIC α-d-fructfuransa β-d-fructfuransa

47 Glucosa Acíclica y Cíclica α-d-glucopiranosa 38% en solución β-d-glucopiranosa α-d-glucofuranosa ~0.02% en solución β-d-glucofuranosa 62% en solución

48 Mutarrotación de la ribosa idrato (0.09%) α-piranosa (20.2%) C 2 α-furanosa (7.4%) C Forma ceto- (0.04%) β-piranosa (59.1%) C 2 β-furanosa (13.2%)

49 anómero α [α] +111 D 36% forma aldehídica 0.02% [α] D +53 anómero α y β en equilibrio anómero β [α] +19 D 64% R R C 2 C 2 X C 5 X C 5 anómero α X-axial anómero β X-ecuatorial (+ Estable)

50 Composición porcentual de las aldosas en solución acuosa en equilibrio a 40. Determinado por GLC Aldosa α- Piranosa β- Piranosa Ribosa α- Furanosa β- Furanosa 6 18 Arabinosa Xilosa <1 Lixosa <1 Alosa Altrosa Glucosa <1 Manosa <1 Gulosa <22 >78 <1 Idosa a Galactosa <1 Talosa a a60