10 Hidratos De Carbono2009

Ismael Yévenes L. 1

Hidratos de Hidratos de CarbonoCarbonoSon compuestos polihidroxilados con grupos cetónicos y aldehídicos,comprenden azúcares, sus derivados y polímeros hidrocarbonados,

cuya función es ser fuente de energía, tejidos de sostén y prcursoresbiológicos.

Son compuestos polihidroxilados con grupos cetónicos y aldehídicos,comprenden azúcares, sus derivados y polímeros hidrocarbonados,

cuya función es ser fuente de energía, tejidos de sostén y prcursoresbiológicos.

ClasificaciónClasificación

Osas: Sacáridos no hidrolizables

Osas: Sacáridos no hidrolizables

Osidos: Sacáridos hidrolizables

Osidos: Sacáridos hidrolizables


Pentosas Pentosas

HexosasHexosas

OsasOsas

Tetrosas: D-eritrosa, treosa, D-eritrulosa (cetona)Tetrosas: D-eritrosa, treosa, D-eritrulosa (cetona)

Aldosas: Arabinosa, xilosa, ribosaAldosas: Arabinosa, xilosa, ribosa

Cetosas: RibulosaCetosas: Ribulosa

Triosas: Aldehído glicérido, dihidroxicetonaTriosas: Aldehído glicérido, dihidroxicetona

Aldosas: Glucosa, galactosa, manosaAldosas: Glucosa, galactosa, manosa

Cetosas: Fructosa, sorbosaCetosas: Fructosa, sorbosa


ÓsidosÓsidos

HeterósidosHeterósidos Amigdalina, glucósidos cardíacosAmigdalina, glucósidos cardíacos

Diholósidos: Sacarosa, lactosaDiholósidos: Sacarosa, lactosa

Trisacáridos: RafinosaTrisacáridos: Rafinosa

Polisacáridos: Almidón, glucógenoPolisacáridos: Almidón, glucógeno

Holósidos Holósidos

Propiedades.

Solubles en agua excepto los polisacáridos, poseen sabor dulce(azúcares). Sólidos cristalinos, insolubles en solventes orgánicos,

holósidos por hidrólisis dan osas.

Propiedades.

Solubles en agua excepto los polisacáridos, poseen sabor dulce(azúcares). Sólidos cristalinos, insolubles en solventes orgánicos,

holósidos por hidrólisis dan osas.


Reacciones químicas de monosacáridos.Reacciones químicas de monosacáridos.1.-Reacción con el ácido cianhídrico. Síntesis de Killiani.

C HO

(C H OH)4

C H2 OH

C = N

C H OH

(C H OH) 4

C H2 OH

H CNH2O / H+

C OOH

(C H OH)5

C H2 OH

Glucosa Cianhidrina Ac. Aldónico de glucosa

C OOH

(C H OH)5

C H2 OH

C HO

(C H OH)5

C H2 OH

H2

Reducción

Ac. Aldónico Aldosa de 7 C


1b.- Reacción de cetosa con el ácido cianhídrico.

C H2 OH

C = O

(C H OH) 3

C H2 OH

C H2 OH

C - COOH

(C H OH) 3

C H2 OH

OH-

C H2 OH

C - CN

(C HOH)3

C H2 OH

OH- H2O / H+

Fructosa Cianhidrina Hidroxiácido de fructosa

H CN

C = O

(C H OH)5

C H2 OH

H

C = O

(C H OH)5

C H2 OH

OH

H BrO

HNO3 dil.

2.- Oxidación2.-a Oxidación débil.


C = O

(C H OH)5

C H2 OH

H

HNO3

C = O

(C H OH)5

C = O

OH

OH

2.-b.- Oxidación fuerte.

Acido Urónico. Oxidación del grupo CH2OH, bloqueando el grupo aldehído,

presencia de un grupo aldehido y un grupo ácido.Acido Urónico. Oxidación del grupo CH2OH, bloqueando el grupo aldehído,

presencia de un grupo aldehido y un grupo ácido.

Diferenciación. La reacción con HBrO no la dan cetosas, sirve para diferenciar aldosas de cetosas

Diferenciación. La reacción con HBrO no la dan cetosas, sirve para diferenciar aldosas de cetosas


2.-c Reducción.En solución alcalina, aldosas y cetosas reducen los iones cúprico

de los reactivos de Fehling y Benedict.

C HO

C H OH

Aldosa

C H OH

C H OH+ OH-

Enediolreductor

Cetosa

C = O

CH2OH

OH- +

Reducción del ion cúprico.

Enediol + Cu+2 Cu+

Cu+ + OH- Cu OH

2 Cu OH Cu2 O + H2Opp rojo


Tautomerización de aldosas y cetosas.

