Cukry sacharydy wglowodany Podzia cukrw 1 Monosacharydy C
- Slides: 13
Cukry (sacharydy, węglowodany) Podział cukrów 1. Monosacharydy C 6 H 12 O 6(cukry proste) są to związki które w wyniku hydrolizy nie mogą utworzyć cząsteczek prostszych cukrów. Najbardziej rozpowszechnione sa monosacharydy zawierające głównie 5 lub 6 atomów węgla(pentozy, heksozy). 2. Disacharydy C 12 H 22 O 11 składają się z 2 cząsteczek monosacharydów połączonych wiązaniem acetalowym (glikozydowym). Ulegają hydrolizie. . 3. Oligosacharydy składają się z wielu (od 3 do kilkunastu) cząsteczek monosacharydów połączonych wiązaniem acetalowym. Ulegają hydrolizie. 4. Polisacharydy (C 6 H 10 O 5)n związki o charakterze polimerycznym składające się z dużej liczby cząsteczek monosacharydów (nawet kilka tysięcy) połączonych wiązaniem glikozydowym. Ulegają hyhdrolizie.
Monosacharydy W zależności od liczby atomów węgla w cząsteczce monosacharydy dzielą się na triozy (3 węgle), tetrozy (4), pentozy (5), heksozy(6). Nazwę poprzedza przedrostek aldo- gdy w czasteczce znajduje się grupa aldehydowa lub keto- gdy ketonowa. Najbardziej rozpowszechniona jest D(+)glukoza. D(+) glukoza jest monosacharydem o worze sumarycznym C 6 H 12 O 6. Ma 4 węgle asymetryczne (*). Liczba izomerów wynosi 2 ( n - liczba węgli asymetrycznych ) czyli w tym przypadku jest równa 16. Litera D odnosi się do konfiguracji na ostatnim asymetrycznym atomie węgla, tj. 5 -tym. (+) oznacza, że związek jest prawoskrętny
Stereoizomeria monosacharydów Optycznie czynne izomery, których cząsteczki mają się do siebie jak przedmiot do swego odbicia w zwierciadle, nazywamy enancjomerami ( różnica na centrach asymetrii ). Np. . D(+) glukoza i L(+) glukoza są enancjomerami. L-glukoza D-glukoza Oprócz enancjomerów form L i D wiele izomerów różni się konfiguracją jednego, dwóch ( ale nie wszystkich ) asymetrycznych atomów węgla. Są to diastereoizomery. Np. D(+) glukoza i D(+) galaktoza to diastereoizomery. D-glukoza D-galaktoza Szczególny rodzaj diastereoizomerów to epimery. Cukry te różnią się konfiguracją podstawników tylko przy węglu asymetrycznym C(2) sąsiadującym z grupą karbonylową. D-mannoza D-glukoza
Aldozy szeregu D D-alloza D-ryboza D-erytoza D-altroza D-gliceraldehyd D-arabinoza D-glukoza D-treoza D-mannoza
Aldozy szeregu D D-erytoza D-guloza D-ksyloza D-idoza D-gliceraldehyd D-treoza D-liksoza D-galaktoza D-taloza
Ketozy szeregu D D-psykoza D-rybuloza D-fruktoza dihydroksyaceton D-erytruloza D-sorboza D-ksyluloza D-tagatoza
Struktura pierścieniowa węglowodanów Wzory Fischera, którymi posługiwaliśmy się dotychczas nie oddaja prawdziwej budowy cukrów , które jako hydroksyaldehydy lub hydroksy kwasy mogą tworzyć hemiacetale lub ketale w rezultacie reakcji wewnątrzcząsteczkowej. W wyniku tego powstaja heterocykliczne układy o 5 - lub 6 - członowym pierścieniem będące pochodnymi furanu lub piranu. W wyniku zamknięcia pierścienia węgiel C(1) staje się węglem asymetrycznym, w związku z czym powstaja 2 izomery D-glukozy tj. -D-glukoza i -D- glukoza. -D-glukopiranoza
forma łańcuchowa i pierścieniowa -D-glukopiranoza D-glukoza -D-fruktofuranoza D-fruktoza
Mutarotacja Odmiany -D-glukoza i -D-glukoza to anomery. Anomery glukozy można oddzielić od siebie i wydzielić w stanie krystalicznym. -D-glukoza T(top)=146º, w T=20ºC skręcalność właściwa 112º - D-glukoza T(top)=149º, w T=20ºC skręcalność właściwa 18, 9º Rozpuszczamy każda glukozę oddzielnie – kąt skręcania ulega zmianie. Zmniejsza się w roztworze -D-glukozy ze 112º do 52, 7° , wzrasta w roztworze -D-glukozy z 18, 9ºdo 52, 7º. W roztworze w stanie równowagi znajdują się forma i -Dglukozy. (odmiana -36%). Zmiana kąta skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego nazywa się Mutarotacją.
