TEMA 2. GLÚCIDS
Introducció a les biomolècules
• Esquelet carbonat.
• Àtom de carboni, orbitals
• Carboni: orbitals, enllaç covalent amb altres elements. -> Grups funcionals, polaritat, reactivitat.
Tridimensionalitat de les molècules.
Reaccions de condensació: La formació d’un enllaç covalent allibera una molècula d’aigua
Reaccions d’oxidació-reducció: Transferència d’electrons (H+ en les reaccions biològiques):
- Si perd un H+: s’ha oxidat Agent reductor
- Si guanya un H+: s’ha reduït Agent oxidant
En les biomolècules s’identifiquen els carbonis en la cadena de dos possibles formes :
- Numèricament: Carboni 1 el de l'extrem més oxidat de la molècula.
- Per mitjà de lletres gregues: Carboni alfa és el següent al de l'extrem més oxidat.
Si tenim 4 substàncies distintes que al canviar la posició d’aquestes poden ser:
- Molècula quilar: no es poden superposar a la seua imatge especular.
- Molècula aquilar: es poden superposar a la seua imatge especular.
1. GLÚCITS
Definició: són hidrats de carboni o carbohidrats, i sacàrids i glúcids, derivats de la glucosa, principal sacàrid.
Prefixos i sufixos:
- -osa: designar els sacàrids
- gluco- (o glico-): relacionada amb els sucres.
Funcions:
- Paper central en el cicle energètic de la biosfera:
o Fixació del CO2 (fotosíntesi).
o Reserva energètica (midó).
o Oxidació d’hidrats de carboni i s’allibera CO2.
- Estructural
o Cel·lulosa
o Polisacàrids de parets bacterianes
o Exoesquelet d’artròpodes
- Comunicació cel·lular, sacàrids units a lípids o proteïnes a la superfície cel·lular.
- Funció energètica
1.1. Monosacàrids:
- Els sucres més simples.
- La fórmula (CH2O)n 7≥n≥3 amb cadena carbonada, grups hidroxil i un grup carbonil.
- Aldehid (glucosa) / cetona (fructosa) segons la posició grup carbonil C=O. Són polihidroxialdehids
(aldoses) i polihidroxicetones (cetoses).
, - Classificació per nombre d’àtoms de carboni: trioses, tetroses, pentoses, hexoses o heptoses. Per tant
parlem de:
• Aldotrioses, aldotetroses, aldopentoses, aldohexoses aldoheptoses.
• Cetotrioses, cetotetroses, cetopentoses, cetohexoses, cetoheptoses.
- Representacions estructurals: Per a representar en el pla, la configuració tridimensional dels
monosacàrid en la seva forma lineal, oberta o cíclica. D- o L- per a diferenciar tots els estereoisòmers.
L'estructura s'ha de disposar d'aquesta manera:
1. Esquelet de carboni en vertical
2. Grup carbonil en la part superior, on la numeració dels carbonis augmenta cap avall
3. Al voltant de cada carboni quiral, els enllaços amb els carbonis veïns han d'orientar-se cap enrere i
en vertical, mentre que els enllaços amb els substituents (-H i -OH) ha de anar cap endavant i en
horitzontal (la abraçada)
- Isomeria:
Isomeria estructural:
• Mateixa fórmula empírica però diferent encadenament dels àtoms.
• Diferent estructura i diferències en les propietats físiques i químiques.
Per què és possible la isomeria espacial o estereoisomeria?
▪ La presència de carbonis asimètrics i aquest es converteix en el centre quilar
▪ Pot formarse 2n isòmers espacials diferents, n= nº de carbonis asimètrics
Isomeria espacial:
Enantiòmers: Imatge en espill no superposable, formes D i L. “La abraçada” Braços ( –H i –OH) estesos
cap a nosaltres.
• En la naturalesa d-gliceraldehid
• Igual que els carbonis asimètrics de més numeració d'altres sucres-> són tots D
• Carboni asimètric més allunyat del grup carbonil indica si el compost és -D o -L. Sucres -D,
aminoàcids -L
Per què és possible la isomeria espacial o estereoisomeria?
• La presència de carbonis asimètrics i aquest es converteix en el centre quilar
• Pot formar-se 2n isòmers espacials diferents, n= nº de carbonis asimètrics
Diastereoisòmers: no són superposables, però tampoc imatge especular
Epímers: Diastereoisòmers que difereixen en un únic centre d’asimetria
Segons on es forma el carboni es dirà d'una forma u altra (enantiòmers, diastereoisòmers o epímers
Anòmers: Els monosacàrids en solució es ciclitzen
• Aldohexoses: anell PIRANOSA
• Aldopentoses i cetohexoses: anell FURANOSA
• Apareix un nou centre quiral:
• Carboni anomèric: α o β
• OH del nou carboni asimètric i el grup CH2OH unit al carboni designa la configuració D o L:
➢ Es troben en DIFERENT pla: anòmer α
➢ Es troben en IGUAL pla: anòmer β
• Nomenclatura:
➢ α o β segons carboni anomèric
➢ D (dexo) o L (levo) (segons enantiòmer)
➢ Piranosa o furanosa, segons ciclització
- Importància de la isomeria: que els enzims reconeixen isòmers, les molècules quirals i la indústria
generalment produeix mescles.
