MOLÉCULAS ORGÁNICAS.

MOLÉCULAS ORGÁNICAS. BIOCATALIZADORES.

El mundo orgánico: la idoneidad del carbono (visto en bioelementos)

Hidratos de carbono.: Clasificación de los carbohidratos. Esquema.

Monosacáridos: Nomenclatura. Estructura. Derivados. Propiedades físico-químicas.

Isomería espacial o estereoisomería. Esteroisómeros D y L gliceraldehído. Oligosacáridos: disacáridos generalidades, enlace O glucosídico.

Los polisacáridos. Homopolisacáridos, concepto; ejemplos: almidón, amilosa y amilopectina; glucógeno, celulosa, quitina. Heteropolisacáridos concepto (los diferentes tipos se verán a lo largo del programa). De los polisacáridos mencionar composición, enlaces, función y ubicación, no las fórmulas

Las funciones de los glúcidos.

HIDRATOS DE CARBONO: CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS. ESQUEMA.

-Son biomoléculas constituidas por C, H, y O (a veces tienen N, S, o P).

El nombre de glúcido deriva del vocablo griego glykys que significa dulce, aunque solamente lo son algunos monosacáridos y disacáridos. Sin embargo se les llama azúcares.

-Su fórmula general suele ser (CH2O)n. Se les ha llamado hidratos de carbono porque algunos responden a la fórmula general Cm (H2O) m, pero no son moléculas hidratadas.

-En todos los glúcidos hay un grupo carbonilo (aldehído o cetona).

Grupo aldehído, siempre

en el extremo de la cadena Grupo ceto en el

interior de la cadena

CLASIFICACIÓN DE LOS GLÚCIDOS

1- MONOSACÁRIDOS U OSAS: Son los más simples, tienen de 3 a 8 átomos de C, y son las unidades o monómeros que se unen para formar los demás glúcidos. Hay dos clasificaciones:

• Según el nº de carbonos: 3C: triosas, 4C:tetrosas, 5C:pentosas, 6C:hexosas…

• Según el grupo carbonilo:

o Aldosas si es aldehído. (aldotriosas, aldopentosas, aldohexosas…)

o Cetosas si es cetona. (cetopentosas y cetohexosas) las + importantes.

2- ÓSIDOS: Formados por la unión de osas y a veces moléculas no glucídicas. Tipos:

2.1 * Holósidos-Son aquellos que están constituidos por osas, exclusivamente. A su vez se clasifican en:

Oligosacaridos- De 2 a 10 monosacáridos. Resultan de especial interés disacáridos y trisacáridos.

Polisacáridos- Mas de 10 monosacáridos. Estos a su vez pueden ser:

Homopolisacáridos: cuando todos los monosacáridos son iguales Heteropolisacáridos: formados por monosacáridos distintos.

2.2 *Glúcidos asociados a otro tipo de moléculas. Formados por osas y otros compuestos que no son glúcidos.

Glucolípidos- si la parte no glucídica es un lípido. Glucoproteínas-si esta parte es una proteína.

MONOSACÁRIDOS: NOMENCLATURA, ESTRUCTURA DERIVADOS. PROPIEDADES FÍS-QUÍM.

Concepto: Químicamente presentan un esqueleto carbonado con grupos alcohol (hidroxilo) y son portadores del grupo aldehído (aldosas) o cetónico (cetosas). Es decir son: -polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas o sus derivados. Un polihidroxialdehído es un compuesto orgánico que tiene una función aldehído en el primer carbono y en los restantes carbonos una función alcohol. Las polihidroxicetonas en lugar de una función aldehído tienen una función cetona, normalmente en el carbono 2. Los monosacáridos que tienen función aldehído se llaman aldosas y cetosas los que tienen una función cetona y como hemos visto, se nombran y clasifican haciendo referencia al nº de carbonos (3-12), terminado en el sufijo osa.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS MONOSACÁRIDOS

Propiedades físicas: Los monosacáridos son 1-sólidos, 2-cristalizan 3-incoloros o blancos 4- de sabor dulce 5- Como los grupos hidroxilo son polares, los monosacáridos son muy solubles en agua, pues se establecen enlaces de H con las moléculas de agua.

6- Presentan la propiedad de estereoisomería o de formar ISÓMEROS ESPACIALES

7- Actividad óptica o de formar ISÓMEROS ÓPTICOS (Esta propiedad y el tema de Isomería espacial o estereoisomería. D y L gliceraldehído está en archivo de isomería)

Estas dos propiedades se deben a la presencia de C* y no sólo se dan en glúcidos sino también en Aminoácidos y moléculas que tienen C*.

