CARBOHIDRATOS o HIDRATOS DE CARBONO

Transcripción

1 QUIMICA ORGANICA Prof. Raúl Quijada, Teresa Velilla CARBOHIDRATOS o HIDRATOS DE CARBONO Los carbohidratos o hidratos de carbono son compuestos de fórmula molecular C n (H 2 O) m. Son polihidroxialdehídos (aldosas) o polihidroxicetonas (cetosas). También se denominan azúcares. Clasificación: a) Según su complejidad monosacáridos disacáridos: la hidrólisis del compuesto da 2 monosacáridos oligosacáridos: la hidrólisis del compuesto da entre 2 y 10 monosacáridos polisacáridos: la hidrólisis del compuesto da más de 10 monosacáridos b) Según su tamaño: tetrosa: azúcar con 4 átomos de carbono pentosa: azúcar con 5 átomos de carbono hexosa: azúcar con 6 átomos de carbono etc. c) Según el grupo funcional orgánico que contengan aldosas: contienen grupo aldehído (o el hemiacetal o acetal equivalente) cetosas: contienen grupo cetona (o el hemiacetal o acetal equivalente) Designación L y D de monosacáridos Referencia: Gliceraldehído CH 2 OHCHOHCHO D-Gliceraldehído L Gliceraldehído Veamos la Glucosa, que es una aldohexosa:

2 D-(+)-glucosa L-(-)-glucosa Se comienza numerando los carbonos por el grupo carbonilo. La glucosa tiene 4 átomos de carbono quirales. Se ubica el carbono quiral con el número más alto. Si el sustituyente OH se encuentra a la derecha, la configuración es D. La glucosa en su forma lineal, se encuentra en equilibrio con un compuesto cíclico, que es un hemiacetal llamado glucopiranosa; éste se forma cuando se une el C5 y el C1 mediante un átomo de O, pivoteando sobre el C4. Se forma entonces un anillo de seis miembros, que se dibuja como un hexágono plano por simplicidad, aunque su conformación estable es la silla. Al ciclarse la estructura, se genera un nuevo estereocentro en el carbono C1, que se denomina carbono anomérico. Los isómeros α y β se denominan anómeros (difieren sólo en la estructura del C1). [α]=112º [α]=19º

3 Recordar: Notar que en la α-d-(+)-glucosa, el OH en el carbono anomérico es trans respecto al grupo CH 2 OH. En la β-d-(+)-glucosa, en cambio, el OH en el carbono anomérico es cis respecto al grupo CH 2 OH. Ambas formas tienen rotación óptica específica positiva (son levógiras, (+)). Mutorrotación Una solución acuosa de glucosa presenta una rotación óptica específica de 52.7º, debido a que el anillo se abre y se genera un equilibrio entre la forma abierta y las formas cíclicas α y β. Reacciones de oxidación de monosacáridos Cuando se oxida el grupo aldehído de una aldosa, a un grupo ácido carboxílico, se forma un ácido aldónico (ecuación 1). Si se oxida los dos grupos extremos de una aldosa, el producto es un ácido aldárico (ecuación 2). En un ácido aldárico, los extremos de la cadena son idénticos, y se pueden generar planos de simetría. Así, ribosa, xilosa, alosa y galactosa, que son quirales, dan ácidos aldáricos aquirales. una aldosa un ácido aldónico 1. Oxidación suave 2. un ácido aldárico Oxidación fuerte

4 Forma cíclica de los monosacáridos Disacáridos Están formados por dos monosacáridos, A y B en los siguientes diagramas. El enlace glicosídico está en azul. Este enlace puede ser α o β. Las enzimas suelen ser selectivas para degradar enlaces, ya sea α o β; por ejemplo, la alfa-glicosidasa degrada la maltosa a glucosa, pero no la celobiosa. En celobiosa y maltosa, el enlace entre anillos glucopiranósidos se relaiza entre el carbono anomérico en el anillo A y el grupo hidroxilo del carbono 4 en el anillo B. El carbono anomérico en el anillo B queda libre. Celobiosa y maltosa pueden formar anómeros alfa o beta (en el diagrama se muestra la beta). Celobiosa: 4-O-β-D-Glucopiranosil-D-glucosa (se muestra el anómero. Dos unidades de glucosa, unidas por enlace β-glicosídico.

5 Lactosa: 4-O-β-D-galactopiranosil-D-glucosa (se ha dibujado el anómero β). Sacarosa: α-d-glucopiranosil-β-d-fructofuranósido (β-d-fructofuranosil-α-dglucopiranósido) Maltosa: 4-O-α-D-Glucopiranosil-D-glucosa (se muestra al anómero β). Dos unidades de glucosa unidas mediante un enlace α-glicosídico ente C1 y C4.

6 La D-glucosa está contenida en la familia de aldosas D: Como ejercicio, dibuje la familia L, partiendo del L-gliceraldehído.