numele complet pentru
glucoza cristalină cu rotaţia de + 112o este
- D - ( + ) – glucopiranoză
proprietatea fundamentală este specificată prin D, care
indică configuraţia absolută a carbonului 5
simbolul arată relaţia hidroxilului semiacetalic
de la carbonul 1 şi carbonul 5
( + ) -ul arată faptul că molecula este dextrogiră
sufixul piranoză indică faptul că hidroxilul de la C5 care
este implicat în formarea semiacetalului, dă
un ciclu de 6 membri care conţine oxigen
şi care poate fi privit ca derivat de piran
Ciclurile de 5 termeni, întâlnite în cazul aldopentozelor,
sunt mai stabile decît cele de 6 termeni, fiind considerate
ca derivaţi de furan, purtând numele furanozice
denumirea fructozei derivă de la fructus (lat) = fruct
O
HOH
H
C
HO
H2OH1
2
34
5
6C
C
CH2
HO
C
H
1
2
C
CH2
OHH
H OH
OH
3
4
5
6
O
OH
H
HO OH
- D - f ructofuranoza
formula Haworth
C
C
OHH
CH O
H
C
OH
1
2
H2C
OHH
OH
3
4
5
O
HOOH
HO
123
4
5
H OH
D - riboza
aldopentoze tipice
C
C
HH
CH O
H
C
OH
1
2
H2C
OHH
OH
O
HOH
HO
123
4
5
H OH
2 - deoxi - D - riboza
combinată ca polizaharid pentozan
în materialele lemnoase
C
C
OHH
CH O
HO
C
H
1
2
H2C
OHH
OH
3
4
5
O
OH
OHHO
123
4
5
H OH
D - xiloza
Reacţii de recunoaştere
puterea reducătoare
a mono - şi di - zaharidelor cu
grupă aldehidică (semiacetalizată)
este utilizată în analiza zaharurilor
R CH2 OH R CH OH
OR COOH
H
O
soluţia Tollens
la tratare cu soluţia unei monozaharide
depune "oglindă" de Ag
un agent de oxidare, precum ionul de cupru (II),
poate oxida grupările carbonil
CuSO4 Cu2O
ionul de cupru (II) din CuSO4 se reduce
la oxidul de cupru (I), Cu2O, de culoare roşie
soluţia Fehling
soluţia Benedict
soluţiile Fehling şi Benedict depun,
la încălzire cu o monozaharidă,
un precipitat roşu de oxid cupros
izolat din sarea sa de potasiu
în anul 800 b.c. de
alchimistul persan
Jabir ibn Hayyan
acid tartric
acid citric
COOH
OHH
HHO
COOH
COOH
CH2
CH2
COOH
COOHHO
Dizaharidele hexozelor
formate prin unirea a două molecule de zahăr
legătura între moleculele monozaharidelor se poate realiza:
prin eterificarea de la fiecare rest de monozaharidă
a OH glicozidic, când legătura se va numi dicarbonilică
prin eterificarea OH – ului glicozidic al unei molecule
cu una din grupele OH din cealaltă moleculă,
în afara de OH – ului glicozidic,
cu formarea unei legături monocarbonilice
sau
în primul caz, nemaiavând OH glicozidic liber, dizaharidele
nu vor da reacţiile caracteristice monozaharidelor
ele se mai pot denumi zaharuri nereducătoare
Ex.: sucroza (zaharoza sau zahărul obişnuit)
o moleculă de glucoză + o moleculă de fructoză
OHO
HO
CH2OH
O
OH
OH
HO
CH2OH
O
HOCH2
în al doilea caz, având un OH glicozidic liber, dizaharidele
vor da reacţiile caracteristice monozaharidelor
se mai pot denumi zaharuri reducătoare
Ex.: maltoza, celobioza – două resturi de glucoză
lactoza – galactoză + glucoză
maltoza
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
HO
O
OH
OH
CH2OH
OH H , OH
Pentru a stabili complet formula unui dizaharid,
trebuie să cunoaştem:
• identitateea monozaharidelor care-l compun
• forma ciclului (furanozic sau piranozic) aşa cum este în
structura dizaharidului
• poziţia în care se realizează legătura
• configuraţia anomerică a legăturii
Enzimele sunt deosebit de utile în stabilirea configuraţiei anomerice,
fiind foarte specifice în a cataliza hidroliza diverselor tipuri de legături
glicozidice
Sucroza (zaharoza)
• dizaharida cea mai răspândită în natură ca zahăr
liber
şi
compusul organic cel mai abundent în stare pură
• se găseşte în toate plantele în care are loc fotosinteza,
în nectarul florilor (alături de glucoză şi fructoză)
• sursa industrială o constituie trestia de zahăr
(din care se extrage prin presare)
şi
sfecla de zahăr, de unde se obţine prin difuzie în apă
OHO
HO
CH2OH
O
OH
OH
HO
CH2OH
O
HOCH2
1
2
3 4
5
6
1
23
4
5
6
legatura - glicozidica
- glicozidicalegatura
O
H
HOH
HO
H
OOHH
HHO
O
H
HOOH
H
C
HO
H2OH
1
2
3
4
56
12
34
5
6
legatura
legatura
- glicozidicã
- glicozidicã
Zaharoza este dextrogiră [ a ] D = + 66,5 o
la hidroliză acidă ( CO2 + H2O ), ea este transformată în
D – glucoză, slab dextrogiră, care se mai numeşte şi
dextroză ( [ a ] D = + 52 o ) şi
D – fructoză sau levuloză,
care este puternic levogiră ( [ a ] D = - 92 o)
Acest proces poartă numele de “inversia zahărului” şi
este catalizat de invertază
în final, soluţia devine levogiră [ a ] D = - 22 o
OHO
HO
CH2OH
O
OH
OH
HO
CH2OH
O
HOCH2
H
+
O
OH
OH
HO
CH2OH+
+OHO
HO
CH2OH
HOCH2
OHO
HO
CH2OH
HOCH2
OHO
HO
CH2OH
HOCH2
HO
H2O
O
OH
OH
HO
CH2OH
H , OH
cele două monozaharide, în amestec,
au un gust mai dulce decât sucroza,
ceea ce face ca zahărul invertit să fie utilizat cu o bună rentabilitate
la prepararea băuturilor răcoritoare şi a îngheţatelor
Derivaţi de zahăr în natură
Arbutina este un hidrochinon - - D - glucozid
Toamna, frunzele unor peri devin negre în loc să se îngălbenească
Această coloraţie se datoreşte faptului că frunzele lor conţin o mare cantitate de arbutină care, la hidroliză enzimatică
eliberează hidrochinona, oxidată de oxigenul din aer la un colorant negru.