Propiedades químicas:

8-Se caracterizan por no ser hidrolizables.

9-Tienen propiedades reductoras o PODER REDUCTOR, la mayoría.

10-La reactividad del grupo carbonilo les hace reaccionar con otro grupo de la misma molécula, ciclándose, mediante un enlace hemiacetálico interno.

Cuando esa reacción se da con otro monosacárido se forman los enlaces glucosídicos dando lugar a cadenas de osas unidas (polímeros o macromoléculas).

ESTRUCTURA: CICLACIÓN DE LOS MONOSACÁRIDOS: enlace hemiacetálico

En estado sólido, los monosacáridos presentan estructura lineal, llamada de Fischer.

Si las aldopentosas y las hexosas se disuelven en agua, (-C=O) reacciona con el grupo hidroxilo de la misma molécula ( -C-O-H) del carbono 4, en las aldopentosas, o del carbono 5, en las hexosas y la molécula forma un ciclo o anillo. (no desprende agua)

La ciclación de la D-glucosa toma forma piranosa.

Si es el aldehído el que reacciona con el -OH se forma un hemiacetal, y un hemicetal si es la cetona la que produce dicha reacción. En todo caso hablamos de enlaces intramoleculares.

Las fórmulas cíclicas de las hexosas se representan, según la proyección de Haworth.

El anillo puede ser pentagonal o furanósico (por su semejanza al furano), o hexagonal o piranóxico (por su semejanza al pirano).

Una glucosa ciclada será una glucopiranosa y una fructosa ciclada será una fructofuranosa. Las formas cíclicas pueden representarse dándole un sentido tridimensional de acuerdo con la formulación de Haworth. Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se ponen por debajo del plano y los que estaban a la izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D el -CH2OH se pone por encima y en las L por debajo. (con el plano del anillo perpendicular al plano de escritura, los carbonos 2 y 3 dirigidos hacia delante, el carbono 5 y el oxígeno del anillo hacia detrás.)

FORMAS α y ß: formas anoméricas

Cuando se produce la ciclación de la molécula aparece un nuevo átomo de carbono asimétrico, el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas. Este carbono recibe el nombre de carbono anomérico. Es el que antes tenía el aldehído o cetona. Su OH es especial pues confiere el poder reductor. El OH de este carbono, -OH hemiacetálico, puede estar a uno u otro lado del plano de la molécula originándose dos nuevos isómeros ópticos. Cada uno de estos isómeros se distingue mediante los símbolos α y ß (formas α y ß).

La forma α se representa situando el OH hemiacetálico por debajo del plano de la molécula; en la forma ß se sitúa por encima. Las formas α y ß de un monosacárido reciben el nombre de formas anómeras.

Para nombrar la forma cíclica de un monosacárido, se indica en primer lugar si es α o ß, a continuación, si es D o L y, por último, el nombre del monosacárido y el tipo de anillo. Por ejemplo: α-D-glucopiranosa, ß-D-fructofuranosa

Como hemos dicho, la ciclación ha generado un C* más, por tanto más Esteroisómeros. Su OH confiere a la molécula una propiedad: el poder reductor.

Esta propiedad la observamos en el laboratorio con las sales de cobre. El grupo carbonilo reduce fácilmente los compuestos de cobre (licor Fehling de color azul). Reducen la valencia del Cu++ a Cu+. Esta propiedad es característica de estas sustancias y permite reconocer su presencia pues la reducción de las sales cúpricas del licor de Fehling a cuprosas hace virar el reactivo del azul al rojo ladrillo. El poder reductor que tienen la mayoría de monosacáridos sirve para distinguir los azúcares reductores de los no reductores. Por ejemplo glucosa de sacarosa.

PRINCIPALES MONOSACÁRIDOS:

Triosas:

Aldosa :

el D-gliceraldehído

Cetosa:

la dihidroxiacetona.

Pentosas:

Aldosas: La D-ribosa forma parte del ácido ribonucleico y la 2-desoxirribosa del desoxirribonucleico. También forman el ATP.

Cetosa: La D-ribulosa destaca su importancia en la fotosíntesis pues es el sustrato sobre el que el C02 fija el carbono y permite la síntesis de materia orgánica. Es la puerta de entrada de Carbona a los seres vivos.

Hexosas:

Aldosas: La D-Glucosa

Se encuentra libre en los seres vivos, en los frutos. Se llama azúcar de la uva. Es el más extendido en la naturaleza y se encuentra también polimerizada en forma de almidón y celulosa. Es el combustible metabólico

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