Disacharydy(dwucukry) są to węglowodany składające się z 2 powiązanych jednostek monosacharydowych. Mogą kondensować 2 jednakowe (np. : maltoza ) jak i różne (sacharoza) cząsteczek cukrów prostych. Powiązanie obu cząsteczek cukrów następuje za pomocą tzw. Mostków tlenowych. Sacharoza ( -D-glukopiranozylo-1, 2 - -D-fruktofuranoza) zbudowana jest z -D-glukopiranozy i -D-fruktofuranozy połączonych wiązaniem glikozydowym pomiędzy C(1) glukozy i C(2) fruktozy. Ponieważ obydwie glikozydowe grupy OH (hemiacetalowe) sa zablokowane i żadna z jednostek nie może utworzyć grupy aldehydowej bądż ketonowej, dlatego sacharoza nie wykazuje właściwości redukujących ani zjawiska mutarotacji.
Disacharydy cd Maltoza ( -D-glukopiranozylo-1, 2 -D-glukopiranoza) zbudowana jest z 2 cząsteczek -D-glukopiranozy łączonych wiązaniem glikozydowym pomięzy węglem C(1) jednej glukopiranozy i atomem C(4) drugiej. Cząsteczka maltozy posiada jedną „wolną”grupę hydroksylową (hemiacetalową). . Grupa ta może bez trudu być odblokowana i przejść w formę aldehydową. -maltoza Jest to cukier redukujący – ulega reakcji Tollensa oraz reakcji Fehliga. Wykazuje też zjawisko mutarotacji. Inne disacharydy: -celobioza ( -D-glukopiranozylo-1, 4 - -D-glukopiranoza) -laktoza ( -D-galaktopiranozylo-1, 4 - -D-glukopiranoza)
Polisacharydy sa to wielocukry zbudowane z dużej liczby (od kilkuset do kilku tysięcy) skondensowanych cząsteczek cukrów prostych. Ogólny wzór najważniejszych polisacharydów – skrobi oraz celulozy to (C 6 H 10 O 5)n. Polisacharydy dzielimy na 2 grupy: -homopolisacharydy zbudowane z tych samych cząsteczek monosacharydów. -heteropolisacharydy zbudowane z różnych cząsteczek monosacharydów. Skrobia –stanowi ona materiał zapasowy roślin. Ulega stopniowej hydrolizie w środowisku kwaśnym. (C 6 H 10 O 5)n. (C 6 H 10 O 5)m m (C 12 H 22 O 11) 2 m (C 6 H 12 O 6) n>m dekstryny maltoza -D-glukoza
Celuloza Polisacharyd o charakterze budulcowym. Występuje w bawełnie (90 -92%), drewnie (do 50%), słomie (do 35%). Ulega stopniowej hydrolizie w środowisku kwaśnym. (C 6 H 10 O 5)n. m (C 12 H 22 O 11) 2 m (C 6 H 12 O 6) celobioza -D-glukoza Celuloza w jednostce elementarnej zawiera 3 grupy hydroksylowe (jedna pierwszorzędowa, dwie drugorzędowe) Własności celuloza jest nierozpuszczalna w wodzie i większości rozpuszczalników organicznych, dobrze rozpuszczalna bez zmiany struktury i degradacji w odczynniku Schweitzera Cu(NH 3)4(OH)2. Odporna na działanie rozcieńczonych ługów ; pod wpływem stężonych ulega tzw. merceryzacji. Zastosowanie : otrzymywanie sztucznego jedwabiu metodą wiskozową, etery oraz estry celulozy jako zagęszczacze w przemyśle papierniczym, środki kosmetyczne itp. . , nitroceluloza –surowiec do farb i lakierów oraz materiał miotający –przemysł zbrojeniowy.