Introducció a les biomolècules
• Esquelet carbonat.
• Àtom de carboni, orbitals
• Carboni: orbitals, enllaç covalent amb altres elements. -> Grups funcionals, polaritat, reactivitat.
Tridimensionalitat de les molècules.
Reaccions de condensació: La formació d’un enllaç covalent allibera una molècula d’aigua
Reaccions d’oxidació-reducció: Transferència d’electrons (H+ en les reaccions biològiques):
- Si perd un H+: s’ha oxidat Agent reductor
- Si guanya un H+: s’ha reduït Agent oxidant
En les biomolècules s’identifiquen els carbonis en la cadena de dos possibles formes :
- Numèricament: Carboni 1 el de l'extrem més oxidat de la molècula.
- Per mitjà de lletres gregues: Carboni alfa és el següent al de l'extrem més oxidat.
Si tenim 4 substàncies distintes que al canviar la posició d’aquestes poden ser:
- Molècula quilar: no es poden superposar a la seua imatge especular.
- Molècula aquilar: es poden superposar a la seua imatge especular.
1. GLÚCITS
Definició: són hidrats de carboni o carbohidrats, i sacàrids i glúcids, derivats de la glucosa, principal sacàrid.
Prefixos i sufixos:
- -osa: designar els sacàrids
- gluco- (o glico-): relacionada amb els sucres.
Funcions:
- Paper central en el cicle energètic de la biosfera:
o Fixació del CO2 (fotosíntesi).
o Reserva energètica (midó).
o Oxidació d’hidrats de carboni i s’allibera CO2.
- Estructural
o Cel·lulosa
o Polisacàrids de parets bacterianes
o Exoesquelet d’artròpodes
- Comunicació cel·lular, sacàrids units a lípids o proteïnes a la superfície cel·lular.
- Funció energètica
1.1. Monosacàrids:
- Els sucres més simples.
- La fórmula (CH2O)n 7≥n≥3 amb cadena carbonada, grups hidroxil i un grup carbonil.
- Aldehid (glucosa) / cetona (fructosa) segons la posició grup carbonil C=O. Són polihidroxialdehids
(aldoses) i polihidroxicetones (cetoses).
, - Classificació per nombre d’àtoms de carboni: trioses, tetroses, pentoses, hexoses o heptoses. Per tant
parlem de:
• Aldotrioses, aldotetroses, aldopentoses, aldohexoses aldoheptoses.
• Cetotrioses, cetotetroses, cetopentoses, cetohexoses, cetoheptoses.
- Representacions estructurals: Per a representar en el pla, la configuració tridimensional dels
monosacàrid en la seva forma lineal, oberta o cíclica. D- o L- per a diferenciar tots els estereoisòmers.
L'estructura s'ha de disposar d'aquesta manera:
1. Esquelet de carboni en vertical
2. Grup carbonil en la part superior, on la numeració dels carbonis augmenta cap avall
3. Al voltant de cada carboni quiral, els enllaços amb els carbonis veïns han d'orientar-se cap enrere i
en vertical, mentre que els enllaços amb els substituents (-H i -OH) ha de anar cap endavant i en
horitzontal (la abraçada)
- Isomeria:
Isomeria estructural:
• Mateixa fórmula empírica però diferent encadenament dels àtoms.
• Diferent estructura i diferències en les propietats físiques i químiques.
Per què és possible la isomeria espacial o estereoisomeria?
▪ La presència de carbonis asimètrics i aquest es converteix en el centre quilar
▪ Pot formarse 2n isòmers espacials diferents, n= nº de carbonis asimètrics
Isomeria espacial:
Enantiòmers: Imatge en espill no superposable, formes D i L. “La abraçada” Braços ( –H i –OH) estesos
cap a nosaltres.
• En la naturalesa d-gliceraldehid
• Igual que els carbonis asimètrics de més numeració d'altres sucres-> són tots D
• Carboni asimètric més allunyat del grup carbonil indica si el compost és -D o -L. Sucres -D,
aminoàcids -L
Per què és possible la isomeria espacial o estereoisomeria?
• La presència de carbonis asimètrics i aquest es converteix en el centre quilar
• Pot formar-se 2n isòmers espacials diferents, n= nº de carbonis asimètrics
Diastereoisòmers: no són superposables, però tampoc imatge especular
Epímers: Diastereoisòmers que difereixen en un únic centre d’asimetria
Segons on es forma el carboni es dirà d'una forma u altra (enantiòmers, diastereoisòmers o epímers
Anòmers: Els monosacàrids en solució es ciclitzen
• Aldohexoses: anell PIRANOSA
• Aldopentoses i cetohexoses: anell FURANOSA
• Apareix un nou centre quiral:
• Carboni anomèric: α o β
• OH del nou carboni asimètric i el grup CH2OH unit al carboni designa la configuració D o L:
➢ Es troben en DIFERENT pla: anòmer α
➢ Es troben en IGUAL pla: anòmer β
• Nomenclatura:
➢ α o β segons carboni anomèric
➢ D (dexo) o L (levo) (segons enantiòmer)
➢ Piranosa o furanosa, segons ciclització
- Importància de la isomeria: que els enzims reconeixen isòmers, les molècules quirals i la indústria
generalment produeix mescles.
