Apuntes sobre glúcidos

Glúcidos

Hidratos de carbono, azúcares o glúcidos

• —Responden a un mismo tipo de biomoléculas.
• —Es mejor llamarlos glúcidos, ya que no todos son dulces, ni todos responden estrictamente a la fórmula molecular de hidratos de carbono (CH2O).

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Monosacáridos

—Se trata de una unidad molecular de glúcidos (el conjunto de dos moléculas se llama disacárido…. El de muchas polisacárido).

—Son muy solubles en agua, y actúan como isómeros ópticos.

——Presentan un grupo carbonilo (aldehído las aldosas o cetona las cetosas) y varios grupos alcohol. En función del total de carbonos, se llaman triosas, tetrosas, pentosas…

Numeración

—El grupo carbonilo debe mirar hacia arriba siempre.

—Si es aldehído, será el C1.

—Si es cetona, será el C2.

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Proyección de Fischer

Isomerías

Isómeros: compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero difieren en su estructura y por ello presentan distintas propiedades. Dos tipos:

• —Isomería estructural: misma fórmula molecular pero distinta distribución de átomos en los enlaces, para dar lugar a estructuras químicas distintas.
• —Isomería espacial: misma fórmulas molecular y misma distribución de átomos en los enlaces, pero la disposición espacial de los átomos varía, conformando un esqueleto tridimensional que da lugar a estructuras químicas distintas. En concreto actúan como las manos, son idénticas en estructura pero espacialmente diferentes.

Esteroisomería

—El gliceraldehído presenta un carbono asimétrico (C*). El carbono central presenta cuatro sustituyentes distintos en sus cuatro enlaces, y esto le permite mostrar dos configuraciones espaciales distintas, llamadas estereoisómeros, no superponibles.

—La fórmula molecular se dispone con los radicales extendidos, y así diferenciamos a los estereoisómeros D y L. Si el grupo hidroxilo (OH) apunta a la derecha se llama D-gliceraldehído, y si apunta a la izquierda es L-gliceraldehído.

——Como D y L-gliceraldehído son la imagen especular uno del otro, se llaman estereoisómeros enatiómeros.

——Estos dos estereoisómeros desvían el plano de la luz polarizada que los atraviesa, si es hacia la derecha se llama azúcar dextrógiro y si es hacia la izquierda es azúcar levógiro. Sin embargo, en todas las moléculas, el hecho de que el compuesto  sea D no implica que sea dextrógiro ni que el L sea levógiro.

Triosas (C3H6O3)

—Son los glúcidos más simples,hay una cetotriosa y una aldotriosa.

——Es más interesante el gliceraldehído (aldotriosa) por presentar quiralidad, y por existir de dos formas químicamente idénticas pero tridimensionalmente distintas.

Tetrosa (C4H8O4)

—Antes sólo había un C* posible, pero en las tetrosas y de aquí en adelante, va a haber situaciones en las que haya varios C asimétricos y varias configuraciones posibles.

—Ya hemos visto una posibilidad, la de que tengamos estereoisómeros enantiómeros, que eran directamente la imagen especular uno del otro.

—Ahora nos ocurrirá que al cambiar la posición de algún o algunos OH en C* asimétricos podemos obtener diastereisómeros (isómeros que no son enantiómeros).

—En concreto, cuando en dos diastereoisómeros solo cambia la posición de los OH de un solo C* se llaman diastereoisómeros epímeros.

• —Epímeros: posición de un solo –OH
• —Enantiómeros: posición de todos los –OH: D y L

Pentosa (C5H10O5)

—Las más conocidas son la ribosa y un derivado suyo, la desoxirribosa, que forman parte de la estructura de los ácidos nucleicos (ARN Y ADN, respectivamente).

Hexosa (C6H12O6)

—A este grupo pertenecen los glúcidos más abundantes del planeta, como la glucosa, galactosa o fructosa.

Ciclación (FISHER - HAWORTH)—

—Cuando los azúcares se disuelven en agua, se forman estructuras cíclicas, que son la forma más común de representarlas.

——Sólo pueden ciclarse las moléculas de 5 y 6 C.

1. Tumbar la molécula, colocando el C1 mirando hacia la derecha, y cerrar un poco la estructura por el final.
2. El oxígeno (OH) del C5 (o del C4 si hablamos de una pentosa) va a atacar al C1, estableciéndose una unión entre ellas, lo que se conoce como un enlace hemiacetal. El átomo H del OH  que ha participado se dona al O del C=0 del C1.
3. Ahora el C1 se convierte en un carbono anomérico, al tener cuatro sustituyentes diferentes, y puede presentar dos estereoisómeros: el anómero a si el OH está hacia abajo y el anómero b si el OH mira hacia arriba.

Conformación de silla o de bote

Las formas cíclicas de los glúcidos no son en realidad planas como las proyecciones de Haworth, sino que adoptan una de estas dos conformaciones tridimensionales.

La de silla es algo más estable, al permitir una estructura más estirada donde los sustituyentes están algo más alejados unos de otros.

Disacáridos

—Formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico, perdiendo una molécula de H2O en esa unión. El enlace formado confiere resistencia a la molécula.

——En el ejemplo, el monosacárido de la izquierda participa con su carbono anomérico, mientras que el de la derecha suele participar con el C4 (enlace monocarbonílico, porque participa un C anomérico en la unión).

Formulación de disacáridos

1. Se nombra primero el azúcar de la izquierda, indicando

α/b –D/L - ______piranosil/furanosil

2. Se pone entre paréntesis los números de los C de la unión separados por una flecha

ej: (1 -> 4)

3. Se nombra el segundo azúcar, indicando

α/b - D/L - ______-piranosa/furanosa

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α-D-glucopiranosil (1 ->4)- α -D-glucopiranosa