Carboidrati Il nome deriva dalla formula Cn(H2O)m: idrati del C Chimicamente i carboidrati sono poliidrossialdeidi o poliidrossichetoni. Glucosio Mannosio Galattosio Fruttosio … Saccarosio Maltosio Lattosio Cellobiosio … Amido Cellulosa Acido Ialuronico …

(R)-Gliceraldeide (S)-Gliceraldeide Carboidrati Monosaccaridi: Aldosi e Chetosi * Gliceraldeide Diidrossiacetone Enantiomeri (R)-Gliceraldeide (S)-Gliceraldeide Conversione in proiezione di Fischer (R)-gliceraldeide

Carboidrati: Monosaccaridi L e D D-gliceraldeide L- gliceraldeide [a] = +13.5 [a] = -13.5

Monosaccaridi: Aldosi della serie D Aldotriosi Aldotetrosi Aldopentosi Aldoesosi

Monosaccaridi: Chetosi della serie D 2-chetotriosi 2-chetotetrosi 2-chetopentosi 2-chetoesosi

Il gruppo funzionale di un emiacetale Addizione Nucleofila al Carbonile Addizione di alcoli (nucleofili all’ossigeno): EMIACETALI Chetone Alcol Emiacetale Il gruppo funzionale di un emiacetale da una aldeide da un chetone

D-Glucosio - La struttura ciclica In linea di principio, tutti gli ossidrili potrebbero reagire con il gruppo carbonilico per formare emiacetali ciclici di diversa grandezza. Di solito, risulta preferita la formazione dell'anello a sei termini (forma piranosica). In alternativa si può formare un anello a cinque termini (forma furanosica). diasteroisomeri

D-Glucosio - Proiezioni di Fischer Per convenzione la molecola va disegnata in verticale nella forma completamente eclissata con il carbonio più ossidato verso l'alto. Per chiudere il ciclo si usa il solo legame emiacetalico che quindi assume apparentemente una lunghezza e una forma anomale. Nell'anomero a, l'OH anomerico si trova dalla stessa parte dell'OH che determina la configurazione D della molecola. Nell’anomero b, l'OH anomerico è rivolto dalla parte opposta rispetto all'OH che determina la configurazione D della molecola.

D-Glucosio - Proiezioni di Haworth Secondo questa convenzione la molecola ciclica deve essere rappresentato come un esagono o un pentagono con il carbonio anomerico a destra e l'ossigeno eterociclico in alto. I legami che escono dall'anello devono essere disegnati come trattini verticali

D-Glucosio - Proiezioni di Haworth Come trasformare una struttura di Fischer in una di Haworth? Disegnare la struttura dell'anello piranosidico secondo la proiezione di Haworth e numerare la catena di atomi di carbonio. Trascrivere i gruppi OH dalla struttura di Fischer a quella di Haworth: gli OH che si trovano a destra in Fischer vanno posti in basso nella struttura di Haworth. L'OH che determina la configurazione D non va trascritto, perché coinvolto nel legame emiacetalico. Scrivere quindi solo gli OH sui carboni 2, 3 e 4.

D-Glucosio - Proiezioni di Haworth Come trasformare una struttura di Fischer in una di Haworth? Scrivere ora il CH2OH terminale che va posto sul C-5 dalla parte opposta a quella che spettava all'OH, quindi verso l'alto. Infine va disegnato l'OH anomerico sul C-1: per l'anomero b, l'OH va posto in cis rispetto al CH2OH, cioè va posto sopra.

D-Glucosio - Proiezioni Conformazionali Per avere una rappresentazione più accurata si utilizzano le proiezioni conformazionali che rappresentano i piranosi come strutture a sedia e i furanosi come strutture a busta. Le considerazioni fatte con le proiezioni di Haworth a proposito di forme D e L, anomeri a e b valgono anche per le proiezioni conformazionali. Per convenzione l'ossigeno emiacetalico va disegnato in alto e il carbonio anomerico a destra. La conformazione più stabile del D-glucopiranosio ha tutti i sostituenti più ingombranti in equatoriale

