Węglowodany

CUKRY - SACHARYDY C_n(H₂O)_n

to polihydroksydyaldehydy lub ketony lub związki, które po hydrolizie dają wyżej wymienione.

PODZIAŁ:

kryterium stanowi ilość jednostek cukrowych budujących cząsteczkę

I cukry proste II di (bi) sacharydy III polisacharydy

kryterium stanowi liczba atomów węgla w pojedynczym łańcuchu cząsteczki cukru prostego

triozy, tetrozy, pentozy i.t.d.

Cukry proste - reaktywność

1. Reakcje z wodorotlenkiem miedzi (II):

• na zimno - sąsiednie grupy - OH tworzą wiązania donorowo - akceptorowe z wodorotlenkiem miedzi (II)

• na gorąco - biegnie utlenienie do kwasu aldonowego - ulegają tej reakcji zarówno aldozy jak i ketozy.

CHO C HOH CH₂OH

║

CHOH COH C=O keton i aldehyd ulegając enolizacji (w środowisku zasadowym dają

ten sam enol - dają ten sam produkt utlenienia - kwas aldonowy

Cukry proste mają własności utleniające - ulegają próbie Tollensa, Trommera, Fehlinga (Cu ²⁺ w wodnym roztworze winianu sodu), Benedicta (Cu ²⁺ w wodnym roztworze cytrynianu sodu) - niektóre testy dla diabetyków wykorzystują test Benedicta - czułość do 0,1 % glukozy w moczu.

2. Wydłużanie łańcucha cukru: synteza Kilianiego - Fischera.

CHO + HCN CN

CHOH CHOH (dwie cyjanohydryny - po stronie prawej i lewej grupa - OH)

CHOH

COOH CHO

CHOH CHOH

CHOH CHOH

3. Skracanie łańcucha: degradacja Wohla - odwrotnośc syntezy.

(cukier, oksym, cyjanohydryna, skrócenie łańcucha)

CHO CH=NOH C≡N

CHOH CHOH CHOH CHO

CHOH CHOH

1. Reakcja estryfikacji - -OH + HOPO₃ H₂O + - O - PO₃

2. Redukcja grupy aldehydowej do alkoholowej - -CHO + H₂ CH₂OH

3, 4, 5. Reakcje utlenienia - słaby utleniacz - utlenia tylko grupę aldehydową; mocny utleniacz utlenia grupę aldehydową i alkoholową do grupy karboksylowej; w obecności blokerów utlenia się tylko grupa alkoholowa do karboksylowej a aldehydowa jest zablokowana.

6. Reakcja identyfikacji cukrów prostych - tworzenie kryształów osazonów, łatwych do odróżnienia pod mikroskopem. Nie da się tylko zidentyfikować takich diastereoizomerycznych aldoz, które różnią się pomiędzy sobą konfiguracją wokół drugiego węgla w łańcuchu (pierwszego atomu asymetrycznego).

7, 8, 10. Tworzenie glikozydów - blokowanie grupy aldehydowej - cukier traci własności redukujące (zmiana końcówki -oza na - zyd). Powstają O - glikozydy (reakcje z alkoholami); N - glikozydy (reakcje z amoniakiem lub aminami); S - glikozydy (reakcje z tiolami (merkaptanami)).

Dwucukry i wielocukry

Dwucukry

(pochodne heksoz - C12H22O11)

glukoza + glukoza = maltoza (wiązanie α - 1,4 - O - glikozydowe; ma własności redukujące)

glukoza + galaktoza = laktoza (wiązanie α - 1,4 - O - glikozydowe; ma własności redukujące)

glukoza + fruktoza = sacharoza (wiązanie α -1,2 - O - glikozydowe; nie ma własności redukujących; hydroliza nosi nazwę - inwersji - podczas hydrolizy następuje odwrócenie kąta skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego)

wielocukry

(pochodne heksoz - (C₆H₁₀O₅)_n)

skrobia:

zbudowana z amylozy - frakcja nierozpuszczalna w wodzie (80%) o budowie liniowej i wiązaniach α - 1,4 - O - glikozydowe i amylopektyny - frakcja w wodzie rozpuszczalna - 20% i wiązaniach α - 1,4 - O - glikozydowym i α - 1, 6 - O - glikozydowym.

Hydroliza skrobi: skrobia dekstryny maltoza glukoza

(C₆H₁₀O₅)_n (C₆H₁₀O₅)_m (m<n) C₁₂H₂₂O₁₁ C₆H₁₂O₆

glikogen:

materiał zapasowy wątroby, podobny do amylopektyny ale bardziej rozgałęziony.

celuloza:

materiał budulcowy roślin, podobny do amylozy ale o wiązaniach β - 1,4 - O glikozydowych (nie trawionych przez człowieka; ewentualnie przez enzym zwany emulsyną)

Aglikon - nie ma budowy cukru - GLIKOZYDY WŁAŚCIWE

Aglikon - ma budowę cukru - GLIKOZYDY NIEWŁAŚCIWE

(dwucukry i wielocukry)

H₃O ⁺

H₂NOH

(CH₃CO)₂O

CH₃COONa

Na ⁺, CH₃O ^-

CHOH

CHOH

OH

OH

OH

Aglikon

H

H

H

H

H

CHOH

2

O

Glikozydy nie mają własności redukujących i nie ulega mutarotacji

(czyli zmianie kąta skręcalności kąta skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego przez świeżo sporządzony roztwór cukru)

---