GLUCIDE

Se mai numesc şi hidraţi de carbon sau zaharide. Se găsesc în plante şi animale şi au rol esenţial pentru viaţă.

În procesul de fotosinteză, plantele transformă bioxidul de carbon în monozaharide care apoi sunt transformate în zaharoză, amidon, celuloză, etc.

Au rol - energetic: glucoză, amidon- de susţinere: celuloza – peretele celular, rigid şi ţesutul lemnos al

plantelor.Unele au rol mult mai important riboza şi 2-dezoxiriboza intră în constiutţia

acizilor nucleici: ADN şi ARN – deţinători ai informaţiei genetice.Unele glucide întră în constituţia unor coenzime, antibiotice, cartilaje, carapacea

crustaceelor, peretele celulelor bacteriene, membranele celulelor mamiferelor etc.Glucidele sunt polihidroxialdehide sau polihidroxicetone respectiv compuşi care

prin hidroliză formează astfel de substanţe.

MONOZAHARIDE, MONOZE

Sunt polihidroxialdehide – aldozepolihidroxicetone – cetoze.

Se denumesc prin adăugarea sufixului oză repectiv uloză la numele latinesc corespunzător numărului atomilor de carbon din moleculă.

În aldoze numerotarea începe de la carbonul carbonilic iar în cetoze cel mai adesea carbonilul se găseşte în poziţia 2.

Aldehida glicerică are un carbon chiral şi există sub forma a doi enantiomeri R-gliceraldehida şi S-gliceraldehida:

Fischer denumea cei doi enantiomeri D (pentru forma cu OH –ul în dreapta) şi L (pentru forma cu OH-ul în stânga). Convenţai este că apartenţa la seria D sau seria L (respecti R sau S) se stabileşte pentru formele de proiecţie în funcşie de dispunerea OH –ului secundar cel ami îndepărtat de carbonil, la dreapta respectiv la stânga catenei.

Compuşii care au cel puţin un carbon chiral cu aceeaşi configuraţie şi cel puţin un carbon chiral cu configuraţie diferită se numesc diastereoizomeri sau diastereomeri.

Eritrozele sunt enetiomeri şi formează un racemic. Treozele sune enetiomeri şi formează un racemic. Fiecare eritroză este în relaţie de diastreoizomerie cu treozele şi invers.

Numărul izomerilor optici = 2n în care n este numărul de atomi chirali. Numaărul de racemici este 2n/2 = 2n-1.

Aldozele au un atom de carbon chiral faţă de cetoze, deci prezintă un număr mai mare de stereoizomeri. Cea mai simplă uloză este 1,3-dihidroxiacetona care nu are carbon chiral.

Nu există o relaţie directă între configuraţie ţi sensul de rotire a planului luminii polarizate. Există D-monozaharide dextrogire ca şi L – monozaharide dextrogire şi invers.

Monozaharidele care au toţi carbonii chirali cu aceeaşi configuraţie, exceptând unul la care configuraţia diferă, se numesc epimeri. Deci D-eritroza şi D- treoza sunt epimere, la fel D-glucoza este epimeră cu D-manoza la carbonul 2 şi cu D-galatoza la carbonul 4:

Structura reală a monozaharidelor

Se ştie că alcoolii se adiţionează nucleofil la carbonil pentru a forma semiacetali. Această reacţie poate să aibă loc şi intramolecular în caul compuşilor -OH şi -OH carbonilici. Este cazul monozaharidelor care există în principal sub forma acestor semiacetali intramoleculari, care au o structură heterociclică.

În formulele semiacetalice ale glucozei carbonul 1 devine chiral, deci rezultă doi stereoizomeri numiţi anomeri. Anomerii sunt un fel de epimeri, se notează cu şi în funcţie de dispoziţia hidroxilului semiacetalic sau glicozidic: - cu OH-ul sub planul moleculei şi anomerul cu OH-ul deasupra planului moleculei. -D- glucoza şi -D - glucoza au proprietăţi fizice diferite, find diastereoizomeri, p.t. diferite, solubilitate diferită, putere rotatorie diferită, etc.

Cristalizarea glucozei din metanol permite izolarea -D-glucozei, iar cristalizarea din acid acetic permite izolarea -D–glucozei.

În soluţie apoasă cei doi anomeri există în echilibru trecerea faându-se pin intermediul formei deschise. Astfel că indiferent de la ce anomer porneşti, prin dizolvare în apă se obţine o soluţie care are putere rotatorie +520. Acest fenomen de trecere de la un anomer la altul până la stabilirea echilibrului se numeşte mutarotaţie (de la modificarea puterii rotatorii):

Formele piranozice adoptă conformaţii scaun mai stabile decât cele baie, în care substituenţii pot ocupa poziţii ecuatoriale sau axiale. Conformaţiile ecuatoriale pentru substituenţi sunt mai favorabile energetic. În glucoză toţi hidroxilii exceptând OH-ul semiacetalic au orientare ecuatorială probabil ecaesta este explicaţia pentru abundenţa glucozei în natură.

În -D-glucopiranoză OH-ul semiacetalic are orientare axială iar în -D–glucopiranoză are orientare ecuatorială. Astfel se explică de ce la echilibru predomină anomerul (64,5%).

Reacţii chimice

În forma ciclică glucoza prezintă 5 grupe OH, care pot fi transformate în esteri. Astfel cu Ac2O se obţine pentaacetil glucoza. Reacţia se realizează cu anhidridă acetică în exces OH-ul se acilează mai uşor decât OH-ul .

Alcoolii se pot eterifica cu agenţi alchilanţi în mediu bazic. Deoarece glucidele sunt sensibile la acţiunea bazelor, reacţia se realizează în prezenţa de Ag2O care este o bază slabă

Glucidele sunt solubile în apă şi insolubile în solvenţi organici nepolari datorită grupelor OH. Prin eterificare şi esterificare scade solubilitatea în apă şi creşte solubilitatea în solvenţi organici, ceea ce permite utilizarea acestora pentru purificarea derivaţilor glucidelor.

Reducerea monozaharidelor duce la polioli numiţi alditoli. Reducerea se face catalitic cu H2 sau NaBH4. Reducerea are loc prin forma aciclică.