2. Alcois:fórmanse ao substituírse un H dun hidrocarburo por un grupo -OH (hidroxilo) Ex: CH 3 -CH 2 OH

Transcripción

1 TEMA 2: GLÍCIDOS - Concepto. Funcións biolóxicas. Clasificación. - Monosacáridos: clasificación, propiedades, estrutura. Estudo dos máis importantes. - Disacáridos: enlace glicosídico. Sacarosa, maltosa e lactosa. Estudo e recoñecemento. - Polisacáridos: amidón, glicóxeno, celulosa e quitina. Características fundamentais. GRUPOS FUNCIONAIS NOS COMPOSTOS ORGÁNICOS Determinados grupos de átomos teñen tendencia a unirse mediante enlaces covalentes e formar os radicais orgánicos ou grupos funcionais. Os máis importantes son: 1. Hidrocarburos: resultan da unión do C e do H formando cadeas lineais ou cíclicas, que poden ser saturadas ou insaturadas (dobres ou triples enlaces C=C). Ex: CH 4... Metano CH 3 -CH 3... Etano 2. Alcois:fórmanse ao substituírse un H dun hidrocarburo por un grupo -OH (hidroxilo) Ex: CH 3 -CH 2 OH 3. Aldehidos: Proceden da substitución dun C primario dun hidrocarburo de dous H por un O unido por dobre enlace. A este grupo ( C= O) se lle denomina carbonilo. 4. Cetonas: igual que os aldehidos pero o O se substitúe nun C secundario. C=O 5. Ácidos carboxílicos: fórmanse pola substitución nun C primario de dous H por un O unido por dobre enlace e dun terceiro H por un grupo hidroxilo (-OH). 6. Éster: fórmanse pola combinación dun ácido e un alcol con perda dunha molécula de auga. R-COOH + R'-CH 2 OH...R-CO-O-CH 2 -R' + H 2 O. 7. Aminas: derivan do amoníaco. (R-NH 2 ). 8. Amidas: fórmanse pola combinación entre un ácido e unha amina. R-COOH + R'-NH 2...R-CO-NH-R' 9. Tamén veremos outros compostos orgánicos derivados do benceno e heterociclos formados por C, O, N, etc como as pirimidinas, pirrol, purinas, etc. 1

2 HIDRATOS DE CARBONO, CARBOHIDRATOS OU GLíCIDOS Os compostos orgánicos pertencentes a este grupo denomínanse así porque nun principio considerouse que estaban formados unicamente por C, H, O na proporción (C H 2 O) n, na que o hidróxeno e o osíxeno atópanse na proporción 2:1, como na auga. FUNCIÓNS 1. Almacenamento de enerxía (reserva enerxética do organismo. Ex: glicóxeno) 2. Combustible celular. Ex:glicosa 3. Estrutural: parede celular ex: celulosa, exoesqueleto ex: quitina 4. Tamén teñen funcións específicas: algúns forman parte de antibióticos, vitaminas, hormonas, etc. Clasificación Monosacáridos. Son os máis sinxelos, non se poden descompoñer en unidades de glícidos máis sinxelos. Exemplo: glicosa Oligosacáridos. Formados por varias unidades de monosacáridos.os máis importantes son os disacáridos. Polisacáridos. Formados por máis de 10 monosacáridos Monosacáridos Son cadeas carbonadas unidas a grupos -OH e radicais -H, ademais dun grupo carbonilo (C=O) que pode orixinar dous tipos de monosacáridos: - Aldosas: se o C=O se atopa nun C primario. - Cetosas: se o C=O se atopa nun C secundario. Posúen de 3 a 9 átomos de C e noméanse engadindo a terminación -OSA ao nº de carbonos: triosa (3), tetrosa (4), pentosa (5), hexosa (6),... Cada un deles, dependendo de que o grupo carbonilo atópese a principio ou no medio da cadea carbonatada será: aldotriosa ou cetotriosa... Segundo esta nomenclatura, como nomearías os seguintes monosacáridos? 2

3 Propiedades - Son sólidos cristalinos de cor branca. - Son solubles en auga. - Xeralmente posúen sabor doce. - A presenza do grupo carbonilo failles ser redutores fronte a determinadas substancias como o licor de de Fehling (ao oxidarse toma cor azul e ao reducirse vermello).(práctica de laboratorio) - Desvían o plano da luz polarizada se posúen C asimétricos( son aqueles C unidos a 4 radicais distintos). - Algúns teñen función enerxética (glicosa, frutosa...). - Debido á presencia de C asimétrico presentan isomería. Isomería dos monosacáridos Todos os monosacáridos excepto a dihidroxiacetona (cetotriosa) o cal implica a existencia de isómeros: posúen C* asimétricos, Isómeros espaciais ou estereoisómeros, é dicir, compostos con igual fórmula molecular e distinta estrutural. Un exemplo sería o glícido máis sinxelo: o gliceraldehido. Pódese observar como os catro radicais pódense colocar ao redor do átomo de C segundo dúas configuracións distintas, non superpoñibeis: Se o grupo -OH do gliceraldehido está á dereita dise que pertence á configuración D Se está á esquerda, á configuración L. A partir de aquí, todos os monosacáridos co -OH do penúltimo carbono á dereita dise que pertence á configuración D e se o ten á esquerda á L. O nº de estereoisómeros aumenta de forma exponencial co nº de C asimétricos. Se n é o nº de C asimétricos, os estereoisómeros serán 2 n. Isómeros ópticos. Os estereoisómeros por ter C asimétricos posúen actividade òptica. Isto quere dicir, que cando sobre unha disolución de azucre incide un raio de luz polarizada, prodúcese unha desviación do plano de polarización da luz incidente. 3

