1) Los hidratos de carbono son compuestos polihidroxilados que incluyen azúcares, sus derivados y polímeros hidrocarbonados. 2) Los monosacáridos se clasifican en aldosas y cetosas dependiendo de si tienen un grupo aldehído o cetónico. 3) Los azúcares más comunes son la glucosa, fructosa, galactosa y manosa.

1. Ismael Yévenes L. Hidratos de Carbono Son compuestos polihidroxilados con grupos cetónicos y aldehídicos, comprenden azúcares, sus derivados y polímeros hidrocarbonados, cuya función es ser fuente de energía, tejidos de sostén y prcursores biológicos. Clasificación Osas: Sacáridos no hidrolizables Osidos: Sacáridos hidrolizables

2. Ismael Yévenes L. Pentosas Hexosas Osas Tetrosas: D-eritrosa, treosa, D-eritrulosa (cetona) Aldosas: Arabinosa, xilosa, ribosa Cetosas: Ribulosa Triosas: Aldehído glicérido, dihidroxicetona Aldosas: Glucosa, galactosa, manosa Cetosas: Fructosa, sorbosa

3. Ismael Yévenes L. Ósidos Heterósidos Amigdalina, glucósidos cardíacos Diholósidos: Sacarosa, lactosa Trisacáridos: Rafinosa Polisacáridos: Almidón, glucógeno Holósidos Propiedades. Solubles en agua excepto los polisacáridos, poseen sabor dulce (azúcares). Sólidos cristalinos, insolubles en solventes orgánicos, holósidos por hidrólisis dan osas.

4. Ismael Yévenes L. Reacciones químicas de monosacáridos. 1.-Reacción con el ácido cianhídrico. Síntesis de Killiani. C OOH (C H OH) 5 C H 2 OH C HO (C H OH) 5 C H 2 OH H 2 Reducción Ac. Aldónico Aldosa de 7 C C HO (C H OH) 4 C H 2 OH C = N C H OH (C H OH) 4 C H2 OH H CN H 2 O / H + C OOH (C H OH) 5 C H 2 OH Glucosa Cianhidrina Ac. Aldónico de glucosa

5. Ismael Yévenes L. 1b.- Reacción de cetosa con el ácido cianhídrico. C H 2 OH C = O (C H OH) 3 C H 2 OH Fructosa Cianhidrina Hidroxiácido de fructosa H CN C = O (C H OH) 5 C H 2 OH H C = O (C H OH) 5 C H 2 OH OH H BrO HNO 3 dil. 2.- Oxidación 2.-a Oxidación débil. C H 2 OH C - COOH (C H OH) 3 C H 2 OH OH - C H 2 OH C - CN (C HOH) 3 C H 2 OH OH - H 2 O / H +

6. Ismael Yévenes L. C = O (C H OH) 5 C H 2 OH H HNO 3 C = O (C H OH) 5 C = O OH OH 2.-b.- Oxidación fuerte. Acido Urónico . Oxidación del grupo CH 2 OH, bloqueando el grupo aldehído, presencia de un grupo aldehido y un grupo ácido. Diferenciación . La reacción con HBrO no la dan cetosas, sirve para diferenciar aldosas de cetosas

7. Ismael Yévenes L. 2.-c Reducción . En solución alcalina, aldosas y cetosas reducen los iones cúprico de los reactivos de Fehling y Benedict. C HO C H OH Aldosa C H OH C H OH + OH - Enediol reductor Cetosa C = O CH 2 OH OH - + Reducción del ion cúprico. Enediol + Cu +2 Cu + Cu + + OH - Cu OH 2 Cu OH Cu 2 O + H 2 O pp rojo

8. Ismael Yévenes L. Tautomerización de aldosas y cetosas. 1,2 Enediol C H 2 OH C = O C - H OH HO C H OH C - OH C - H C = O C - H C - H HO HO H C = O C - OH C - H HO H H H + H + H + Todos los monosácaridos, con igual número de átomos de carbono, dan origen al mismo enediol; al acidificar este enediol se obtiene una mezcla de los azúcares.

9. Ismael Yévenes L. La oxidación de aldosas y cetosas por Fehling y Benedict no produce ácidos. Reacción con Schiff . Aldosas y cetosas no reaccionan con Schiff, no hay suficiente aldehido libre. 3.- Hidrogenación H 2 Ni Glucosa Glucitol C = O (C H OH) 4 C H 2 OH H C - OH (C H OH) 4 C H 2 OH H H

10. Ismael Yévenes L. C H 2 OH C = O (C H OH) 3 C H 2 OH C H 2 OH C H OH (C H OH) 3 C H 2 OH Fructosa Sorbitol y Manitol H 2 Ni

11. Ismael Yévenes L. Configuración . Disposición en el espacio de los átomos o grupos unidos a un centro asimétrico, define la serie de configuración. Series D y L. D-Gliceraldehído L-Gliceraldehído Serie D : Grupo hidroxilo del último carbono asimétrico a la derecha. Serie L : Grupo hidroxilo del último carbono asimétrico a la izquierda. C = O C - O H C H 2 OH H H C = O C - H C H 2 OH HO H

12. Ismael Yévenes L. Rotación óptica. Es la desviación de la luz polarizada que producen los H.C., se indica con los signos (+) y (-) o por dextro y levo. Depende de la concentración, temperatura, solvente, longitud de onda. Independiente de la configuración. Estructuras D y L de la glucosa. D (+) Glucosa L (+) Glucosa H - C = O HO - C - H H - C - OH HO - C - H H - C - OH CH 2 OH H - C = O H - C - OH HO - C - H H - C - OH HO - C - H CH 2 OH

13. Ismael Yévenes L. Enantiómeros. Reordenando los OH y H, se obtienen 16 ordenaciones diferentes, 16 isómeros de la glucosa, 8 pares de enantiomorfos, 8D y 8L. El número de enantiómeros está determinado por el número de carbonos asimétricos que posea el monosacárido. N° Enantiómeros = 2 n n: número de carbonos asimétricos.

