Carbohidrati - Generalitati
Carbohidrati - Generalitati
Carbohidrati - Generalitati
Generalitati
Glucidele reprezinta o clasa de compusi ternari, foarte raspinditi in natura si de o deosebita importanta
biologica.
Denumirea de glucide (unanim acceptata) nu este corespunzatoare deoarece multi compusi sint lipsiti de
gustul dulce (amidonul), unii prezentind chiar alt tip de gust (amar-gentiobiozida, un dizaharid existent in
radacinile de gentiana).
Raspindire
Organismul vegetal contine in proportie de ~ 50% din substanta uscata glucide, care indeplinesc
numeroase roluri:
Regnul animal este mai sarac decit cel vegetal in ceea ce priveste diversitatea structurilor glucidice.
Clasificare
Dependent de numarul de atomi de carbon din catena si numarul si natura ozelor din componenta
polimerelor compusii glucidici se clasifica astfel:
1
holozide oligozide (oligozaharide)
Diholozide Triholozide
Omogene Mixte Omogene Mixte
Maltoza Zaharoza Melitrioza Strofantotrioza
Celobioza Lactoza
Gentiobioza Lactuloza
Tetraholozide Ciclice
Stachioza Ciclodextrinele
Structura chimica
Structura ozelor depinde de numarul de atomi de carbon continuti in catena si de natura functiilor grefate.
Catena din atomi de carbon este de obicei lineara, cunoscind-se doar citeva cazuri de oze ramificate
(hamameloza, apioza, streptoza). Functiile grefate pe catena sint, in general, alcooli secundari si primari,
insasi glucidele fiind niste polioli.
Functia specifica este gruparea carbonil (aldehida sau cetona) libera sau blocata
Atomul de carbon 1/ 2 (aldehida/ cetona) devine asimetric si dupa orientarea sterica a hidroxilului ce a luat
nastere (hidroxil semiacetalic sau glicozidic) genereaza doua feluri de izomeri: si . Acesti doi izomeri
spatiali poarta si denumirea de anomeri (figura 2).
poate sa formeze cu alti alcooli, combinatii eterice, si care poarta denumirea de glicozide; pot
exista trei tipuri de combinatii dupa natura hidroxililor glicozidici care se esterifica: -, -, -.
2
Figura 1 Formarea ciclurilor piran/furan si a hidroxilului glicozidic
3
Configuratia glucidelor. Prin configuratie chimica se intelege acea structura care indica orientarea in
spatiu a atomilor sau gruparilor de atomi din componenta unei molecule, fata de un element de referinta sau
o unitate structurala rigida (atomul de carbon asimetric, dubla legatura, un ciclu). In cazul compusilor
glucidici configuratia chimica reprezinta orientarea in spatiu a atomilor de hidrogen si a grupelor hidroxilice
fata de catena de atomi de carbon, care constituie scheletul molecular.
Substantele organice care au in structura lor chimica atomi de carbon asimetrici sint optic active,
proprietate ce consta in rotirea planului luminii polarizate (cind sint strabatute de razele acesteia). Aceste
substante se numesc optic active dextrogire (rotesc spre dreapta)
In anul 1848 Louis Pasteur a ajuns la concluzia ca substantele optic active se gasesc in natura sub forma de
perechi dextrogire si levogire. Aceste perechi de izomeri se numesc izomeri optici, antipozi optici, forme
enantiomorfe sau enantiomeri.
Faptul ca in componenta compusilor glucidici exista mai multi atomi de carbon asimetric duce la concluzia
ca in natura exista mai multi stereoizomeri, numarul acestora crescind odata cu cresterea numarului de atomi
de carbon asimetric (N= 2n N-numarul stereoizomerilor, n-numarul de atomi de carbon asimetric).
Toate monozaharidele cu mai mult de trei atomi de carbon in molecula se considera ca provin de la
aldehida glicerica. In anul 1906 M.A.Rossanov a propus ca toate monozele legate genetic de D-
glicerinaldehida sa faca parte din seria D, iar cele legate genetic de L-glicerinaldehida sa apartina seriei L
(figura 4).
Figura 4 Glicerinaldehida
4
Se considera ca monozaharidele care in proiectie Fischer au grupa hidroxilica legata de atomul de carbon
secundar, cel mai indepartat de grupa carbonilica, orientata la dreapta catenei, apartin seriei D.
Monozaharidele in care grupa hidroxilica legata de penultimul atom de carbon din catena, carbon care este
secundar si este cel mai indepartat de grupa carbonilica, este orientata spre stinga in proiectia Fischer,
indiferent de orientarea celorlalte grupe hidroxilice din molecula, monozaharidul apartine seriei L.
Nu exista nici o legatura intre sensul activitatii optice (dextrogir/levogir +/-) si apartenenta
monozaharidului la seria D sau L.
Exemplu fructoza naturala apartine seriei D, dar este levogira; molecula ei se indica D(-) fructoza (figura 5).
5
Reprezentantii seriilor D si L care au acelasi numar de centre de chiralitate (acelasi numar de atomi de
carbon asimetric), dar care nu sint enantiomeri (nesuperpozabili) sint intre ei diastereoizomeri (valorile
absolute ale ungiului de rotatie a planului de lumina polarizata nu sint identice).
au proprietati fizico-
chimice diferite.
Conformatia glucidelor. Notiunea de conformatie presupune un anumit aranjament spatial al atomilor sau
grupelor de atomi care compun o molecula, putind sa apara aranjamente moleculare mai bogate sau mai
sarace in energie, mai stabile sau mai nestabile. In unele cazuri aceste aranjamente, respectiv conformatii sau
conformer, se pot chiar izola.
Cele doua conformatii clasice (toti atomii de carbon au unghiuri intre valente de 10928) sint denumite
forma scaun si forma baie (figura 6).
6
Proprietati fizico-chimice
Preparare
Oze Poliholozide
Extragere din materialul vegetal cu: Extragere din materialul vegetal cu:
1. apa rece/ calda, 1. apa (rece/ calda) la care se adauga acizi minerali, saruri
2. amestec hidroalcoolic la cald,
3. alcooli;
ulterior decantare, concentrare, cristalizare