Carboidrati semplici

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1 arboidrati semplici

2 ontenuti della lezione: Monosaccaridi aldosi e chetosi Proiezioni di Fischer La reattività dei monosaccaridi: formazione di emiacetaliciclici, ossidazione ad acidi aldonici, riduzione ad alditoli Disaccaridi comuni

3 Per arboidrati semplici si intende: Monosaccaridi Disaccaridi

4 Il termine arboidrati vuol dire idrati del carbonio; Formula generale per i monosaccaridi: n ( 2 O) n I due carboidrati più semplici hanno 3 atomi di carbonio: gliceraldeide 1,3-diidrossiacetone La gliceraldeide appartiene alla famiglia degli aldosi, cioè è un aldoso: aldo indica che siamo in presenza di un aldeide; oso è la desinenza che identifica i carboidrati L 1,3-diidrossicetone appartiene alla famiglia degli chetosi, cioè è un chetoso: cheto indica che siamo in presenza di un chetone; oso è la desinenza che identifica i carboidrati

5 La gliceraldeide: È composta di 3 atomi di ontiene un gruppo carbonilico O (aldeide) ontiene due gruppi ossidrilici diversi (un O è primario, l altro è secondario) La molecola è chirale La Rgliceraldeideè l enantiomeropresente in natura. Viene chiamata comunemente D-gliceraldeide e viene rappresentata anche con le proiezioni di Fischer: Stereochimica:R gliceraldeide D-gliceraldeide

6 I due enantiomeri della gliceraldeide e l uso dei descrittori D ed L D-gliceraldeide (R-gliceraldeide) L-gliceraldeide (S-gliceraldeide)

7 aldotrioso La famiglia dei D-aldosi (I più comuni vanno dai tre ai sei atomi di ) aldotetrosi aldopentosi aldoesosi

8 chetotrioso La famiglia dei D-chetosi (I più comuni vanno dai tre ai sei atomi di ) chetotetroso chetopentosi chetoesosi

9 osa sono: Enantiomeri? Diastereoisomeri? Isomeri costituzionali? O O O O O L-glucosio D-glucosio 2 O D-galattosio

10 La reattività dei Monosaccaridi Poiché i monosaccaridi contengono due soli tipi di gruppi funzionali, gli ossidrili e i carbonili, la loro chimica è in massima parte quella prevedibile per tali gruppi: 1. Formazione di emiacetali 2. Ossidazione 3. Riduzione

11 I Monosaccaridi e la formazione di emiacetali ciclici

12 Ripassiamo la reazione di formazione di emiacetali ciclici La reazione è un addizione nucleofila di un equivalente di alcol al carbonile di un aldeide o chetone (vai a rivedere l argomento) La ciclizzazione porta alla formazione di un centro stereogenico, quindi sono possibili due stereoisomeri. Questa reazione avviene comunemente nei monosaccaridi, in particolare con i pentosi (carboidrati a 5 atomi di ) e con gli esosi (carboidrati a 6 atomi di )

13 Guardiamo la stessa reazione quando i gruppi che reagiscono fanno parte del glucosio..

14 Nei monosaccaridi gli emiacetaliciclici sono detti anomeri I gruppi a sinistra nella proiezione di Fischer (tranne quelli in posizione 5 e 6) puntano in alto nella proiezione di aworth Anomero α Anomero α Ripieghiamo la molecola in modo da avvicinare il -1 ed l O sul -5 Anomero β Anomero β I gruppi a destra nella proiezione di Fischer (tranne quelli in posizione 5 e 6) puntano in basso nella proiezione di aworth Nel glucosio la reazione avviene tra il carbonile e il gruppo ossidrilico (alcolico) legato al carbonio in posizione 5

15 Il glucosio è l aldoso più stabile: Le conformazione a sedia del glucosio Proiezione di aworth onformazione a sedia Proiezione di aworth onformazione a sedia Per convertire la proiezione di aworth del D-glucosio nella conformazione a sedia, bisogna disegnare la sedia ponendo l atomo di ossigeno in alto a destra e il gruppo idrossimetilenico ( 2 O) in posizione equatoriale. I gruppi O presenti in posizione -4, -3, -2 sono tutti in trans e andranno tutti in equatoriale (vai a rivedere le conformazioni a sedia del cicloesano). L O anomerico α (cis rispetto all O -2), va in assiale; l O anomerico β (trans rispetto all O -2) va in equatoriale (l anomero β è completamente privo di tensione sterica)

16 Il glucosio in soluzione acquosa: Se si scioglie il glucosio in soluzione acquosa la forma in cui è maggiormente presente è l anomero β

17 Emiacetali ciclici del ribosio: La formazione dell emiacetale ciclico avviene per reazione tra il carbonile e il gruppo O in posizione 4

18 Reazioni di Ossidazione dei Monosaccaridi: sintesi di acidi aldonici O O O O O 2 O D - Glucosio Forma aldeidica E quella che viene ossidata ad acido u 2+ O - Benedict s Reagent (blue) O O O O O O 2 O Acido D gluconico Acido carbossilico + u + (rosso mattone) I carboidrati che danno questa reazione sono detti: Zuccheri riducenti (zuccheri che si ossidano riducendo altre sostanze)

19 Reazione di Riduzione dei Monosaccaridi Aldosie chetositrattaticon un riducentecome NaB 4 vengonoridottia polialcolichiamati alditoli La reazione avviene sulle forme aperte in cui è presente il carbonile Dal glucosio si ottiene il D-Glucitolo, conosciuto anche come D-sorbitolo, che è presente in molti frutti e bacche ed è usato come dolcificante. D-glucosio D-glucitolo

20 Alcuni Disaccaridi molto conosciuti Saccarosio( zucchero da tavola ) glucosio + fruttosio Lattosio( zucchero del latte ) glucosio + galattosio Maltosio( unità strutturale dell amido ) glucosio + glucosio Non è molto diffuso in natura, si trova soprattutto nella barbabietola da zucchero, nell orzo e nel mais

21 Lattosio (zuccchero del latte) Legame glicosidico Il lattosio è idrolizzato da una lattasi in glucosio e galattosio

22 Il disaccaride più diffuso in natura: il Saccarosio: Legame glicosidico Glucosio e fruttosio sono legati attraverso un legame glicosidico che coinvolge il gruppo anomerico di entrambi i monosaccaridi

23 Due diversi disaccaridi del glucosio: Unità strutturale dell amido Unità strutturale della cellulosa