hidrochinona în general , molecula care este ataşată de zahăr se numeşte agliconă
O agliconă naturală interesantă este benzaldehid cianhidrina
caişii, migdalii, prunii sau piersicii conţin în sâmburi, frunze sau coajă, cantităţi mari ai unui glicozid - amigdalină -care constituie precursorul
uleiului de migdale amare
Prin hidroliza amigdalinei se produce
HCN, benzaldehidă şi gentiobioză - un dizaharid.
Maltoza
• produsul hidrolizei parţiale a amidonului în mediu acid,
sub influenţa unei enzime specifice – diastaza • molecula se compune din
două resturi de D – glucopiranoză
unite printr-o legătură 1,4 – dicarbonilică
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
HO
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
H , OH
CELOBIOZA
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
HO
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
H , OHO
• dizaharidă izomeră cu maltoza
• se obţine prin hidroliza parţială a celulozei
• diferenţa între maltoză şi celobioză
este determinată de natura legăturii glicozidice,
care în celobioză este una β - glicozidică
LACTOZA
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
HO O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
OH
O
β - galactoză β - glucoză
sau zahărul din lapte (5%)
legătura carbonilică este de tip β - 1,4
OLIGOZAHARIDE
carbohidraţi ce conţin 3 – 10 monozaharide
• în majoritatea plantelor, chiar dacă în cantităţi reduse
intre vegetalele cu conţinut ridicat de oligozaharide amintim
• rădăcina de cicoare, din care se extrage cea mai mare
parte a inulinei care se comercializează
(inulina este un polizaharid utilizat în industria alimentară ca
înlocuitor de zahăr, grăsime sau făină)
furnizează 1/3 din energia dată de zahăr şi
1/6 până la 1/9 din cea cedată de grăsimi
Oligozaharide se mai găsesc în
ceapă, praz, usturoi, legume, cereale
şi în • rădăcina de nap porcesc, o plantă înrudită cu
floarea soarelui
inulina
OHO
OH
CH2OH
HOCH2
O
OHO
OH
CH2OH
OHO
OH
CH2OH
OHO
OH
CH2OH
O
OHO
OH
CH2OHO
O
OH
OH
HO
CH2OHn
1
2
34
5
6
1
23
4
5
6
sistemul nostru digestiv necesită timp pentru a
scinda oligozaharidele
aproape 90% trec de intestinul subţire
şi
ajung în colon, unde servesc drept hrană
unor bacterii benefice spre deosebire de
mono- şi dizaharide, care sunt absorbite rapid
oligozaharidele intră în categoria substanţelor “prebiotice”
POLIZAHARIDE
• orice moleculă care poate fi scindată prin hidroliză
într-un număr mare de molecule de monozaharide
• Dacă acestea sunt hexoze, polizaharida se va numi
hexozan
• în natură există două categorii principale de hexozani :
amidonul – rezerva de energie din regnul vegetal
celuloza – componentă principală a scheletului plantelor
• polizaharidele naturale ce conţin unităţi de pentoze se numesc pentozani
AMIDONUL plantele depun carbohidraţii sub formă de granule
în seminţe, fructe sau rădăcini şi tuberculi
• amidonul din diferite specii diferă din punct de vedere chimic
• Una din formele de amidon – amiloza –
se compune din 250 – 300 unităţi de glucoză unite prin legături 1,4
OH
O
H
HO
H
HOHH
O
HOO
H
O
H
HO H
H
HO
H
OH
• amilopectina
un amidon cu structură
complexă, ramificată, conţine
cca.100 000 unităţi glucoză
• reticularea se efectuează prin legături 1,6 între zaharide
apa caldă dizolvă amiloza dar nu şi amilopectina
GLICOGENUL
β - D – glucoză – 1 – fosfat β - D – glucoză – 6 – fosfat
O
H
HO
H
HO
H
HOHH
OPO3H2
OH
asemănător ca structură cu amilopectina
dar
este mai ramificat şi are o masă moleculară mai mare
• se găseşte în muşchi, ficat şi creier
conţine unităţi de
O
H
HO
H
HO
H
HOHH
OH
OPO3H2
CELULOZA
ţesuturile fibroase din celulele pereţilor plantelor conţin celuloză
(30% în general, 90% în bumbac şi 50% în lemn)
lungi catene de unităţi de glucoză, conectate printr-o legătură
β- glicozidică la hidroxilul carbonului 4 din altă unitate
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O O