1,2 Enediol

C H2 OH

C = O

C - H OH

HO

C H OH

C - OH

C - H

C = O

C - H C - H HO

HO

H C = O

C - OH

C - H HO

H

H

H+ H+

H+

Todos los monosácaridos, con igual número de átomos de carbono, dan origen al mismo enediol; al acidificar este enediol se

obtiene una mezcla de los azúcares.

Todos los monosácaridos, con igual número de átomos de carbono, dan origen al mismo enediol; al acidificar este enediol se

obtiene una mezcla de los azúcares.


La oxidación de aldosas y cetosas por Fehling y Benedict no produce ácidos.La oxidación de aldosas y cetosas por Fehling y Benedict no produce ácidos.

Reacción con Schiff. Aldosas y cetosas no reaccionan con Schiff, no hay suficiente aldehido libre.

Reacción con Schiff. Aldosas y cetosas no reaccionan con Schiff, no hay suficiente aldehido libre.

3.- Hidrogenación

C = O

(C H OH)4

C H2 OH

H

C - OH

(C H OH)4

C H2 OH

H

H

H2Ni

Glucosa Glucitol


C H2 OH

C = O

(C H OH) 3

C H2 OH

C H2 OH

C H OH

(C H OH) 3

C H2 OHFructosa Sorbitol y Manitol

H2

Ni


Configuración. Disposición en el espacio de los átomos o grupos unidos a un centro asimétrico, define la serie de configuración.

Configuración. Disposición en el espacio de los átomos o grupos unidos a un centro asimétrico, define la serie de configuración.

Series D y L.

C = O

C - OH

C H2 OH

H

H C = O

C - H C H2 OH

HO

H

D-Gliceraldehído L-Gliceraldehído

Serie D: Grupo hidroxilo delúltimo carbono asimétrico

a la derecha.

Serie D: Grupo hidroxilo delúltimo carbono asimétrico

a la derecha.

Serie L: Grupo hidroxilo delúltimo carbono asimétrico

a la izquierda.

Serie L: Grupo hidroxilo delúltimo carbono asimétrico

a la izquierda.


Rotación óptica.Es la desviación de la luz polarizada que producen los H.C., se

indica con los signos (+) y (-) o por dextro y levo. Depende de la concentración, temperatura, solvente, longitud de onda.

Independiente de la configuración.

Rotación óptica.Es la desviación de la luz polarizada que producen los H.C., se

indica con los signos (+) y (-) o por dextro y levo. Depende de la concentración, temperatura, solvente, longitud de onda.

Independiente de la configuración.

Estructuras D y L de la glucosa.

H - C = O

HO - C - H

H - C - OH

HO - C - H

H - C - OH

CH2OH

H - C = O

H - C - OH

HO - C - H

H - C - OH

HO - C - H

CH2OH

D (+) Glucosa L (+) Glucosa


Enantiómeros.Reordenando los OH y H, se obtienen 16

ordenaciones diferentes, 16 isómeros de la glucosa, 8 pares de enantiomorfos, 8D y 8L.

El número de enantiómeros está determinado por el

número de carbonos asimétricos que posea elmonosacárido.

Enantiómeros.Reordenando los OH y H, se obtienen 16

ordenaciones diferentes, 16 isómeros de la glucosa, 8 pares de enantiomorfos, 8D y 8L.

El número de enantiómeros está determinado por el

número de carbonos asimétricos que posea elmonosacárido.

N° Enantiómeros = 2 n

n: número de carbonos asimétricos.

N° Enantiómeros = 2 n

n: número de carbonos asimétricos.


Estructura cíclica de glucosaLas anomalías de algunas reacciones, el estado sólido llevaron

al desarrollo de una estructura cíclica para la glucosa.

Estructura cíclica de glucosaLas anomalías de algunas reacciones, el estado sólido llevaron

al desarrollo de una estructura cíclica para la glucosa.

Mutarrotación de glucosaUna solución reciente de glucosa, tiene una rotación dextrógirade + 112°, la cual disminuye gradualmente hasta un valor en

equilibrio de +52°

Mutarrotación de glucosaUna solución reciente de glucosa, tiene una rotación dextrógirade + 112°, la cual disminuye gradualmente hasta un valor en

equilibrio de +52°


Las formas y se llaman anómeros, difieren en la configuración del C de la función hemiacetal. La ciclación de la glucosa se produce

por la formación de un hemiacetal interno entre el grupo aldehído y el alcohol secundario.

Las formas y se llaman anómeros, difieren en la configuración del C de la función hemiacetal. La ciclación de la glucosa se produce

por la formación de un hemiacetal interno entre el grupo aldehído y el alcohol secundario.

H - C = O

HO - C - H

H - C - OH

HO - C - H

H - C - OH

CH2OH

OH

OH

OHHO

CH2OH

OH H

H

H

OH

OH

HHO

CH2OH

OH OH

H

H

Estructura cíclicaAnómero (+) glucosa

= 112° = 34%

Estructura cíclicaAnómero (+) glucosa

= 19.8° = 66%

Estructura linealD (+) glucosa

52°0.01%


HemiacetalR - CHO + H O R1

H

R - C - O R1

OH

Representación piranósica de la glucosa.

