RESUMEN CARBOHIDRATOS

UNIDAD VIII

“CARBOHIDRATOS”

INTRODUCCION

Carbohidrato o hidrato de carbono, no es muy exacto el termino, lo sugirio hace mas de un siglo Emil Fisher cuya formula condensada es:

Cn( H2o)n

Según esta formula el acético, seria un carbohidrato:

CH3COOH formula condensada C2H4O2 (múltiplo del agua)

Existen otros nombres sin bases químicas como:

Glúcidos (dulce)

Sacáridos (sacarosa:dulce)

Osidos(huesos)

El nombre adecuado en bases químicas son: polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas que son un nuemro grandísimo de compuestos químicos con una gran variedad aplisima de estructructuras y funciones biológicas, nos brindan plan(almidon) , techo (celulosa que se puede encontrar en la madera) , abrigo como el algodón, lino , rayon (acetato de celulosa o celulosa), que cubren la necesidades de la vida.

Las funciones principales de los “carbohidratos”, biopolímeros (polisacáridos) son:

Estructural : celulosa por ejemplo

Almacenamiento: de atomos de carbono que al hidrolizar nos producen energía química (energéticos) como el almidon, glucógeno, etc.

ΔHcarbohidrato: 4.5 Kcal/g

CLASIFICACION DE CARBOHIDRATOS:

1.-POR COMPOSICION:

Simples glúcidos: simplemente llamada glucana.

Complejos o conjugados: grupo prostético o compuestos diferentes de esta familia , estos posen enlace covalente.

Gluco o glicoproteínas

Glico o glucolipidos: cuyas funciones biológicas especificas son: aglutinantes “gelatina” que lubrican articulaciones, grupos sanguíneos, algunos antibióticos (amino-glucosidos, ej.: gentamicina, amikacina).

Péptido glicanas:cubiertas protectoras de la bacterias (paredes celulares).

2.- POR SU GRUPO FUNCIONAL:

Aldosas :

Cetosas:

3.- POR SU Numero de atomos de carbono:

C3 : triosas

C4: tetrosas

C5: pentosas

C6:hexosas

C7: heptosas , etc.

4.-POR SU COMPLEJIDAD:

Monosacáridos o azucares simples:es la minima unidad que no puede hidrolizarse en glúcidos mas sencillos su terminación es OSA.

Oligosacáridos: son de dos a ocho monómeros enlazados covalentemente, llamado enlace glucosidico o glicosidico ( -C-O-C-)

Dos monómeros disacaridos -H2O

Tres monomeros trisacaridos -2H2O

Cuatro monomeros tetrasacarido -2H2O

Asi hasta llegar a ocho monómeros.

c)polisacáridos de diez a miles de unidades poliméricas- su nombre quimico tiene la terminación o sufijo “ ANA” .

Homopolimeros u homopolisacaridos: son unidades de un mismo monosacárido.

Heteropolimero o heteropolisacarido: son unidades de dos o mas monosacáridos diferentes.

DEFINICIONES:

1.-ENANTIOMERO O ENANTIOFORMO: sere fiere a la isomería óptica que son imágenes especulares que no se pueden superponer ( series o formas D y C)

Ejemplo:

Cuando el –OH del penúltimo carbonos ; ( antes del –OH primario) de escribe a la derecha , estamos hablando de la forma D ( predominantes en la naturaleza)

Si el –OH del penúltimo carbono se escribe a la izquierda es forma L .

Ejemplo de todos los azucares:

*carbono asimétrico o quiral

Figura 1.1 D- GLICERALDEHIDO

Figura 1.2 L- GLICERALDEHIDO

K° de estereoisomero (E.I) = 2n donde n= No. De carbonos asimétricos del azúcar.

Para el gliceraldehido:

I°=I =C*=2 formas de glicelaldehido D y L

2.-DIASTEREOISOMEROS: dos isómeros ópticos que no sean imágenes espculares , ni se superpongan (traslapen) cuando dos diastereoisomeros se diferencian por la configuración de uno de sus carbonos de uno de sus carbonos asimétricos se les llaman EPIMEROS , un ejemplo seria la glucosa y la galactosa:

3.- ANOMERO( unidad anular o anillada ) serefiere a ñas formas cíclicas u oxiciclicas de ñas pentosas , aldosas y hexosas ( aldosas y cetosas). L a forma cerrada u oxiciclica.

FORMULAS LINEALES O DE FISHER

ALDOSAS (MONOSACARIDOS)

n°ε I =2n

n°= numero de estereoisomeros

Las que están subrayadas son las mas comunes.

Actividad óptica:

α o (+): dextro- rotatoria = dextrógira

L o (-) : levo- rotatoria = levógira

Los valores de actividad óptica son de equilibrio de los carbonos (C1) α y β anomericos.