14. Ismael Yévenes L. Estructura cíclica de glucosa Las anomalías de algunas reacciones, el estado sólido llevaron al desarrollo de una estructura cíclica para la glucosa. Mutarrotación de glucosa Una solución reciente de glucosa, tiene una rotación dextrógira de + 112°, la cual disminuye gradualmente hasta un valor en equilibrio de +52°

15. Ismael Yévenes L. Las formas  y  se llaman anómeros, difieren en la configuración del C de la función hemiacetal. La ciclación de la glucosa se produce por la formación de un hemiacetal interno entre el grupo aldehído y el alcohol secundario. OH OH H HO CH 2 OH O H OH H H Estructura cíclica Anómero  (+) glucosa  = 112°  = 34% Estructura cíclica Anómero  (+) glucosa  = 19.8°  = 66% Estructura lineal D (+) glucosa 52° 0.01% H - C = O HO - C - H H - C - OH HO - C - H H - C - OH CH 2 OH OH OH OH HO CH 2 OH O H H H H

16. Ismael Yévenes L. Representación piranósica de la glucosa. Pirano OH OH OH HO CH 2 OH O H H H H  - D - Glucopiranosa 1 6 5 4 3 2 Hemiacetal R - CHO + H O R 1 H R - C - O R 1 OH O

17. Ismael Yévenes L. O O H HO - C H CH 2 OH H H H OH OH OH 1 2 3 4 Furano  - D Glucofuranosa 5 6 Representación furanósica de la glucosa. La glucosa se presenta de preferencia en forma de glucopiranosa, con enlaces 1 y 5. El enlace en la glucofuranosa es 1-4 glicosidico. La fructosa o levulosa se representa en su forma furanósica.

18. Ismael Yévenes L. Disacáridos. Formula general : C 12 H 22 O 11 Estructura : 2 moléculas de monosacáridos unidos por puente de oxígeno. Sacarosa C C - OH C - H C - OH C C H 2 OH OH H H H H C H 2 OH C C - H C - OH C C H 2 OH OH H H O O O Glucosa Fructosa

19. Ismael Yévenes L. OH OH 2 3 4 5 O H H H H OH OH CH 2 OH 1 6 O CH 2 OH O H 1 HOCH 2 H OH 2 3 4 5 6 Enlace  -1-2 glicosídico

20. Ismael Yévenes L. Lactosa = glucosa + galactosa cíclica forma aldehídica El C1 de la galactosa se une al C4 de la glucosa a través de un enlace glicosídico  . En su forma aldehídica es reductora. Por hidrólisis, mediante ácidos o enzimas, se produce glucosa y fructosa, en cantidades iguales. La mezcla obtenida se conoce como azúcar invertido. OH 2 3 4 5 O OH OH CH 2 OH 1 OH 2 3 4 5 O OH CH 2 OH 1 O OH 2 3 4 5 O OH OH CH 2 OH 1 OH 2 3 4 5 OH OH CH 2 OH 1 O CHO  sacarosa D(+) glucosa + D(-) Fructosa +66,5º +52º -92º -20º H +

21. Ismael Yévenes L. Polisacáridos. Son hidratos de C. de alto PM, de formula general (C 6 H 10 O 5 ) n formados por monosacáridos con perdida de agua. No tienen carácter reductor. Celulosa Polisacárido se sostén, constituido por glucosa con un P.M. de 500.000. Se hidroliza en condiciones enérgicas. OH O OH O CH 2 OH OH OH CH 2 OH OH O OH OH O CH 2 OH OH OH O OH O O CH 2 OH n

22. Ismael Yévenes L. Acido algínico Por hidrólisis da el ácido D-manurónico, derivado de la manosa. n : 180 - 930 P.M. : 3200. - 200.000 COOH OH O OH OH O COOH OH OH O OH O O COOH n O O

23. Ismael Yévenes L. Almidón Formado por moléculas de glucosa, la unidad estructural es la maltosa. Constituido por dos estructuras: amilosa y amilopectina. OH O OH CH 2 OH 1 HO 4 O OH CH 2 OH O O OH O OH CH 2 OH 1 OH 4 O OH CH 2 O O OH O OH CH 2 OH 1 O O O Amilopectina. 1 - 6

24. Ismael Yévenes L. Amilosa. Formado por cadenas lineales de unidades de glucosa unidas por enlaces glicosídicos a 1-4. OH O OH CH 2 OH 1 OH 4 O OH CH 2 OH O O OH O OH CH 2 OH 1 O O Aminoazucares. Derivados de hexosas remplazando el grupo OH por grupos aminos en el C2. Glucosa + NH 3 Glucosamina Galactosa + NH 3 Galactosamina

25. Ismael Yévenes L. Mucopolisacáridos. Acido hialurónico: N-acetilglucosamina + ácido D-glucurónico Ac. Condroitin-sulfato: Galactosamina-sulfato + ac. D-glucurónico NH 2 2 3 4 5 O H H H H OH OH CH 2 OH 1 6 OH NHCOCH 3 2 3 4 5 O H H H H OH OH CH 2 OH 1 6 OH CH 3 COOH Glucosamina N-acetilglucosamina