Pirano

O

OH

OH

OHHO

CH2OH

OH H

H

H - D - Glucopiranosa

1

6

5

4

3 2


O

O

H

HO - C HCH2OH

H

H

H OHOH

OH

1

23

4

Furano - D

Glucofuranosa

5

6

Representación furanósica de la glucosa.

La glucosa se presenta de preferencia en forma de glucopiranosa, con enlaces 1 y 5.

El enlace en la glucofuranosa es 1-4 glicosidico. La fructosa o levulosa se representa en su forma furanósica.

La glucosa se presenta de preferencia en forma de glucopiranosa, con enlaces 1 y 5.

El enlace en la glucofuranosa es 1-4 glicosidico. La fructosa o levulosa se representa en su forma furanósica.


Disacáridos.

Formula general : C 12 H22 O11Estructura : 2 moléculas de monosacáridos unidos por puente

de oxígeno.

Formula general : C 12 H22 O11Estructura : 2 moléculas de monosacáridos unidos por puente

de oxígeno.

Sacarosa

C

C - OH

C - H C - OH

C

C H2 OH

OH

H

H

H

H

C H2 OH

C

C - H C - OH

C

C H2 OH

OH

H

H

O

O

O

Glucosa Fructosa


OH

OH

234

5 O H

H

H

H

OHOH

CH2OH

1

6

O

CH2O

H

O

H

1

HOCH2

H

OH2

34

5

6Enlace -1-2 glicosídico


Lactosa = glucosa + galactosa

cíclica forma aldehídicaOH

23

4

5 OOHOH

CH2OH

1

OH

23

4

5 O OH

CH2OH

1O

OH

23

4

5 OOHOH

CH2OH

1

OH

23

4

5OH

OH

CH2OH

1O CHO

El C1 de la galactosa se une al C4 de la glucosa a través de unenlace glicosídico . En su forma aldehídica es reductora.

El C1 de la galactosa se une al C4 de la glucosa a través de unenlace glicosídico . En su forma aldehídica es reductora.

Por hidrólisis, mediante ácidos o enzimas, se produce glucosay fructosa, en cantidades iguales. La mezcla obtenida se conoce

como azúcar invertido.

Por hidrólisis, mediante ácidos o enzimas, se produce glucosay fructosa, en cantidades iguales. La mezcla obtenida se conoce

como azúcar invertido.

sacarosa D(+) glucosa + D(-) Fructosa

+66,5º +52º -92º-20º

H+


Polisacáridos.

Son hidratos de C. de alto PM, de formula general (C6 H10 O5)n formados por monosacáridos con perdida de agua. No tienen

carácter reductor.

Polisacáridos.

Son hidratos de C. de alto PM, de formula general (C6 H10 O5)n formados por monosacáridos con perdida de agua. No tienen

carácter reductor.Celulosa

Polisacárido se sostén, constituido por glucosa con un P.M. de 500.000. Se hidroliza en condiciones enérgicas.

OH

O

OH

O

CH2OH

OH

OH CH2OH

OH

O

OH OH

O

CH2OH

OH

OH

O

OHO

OCH2OH

n


Acido algínico

Por hidrólisis da el ácido D-manurónico, derivado de la manosa.

COOH

OH

O

OH OH

OCOOH

OH

OH

O

OHO

O

COOH

n

O

O

n : 180 - 930P.M. : 3200. - 200.000


Almidón

Formado por moléculas de glucosa, la unidad estructural es la maltosa. Constituido por dos estructuras: amilosa y amilopectina.

OH

O

OH

CH2OH

1

HO

4

O

OH

CH2OH

OO

OH

O

OH

CH2OH

1

OH

4

O OH

CH2

OO

OH

O

OH

CH2OH

1

O

O

O

Amilopectina.

1 - 6


OH

O

OH

CH2OH

1

OH

4

O OH

CH2OH

OO

OH

O

OH

CH2OH

1

OO

Amilosa.Formado por cadenas lineales de unidades de glucosa unidas

por enlaces glicosídicos a 1-4.

Aminoazucares.

Derivados de hexosas remplazando el grupo OH por grupos aminos en el C2.

Glucosa + NH3 Glucosamina

Galactosa + NH3 Galactosamina


NH2

234

5 O H

H

H

H

OHOH

CH2OH

1

6

OH

NHCOCH3

234

5 O H

H

H

H

OHOH

CH2OH

1

6

OH

CH3COOH

Glucosamina N-acetilglucosamina

Mucopolisacáridos.

Acido hialurónico: N-acetilglucosamina + ácido D-glucurónico

Ac. Condroitin-sulfato: Galactosamina-sulfato + ac. D-glucurónico

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