FORMAS LINEALES O DE FISHER

CETOSAS (MONOSACARIDOS)

ALDEHIDOS Y CETONAS

Los aldehídos y las cetonas son funciones en segundo grado de oxidación. Se consideran derivados de un hidrocarburo por sustitución de dos átomos de hidrógeno en un mismo carbono por uno de oxígeno, dando lugar a un grupo oxo (=O). Si la sustitución tiene lugar en un carbono primario, el compuesto resultante es un aldehído, y se nombra con la terminación -al. Si la sustitución tiene lugar en un carbono secundario, se trata de una cetona, y se nombra con el sufijo -ona.

El grupo carbonilo (>C=O), común a aldehídos y cetonas, confiere polaridad a la moléculas, aunque en menor cuantía que el grupo hidroxilo. Los aldehídos y cetonas pueden, por captación de un átomo de hidrógeno de un carbono contiguo, dar lugar a una reacción intramolecular con formación de un doble enlace y una función hidroxilo, es decir, un enol. Este proceso es fácilmente reversible y se conoce con el nombre de tautomería cetoenólica.

Una de las reacciones químicas más importantes del grupo carbonilo es la adición de una molécula de alcohol para dar hemiacetales (hemicetales si son cetonas). En los monosacáridos se pueden formarhemiacetales o hemicetales internos que dan lugar a la forma cerrada de la molécula. Éstos, a su vez,pueden condensar con otra molécula de alcohol, con pérdida de una molécula de agua, para dar lugar aacetales o a cetales. Es lo que ocurre en el caso de los glicósidos.

REACCIONES DE ALDEHIDOS:

REACCIONES DE CETONAS:

PARA LA CICLACION DE ALDOSAS Y PENTOSAS

Los monosacáridos solo adquieren la estructura lineal en estado solido (cristalino). En disolución, los monosacáridos de 5 o más carbonos adquieren una estructura cíclica, que es la que encontramos en todos los seres vivos.

La ciclación de los monosacáridos se produce mediante un enlace hemiacetal, entre el C con el grupo carbonilo y el –OH (hidroxilo) del penúltimo Carbono. El enlace hemiacetálico consiste en un enlace covalente entre el grupo aldehído y un alcohol (en el caso de las aldosas) o un enlace hemicetal (en el caso de las cetosas), que es un es un puente de oxígeno intramolecular entre el grupo cetona y un alcohol.

Para realizar la ciclación de una forma abierta (en proyección de Fischer), se utiliza el método de proyección de Haworth:

1. La forma abierta de la molécula se gira 90º

2. La molécula se representa ahora plegada, situación en la cual el penúltimo carbono (C5), sufre una rotación y queda cerca del carbono con el grupo carbonilo, que reacciona con el –OH de éste, creando el enlace hemiacetal. El último carbono (C6) queda unido al C5 por encima del plano de proyección. El enlace hemiacetal mantiene el carácter reductor del monosacárido, pues no supone pérdida ni ganancia de átomos, sino una reorganización de los mismos.

3. Se cicla así la molécula y se forma una estructura pentagonal (furanosa) o hexagonal (piranosa).

4. Los grupos –OH y –H que estaban situados a la derecha en la proyección de Fischer quedan ahora hacia abajo y los que estaban a la izquierda, hacia arriba.

Cuando esto ocurre, el carbono con el grupo carbonilo se transforma en un carbono asimétrico que se denomina anomérico, lo que propicia la aparición de dos estereoisómeros, llamados anómeros. Los anómeros son precisamente, isómeros de los monosacáridos de 5 o más carbonos y que han sufrido la unión hemiacetálica, tras la cual pueden aparecer dos formas moleculares, que se diferencian en la posición del grupo hidroxilo (-OH) unido al carbono anomérico. El grupo hidroxilo puede situarse hacia abajo, obteniéndose el anómero α, o hacia arriba en cuyo caso se obtiene el anómero β.

Furano Pirano En los monosacáridos de la serie D, el grupo terminal (-CH2OH) se representa hacia arriba y en la serie L hacia abajo.

Fig 1. Ciclación de la glucosa.

Fig 2. Ciclación de la fructosa en forma furanosa.

NOTA: las pentosas se oxiciclan por reacción de acido débil será entre el aldehído y el –OH del penúltimo carbono (reacción hemicetalica) intramolecular en forma furanosilica o cíclica furanosa C1-O-C4 en caso de una cadena de 5 carbonos o C1-O-C5 en caso de cadenas de 6 carbonos ( aldohexosas)

-un ejemplo rapido

Normalmente, al ciclarse, las aldohexosas generan anillos de pirano y las cetohexosas anillos de furano. No obstante, las cetosas pueden mostrar en forma cíclica, estructuras similares al pirano o al furano. Esto le ocurre

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