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BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

Glúcidos

Definición

Los glúcidos son polialcoholes con un grupo funcional carbonilo (aldehído o cetona)También reciben el nombre de hidratos de carbono, porque su fórmula empírica Cn(H2O)n parece corresponder a combinaciones de carbono con agua.Algunos son pequeños como la glucosa (180 D) y otros son grandes como el almidón (500.000 D)

Un Dalton (símbolo D) (en honor del químico John

Dalton) equivale a la masa de un átomo de hidrógeno

¿Qué es un Dalton? Definición

Funciones

Energética: Fuente principal de energía en los seres vivos. Se acumula como polisacáridos:– Glucógeno: animales– Almidón: plantas

Estructural: Forma parte de estructuras, dando sostén:– Pared vegetal: celulosa– Membrana plasmática: glucolípidos y glucoproteínas

Monosacáridos

Una sóla molécula, de 2-8 C (ambos excluidos)Propiedades físicas:

– Sólidos, cristalinos– Color blanco– Sabor dulce– Solubles en agua

Propiedades químicas:– No son hidrolizables– Son reductores (se oxidan, pierden electrones frente a

otras moléculas que los aceptan y se reducen)

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Reacción de Fehling

Podemos identificar la presencia de monosacáridos (o glúcidos reductores) en una solución con la reacción de FehlingEste reactivo contiene sales de cobre que se reducen de cúpricas (azul) a cuprosas (rojo)

A su vez, los azúcares (aldehídos, cetonas) se oxidan para dar ácidos (-COOH)

monosacárido ácido

azul rojo

Nomenclatura

acaban en -osa– Nº de C: triosa, tetrosa, pentosa, hexosa, heptosa– Tipo de función: aldosa o cetosa– Isomería óptica: (+) (dextrógiro) o (-) (levógiro)– Isomería espacial: D, L– Conformación espacial: pirano (hexagonal),

furano (pentagonal)– Anomería: α (alfa), β (beta)

Nomenclatura

β

anomería

Isomería espacial

Isomería óptica

glucosa

Función carbonilo

Nº de carbonos

Conformación espacial

-D-(+)-aldohexopiran

terminación

osa

Ejemplos

Aldo- -OSA

-tri--tetr--pent--hex--hept-

Ceto -OSA

-tri--tetr--pent--hex--hept-

Combina adecuadamente prefijo y raíz para formar el nombre correcto

de cada molécula

Isomería

: aldosa, cetosa

Los esteroisómeros o isómeros espaciales son moléculas con la misma

fórmula empírica pero distinta estructura espacial Isomería

El número de isómeros (enantiómeros) es de 2n, siendo “n” el número de carbonos asimétricos.

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Isomería

Dentro de los estereoisómeros se pueden diferenciar aquellos que son imágenes especulares entre sí (denominados enantiomorfos o enantiómeros) y aquellos que no lo son (llamados epímeros). y sólo se diferencian en la configuración espacial de ÚN único átomo de carbonoPor convenio, los estereoisómeros que, al escribir la fórmula plana, según la proyección de Fischer, tengan el grupo -OH del carbono asimétrico más alejado del carbono carbonílico (el penúltimo) a la derecha se denominan D. Si el –OH queda hacia la izquierda, se llaman L.

LOS ENANTIÓMEROS TIENEN EL MISMO NOMBRE, añadiendo “D” o “L”(Son el mismo compuesto)

LOS EPÍMEROS TIENEN DIFERENTE NOMBRE (Son compuestos diferentes)

Isomería

• No existe relación entre la actividad óptica, dextrógira o levógira, y el carácter D o L de un determinado estereoisómero.

• Sin embargo, los seres vivos son capaces de diferenciarlos y, dehecho, solo utilizan uno de ellos.

SALVO ALGUNAS BACTERIAS, EN LA NATURALEZA TODOS LOS MONOSACÁRIDOS

SON DE TIPO “D”

Isomería

Ejercicio: En las siguientes moléculas, indica cuáles son D y cuáles L

D L D D

D DL L

Isomería óptica

Ejercicio: Dibujar y nombrar correctamente los enantiómeros y epímeros de la D-eritrosa y la L-treosa.

Recuerda que los enantiómeros son imágenes especulares entre sí.Los epímeros sólo varían en la ordenación de un único átomo de C.

Isomería óptica

Dos enantiómeros tienen las mismas propiedades físicas (punto de fusión, densidad, calor específico, etc.) porque son dos formas de la misma molécula

Sin embargo, tienen actividades ópticas diferentes, ya que desvían el plano de luz polarizada hacia la derecha -isómero dextrógiro (+)- o hacia la izquierda –isómero levógiro (-).

La mezcla equimolecular de ambos isómeros se llama RACÉMICO y no tiene actividad óptica neta.

Y TIENEN EL MISMO NOMBRE (glucosa, v.g.)

POR ELLOS SON ISÓMEROS OPTICOS

Isomería óptica

Polarizador

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Isomería

+1 -2 -1 +3

Isomería óptica: Ejercicio

1. ¿Cuántos isómeros posibles tiene una cetopentosa?

2. Dibuja sus fórmulas lineales, agrúpalos por enantiómeros y nómbralos

D-RIBULOSA L-RIBULOSA D-XILULOSA D-XILULOSA

HO

Ciclación de monosacáridos

CONFIGURACIÓN PIRANO

HO

Ciclación de monosacáridos

CONFIGURACIÓN FURANO

Ciclación de monosacáridosOtras formas de representación

FORMA TRANS (más estable) FORMA CIS

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Propiedades químicas

Enolización: En medio alcalino los monosacáridos se interconvierten en la forma:

ALDOSA EPÍMERO CETOSA

O

Glucosa Manosa Fructosa

Las reacciones van a través de un intermediario inestable llamado ENOL

R- C=CHOH

OH

Propiedades químicasOxidación-reducción: El grupo carbonilo es un grupo reductor y puede oxidarse dando ácidos; también puede reducirse dando alcoholes:

ALDOSA

Glucosa

CHO

CH2OH

COOH

CH2OH

Ej.: vitamina C

Ac. ALDONICO

(ac. glucónico)

OX

COOH

CHO

Ej.: en el ácido hialurónico

Ac. URÓNICO

(ac. glucurónico)

OX

OX

COOH

Poco interés biológico

Ac. ALDÁRICO

(ac. glucárico)

COOH

red

CH2OH

CH2OH

AZÚCAR-ALCOHOL

Sorbitol

Reacciones de sustituciónDerivados aminados

Propiedades químicas

CHO

CH2OH

HCOH + HNH2

CH2OH

CHOHCNH2

H2O H2O

Derivados N-acetilados

CH3- COOH

CHO

CH2OH

HCNH- CO-CH3

HO- P = O

OH

OH

CHO

CH2O- PO3H2

HCOH

H2O

Ésteres fosfóricos

• Glucemia normal (en ayunas):70-100 mg/100ml

• Hipoglucemia: <50-60 mg/100ml• Hiperglucemia:>125 mg/100ml

• En la fruta, miel,…• Unida a la glucosa

forma la sacarosa

Derivados de monosacáridos