4 Se a desviación é cara á dereita o glícido será dextróxiro e represéntase por ( +). Se o desvío é cara á esquerda denomínase levóxiro e se representa por (-) Isto non ten nada que ver cos isómeros D e L, é dicir, un estereoisómero de configuración D pode ser + ó -. Principais monosacáridos Pentosas: Ribosa e desoxirribosa que forman parte do ARN e ADN respectivamente. Hexosas: Glicosa ou azucre de uva. É o alimento fundamental das célula, polo tanto ten función enerxética. Ao polimerizarse forma compostos con función de reserva enerxética como o amidón e o glicóxeno ou estrutural como a celulosa. Na natureza atópase a D-glicosa ou dextrosa. Galactosa que forma parte do azucre do leite ou lactosa, e unida a lípidos (cerebrósidos). Frutosa que é unha cetohexosa, e forma coa glicosa a sacarosa. No fígado convértese en glicosa, polo que tamén é fonte de enerxía. Estrutura dos monosacáridos Ata agora estudamos os monosacáridos coma se fosen moléculas lineais. Pero, con todo, os monosacáridos de 5 ou máis átomos de C compórtanse en disolución coma se tivesen un C asimétrico máis. Isto é debido a que estas moléculas en auga non son formas abertas senón pechadas en forma de aneis de 5 ó 6 carbonos. Así, cando a glicosa atópase en disolución, un 95% está en forma cíclica e un 5% en forma aberta. A ciclación das moléculas prodúcese ao reaccionar o grupo aldehido do C 1 co grupo OH do C 4 nas aldopentosas ó do C 5 nas aldohexosas. Establécese un enlace chamado hemiacetálico intramolecular entre os dous carbonos da reacción. Ademais, a nova estrutura que aparece transforma ao C 1 nun novo C asimétrico chamado C anomérico, e ten un grupo hidroxilo (-OH) chamado -OH hemiacetálico, que mantén o poder redutor. Este C anomérico dá lugar a dous novos estereoisómeros, denominados anómeros: 1. a se o OH hemiacetálico está na posición trans respecto ao grupo CH 2 OH (cara abaixo no plano) 2. b si el OH hemiacetálico está en posición cis respecto ao CH 2 OH (parte superior do plano). 4

5 Cando unha estrutura se cicla dando lugar a: un hexágono chámaselle pirano (glucopiranosa) un pentágono chámase furano As estruturas en forma de cadea aberta denomínanse fórmulas de Proxección de Fischer e as cíclicas proxeccións de Haworth Pero en realidade, as estruturas cíclicas da glicosa non son planas, senón que poden adoptar dúas conformacións no espazo: a de nave e a de cadeira de montar. Isto é debido a que os enlaces oriéntanse no espazo e non nun plano. Cadeira de montar Os extremos da molécula están en diferentes lados respecto ao plano Nave Os extremos están no mesmo plano Oligosacáridos Fórmanse pola unión de varios monosacáridos (ata 10) mediante un enlace O-glicosídico que se establece entre un -OH hemiacetal dun monosacárido e un grupo alcol doutro con perda dunha molécula de auga. Tamén son doces, solubles, cristalizables e hidrolizables. 5

6 Os disacáridos están formados pola unión de dous monosacáridos, que se realiza de dúas formas: 1. Mediante enlace monocarbonílico, entre o C anomérico dun monosacárido e un C non anomérico doutro monosacárido, como se ve nas fórmulas da lactosa e maltosa. Estes disacáridos conservan o poder redutor (reducen o licor de Fehling). 2. Mediante un enlace dicarbonílico que se establecerá entre os -OH de dous C anoméricos. Neste caso, carecen de poder redutor, xa que este é debido á presenza de -OH hemiacetálicos libres. Ex: a sacarosa. Principais disacáridos 1. MALTOSA: Atópase nos grans xerminados. Ao xerminar a cebada e tostala obtense a malta que se utiliza para a fabricación de cervexa e como sucedáneo do café. Obtense por hidrólise parcial do amidón e está formada pola unión de dúas glicosas unidas por un enlace aoglicosídico. Ten poder redutor porque ten o -OH hemiacetálico libre. 2. LACTOSA: É o azucre do leite e está formada por galactosa e glicosa unidas por un enlace boglicosídico. Posúe poder redutor? Por que? 3. SACAROSA (azucre) Abunda na cana de azucre e na remolacha azucreira. Está formada por glicosa e frutosa. Non posúe poder redutor. Por que? 6