I due anomeri a e b sono diasteroisomeri D-Glucosio - Proiezioni Conformazionali Il D-glucosio esiste all'equilibrio prevalentemente in forma ciclica in cui l'ossidrile in posizione 5 ha reagito con il C-1 aldeidico, formando un legame emiacetalico intramolecolare, mentre solo una piccola quantità, (0.02%) resta nella forma aldeidica libera. I due anomeri a e b sono diasteroisomeri b a D D La formazione dell’emiacetale ciclico crea un nuovo centro asimmetrico nella molecola. L'ossidrile al C-5 può attaccare il carbonio aldeidico da sopra o da sotto il piano molecolare del carbonio carbonilico sp2, formando due diversi emiacetali isomeri chiamati anomeri a e b, il nuovo carbonio asimmetrico viene chiamato carbonio anomerico.

D-Fruttosio - Proiezioni Conformazionali Struttura Ciclica D-Fruttosio

D-Fruttosio - La struttura ciclica A differenza del glucosio, che esiste soprattutto in forma piranosica, il fruttosio può dare sia un anello a sei che a cinque termini. diasteroisomeri

D-Glucosio Le forme presenti all’equilibrio in soluzione acquosa Forma aperta Forma aperta

D-Glucosio - Mutarotazione La variazione del potere ottico rotatorio, dovuta alla isomerizzazione di un anomero puro, che si trasforma in una miscela di anomeri a e b Questa reazione avviene lentamente in acqua pura, ma può essere accelerata con catalisi acida o basica.

Reazioni dei Monosaccaridi Glicosidi: Acetali da una aldeide da un chetone

Metil–b-D-ribofuranoside Metil–a-D-galattopiranoside Monosaccaridi Glicosidi: Acetali Legame glicosidico Legame glicosidico Metil–b-D-ribofuranoside Metil–a-D-galattopiranoside

Monosaccaridi Riduzione ad ALDITOLI Glucitolo

Monosaccaridi Ossidazione ad ACIDI ALDONICI Saggio per Zuccheri RIDUCENTI Soluzione di Tollens Tampone citrato Soluzione di Benedict Solido rosso

Monosaccaridi Ossidazione ad ACIDI ALDONICI Acido D-Gluconico

Monosaccaridi Saggio del Glucosio glucosio ossidasi Determinato spettroscopicamente

Acido L-ascorbico (vitamina C) Monosaccaridi Acido Ascorbico: VITAMINA C Sintesi biochimica ed industriale D-glucosio Acido L-ascorbico (vitamina C)

Disaccaridi Maltosio (anomero a) Lattosio (anomero b) Maltosio e Lattosio Maltosio (anomero a) 4-O-a-D-glucopiranosil D-glucopiranoside Lattosio (anomero b) 4-O-b-D-glucopiranosil D-glucopiranoside

Disaccaridi Cellobiosio Saccarosio Cellobiosio, Saccarosio 4-O-b-D-glucopiranosil D-glucopiranoside Saccarosio a-D-glucopiranosil-b-D-fruttofuranoside oppure b-D-fruttofuranosil-a-D-glucopiranoside

Polisaccaridi AMILOSIO Amido: polimero del Glucosio È composto da circa 250-300 unità di D-Glucosio legati da legami a-(1,4)-glicosidici. È solubile in acqua calda.

Polisaccaridi AMILOPECTINA Amido: polimero del Glucosio È un amido più complesso. È composto da circa 1000 unità di D-Glucosio in una struttura ramificata. Ha una ramificazione ogni circa 25 unità di D-Glucosio. Le ramificazioni sono legami a- 1,6-glicosidici. Non è solubile in acqua. IL GLICOGENO è simile all’Amilopectina nella struttura chimica ma è molto più ramificato e ha peso molecolare più alto. Esso è la principale riserva di carboidrati negli animali e viene immagazzinato nel fegato e nei muscoli.

Polisaccaridi Cellulosa; insolubile in acqua. LA CELLULOSA è un altro polimero del Glucosio e si trova nella maggior parte delle piante. Le importanti proprietà fisiche della Cellulosa derivano dall’elevatissimo peso molecolare (circa 3000 unità glucosidiche) e dal fatto che le catene non sono ramificate.