7 Cando se hidroliza o enlace da sacarosa, obtense unha mestura de glicosa e fructosa denominada azucre invertido, debido a que inverte o plano de polarización da luz (a sacarosa é dextróxira e ao hidrolizarse D-glicosa(+) e D-frutosa(-) é levóxira). Polisacáridos Son glúcidos de elevado peso molecular. Formados pola unión de moitos monosacáridos (+ de 10) ou dos seus derivados, mediante un enlace O-glicosídico con perda de (n-1) moléculas de auga. Propiedades - Non teñen sabor doce. - Son insolubles en auga, ou forman dispersións coloidais (como o amidón). - Non presentan poder redutor. Por que? - Ten función estrutural como a celulosa nos vexetais e a quitina nos animais ou función enerxética como o amidón nos vexetais e o glicóxeno nos animais. Poden ser homopolisacáridos ou heteropolisacáridos. Homopolisacáridos Formados por monosacáridos iguais. Os máis importantes están formados pola polimerización de hexosas. Destacan o glicóxeno, amidón, celulosa e quitina. 1. Amidón É un polisacárido propio das células vexetais acumulándose nas seus amiloplastos. É un polímero de elevado peso molecular. Formado pola unión de moléculas de glicosa mediante enlaces O- glicosídico. É unha gran reserva enerxética. Está formado por dous tipos de moléculas: a amilosa e a amilopectina: Amilosa: é un polímero da glicosa enlazadas con enlaces a(1-4) formando cadeas lineais pero dispostas no espazo de forma helicoidal (cada volta de hélice 6 glicosas). É soluble en auga e ao hidrolizarse dá lugar a dextrinas que posteriormente dá maltosas e finalmente se hidrolizan a glicosas. Amilopectina:tamén está formada por cadeas helicoidais de glicosas (6) unidas por enlaces a(1-4), pero ademais presentan ramificacións unidas á hélice con enlaces a(1-6). 7

8 Glicóxeno É o polisacárido de reserva dos animais e localízase nas células do fígado e do músculo estriado. Forma dispersións coloidais no interior das células. Estrutura: É un polímero helicoidal da glicosa cunha estrutura semellante á amilopectina, é dicir, as glicosas únense mediante un enlace glucosídico a(1-4) e disponse helicoidalmente no espazo e con ramificacións cada 8 ó 10 glicosas a(1-6). As amilasas sobre o glicóxeno dan maltosa e dextrina límite. A continuación, polas encimas glicosidasas e as maltasas, obtense glicosa. A ramificación de ambas as substancias de reserva favorece a súa degradación encimática, pois esta empeza polo extremo das ramas, de forma que canto máis ramificada estea a molécula, máis rápida será a obtención de glicosa. Un dato importante é que a frecuencia de ramificación é maior no caso do glicóxeno (cada 8-10 molécula) que na amilopectina (cada glicosas), o que, xunto co maior peso molecular do glicóxeno, favorece a dispoñibilidade de glicosa no caso dos animais, cuxa actividade, e xa que logo, requirimento enerxético, é maior. 3. Celulosa É un polímero lineal da glicosa unidas por enlaces b (1-4), non ramificado. Este enlace b (1-4) proporciónalle a molécula un gran resistencia. As cadeas dispóñense paralelamente unidas por ptes. de H constituíndo as microfibriñas. Estas únense e forman as fibriñas que á súa vez se unen entre si e forman as fibras de celulosa de gran rixidez. De aquí a súa función esquelética para os vexetais (parede celular). É insoluble en auga. 4. Quitina Polímero lineal da N-Acetilglicosamina con enlaces tipo b. A súa estrutura é semellante á da celulosa; é dicir, as macromoléculas unidas por pontes de hidróxeno disponse en capas que, superpostas con orientacións diferentes, dan consistencia a caparazóns (exoesqueleto dos artrópodos) e paredes celulares fúnxicas. Nacetilglicosamina 8

9 Heteropolisacáridos Están formados por monosacáridos distintos ou derivados destes. Adoitan desempeñar funcións estruturais, lubrificantes ou de defensa. Nas plantas atópanse na parede celular ou na membrana de secreción, por exemplo o agaragar, gomas, mucílagos, etc. Pectina: atópase na parede celular dos vexetais. Moi abundante na mazá e no marmelo. O agar agar aparece nas algas vermellas e utilízase en medios de cultivo de microorganismos e na industria alimenticia como espesante. As gomas son segregadas polas células vexetais ao exterior cando se produce un traumatismo, e teñen interese industrial como é o caso da goma arábiga. A diferenza destes, os mucílagos caracterízanse por quedar dentro da planta, taponando por dentro a ferida. Teñen a propiedade de incharse nun medio acuoso, do que se serve a industria farmacéutica para realizar preparados saciantes, complemento das dietas de adelgazamento CONTIDOS MÍNIMOS Concepto, clasificación, nomenclatura e función biolóxica Monosacáridos. Estrutura e propiedades. Isomería. Disacáridos. Recoñecer os principais, saber as súas propiedades e saber representar un enlace 0-glicosídico. Polisacáridos. Función e estrutura. 9