carbohidratos

1. CARBOHIDRATOS I

2. DEFINICION
• Los carbohidratos ó 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)

3. Definición

4. Clasificación
• Pueden clasificarse:
– Por la función no alcohólica: aldosas y
cetosas
– Por el resultado de la hidrólisis:
• Homopolisacáridos
• Heteropolisacáridos
• parte glucidica
• aglucón

5. 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

6. Ejemplos
glucosa

7. Monosacáridos
• Una sóla molécula, posee de 3-7 carbonos.
• 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)

8. Reacción de Fehling
• Podemos identificar la presencia de
monosacáridos (o glúcidos reductores) en
una solución con la reacción de Fehling
• Este 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

9. Nomenclatura
• Su nombre termina 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)

10. Nomenclatura
b
anomería
Isomería
espacial
Isomería óptica
glucosa
Función
carbonilo
Nº de carbonos
Conformación
espacial
-D-(+)-aldohexopiran
terminación
osa

11. Nomenclatura

12. Nomenclatura
Ejemplo de polihidroxicetona:
la fructosa

13. Nomenclatura
ALDOTETROSA

14. Isomería
: aldosa, cetosa

15. Isomería
Cada carbono asimétrico presenta dos disposiciones
espaciales (esteroisómeros) distintas
Esta propiedad se denomina quiralidad (derivado del griego quiros, «mano»).

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

17. Isomería
• Veamos el caso de la glucosa:
No es
asimétrico
No es
asimétrico

18. Isomería óptica
Estos son los 16 isómeros posibles en una aldohexosa
L- L- L- L- L- L- L- L-
EPÍMEROS
E
N
A
N
T
I
Ó
M
E
R
O
S

19. 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 carbono
• Por 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)

20. 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, de hecho, solo utilizan uno de ellos.
SALVO ALGUNAS BACTERIAS, EN LA
NATURALEZA TODOS LOS MONOSACÁRIDOS
SON DE TIPO “D”

21. 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

22. Isomería óptica
Polarizador

23. Isomería
+1 -2+1 -1 +3

25. Ciclación de monosacáridos
• C1 en aldosas
• C2 en cetosas
• C4 en pentosas
• C5 en hexosas
Enlace
hemiacetálico

26. HO
Ciclación de monosacáridos
CONFIGURACIÓN
PIRANO

27. HO
Ciclación de monosacáridos
CONFIGURACIÓN
FURANO

28. Ciclación de monosacáridos
• Como consecuencia de la ciclación, los
carbonos C1 y C5, se convierten en
asimétricos, apareciendo dos formas
isoméricas, que sólo difieren en la
ordenación del C1 –aldosas- o C2 –
cetosas: son los anómeros
α (alfa): -OH hacia abajo del plano de la molécula
β (beta): - OH hacia arriba del plano de la molécula

29. Ciclación de monosacáridos

30. En todas las aldosas
(pentosas o hexosas) el
hemiacetal se produce
entre el aldehído y el
alcohol del último átomo
de carbono asimétrico.
Hemiacetal: función que
se produce al reaccionar
un alcohol con un
aldehído.
Figura: grupos entre los
que se forma el
hemiacetal en la D
glucosa.
C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
O
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Para construir la fórmula cíclica …….
Paso a paso

31. C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
O
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
H
H-O
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Transformación de una fórmula lineal en una cíclica

32. C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
H
H
H
H
O H
H
H
H
H
H
H
H
1) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica

33. C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
H
H
H
H
O H
H
H
H
H
H
H
H
2) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica

34. C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
H
H
H
H
OH
H
H
H
H
H
H
H
3) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica

35. C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
H
H
H
H
OH
H
H
H
H
H
H
H
4) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica

36. C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
O
H
H
H
H
OH
H
H
H
H
H
H
H
O
OH
H
OH
H
H
CH2OH
H
OH
C C
C
OH
H
C
C
Para proyectar la fórmula cíclica de una aldohexosa según la proyección de Haworth, esto es perpendicular
al plano de escritura, el carbono 1 o carbono anomérico se coloca a la derecha, los carbonos 2 y 3 hacia
delante, el carbono 4 a la izquierda y el carbono 5 y el oxígeno del anillo hacia detrás.
Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se ponen por debajo del plano y los que estaban a la
izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D el -CH2OH se pone por encima y en las L por debajo.
El OH del carbono 1, OH hemiacetálico, 1 se pone hacia abajo en las formas alfa y hacia arriba en las
1
1
5
5

37. C
C
C
C
C
C
O
O
O
O
H
H
H
H
OH
H
H
H
H
H
H
O
OH
H
OH
CH2OH
H
C C
C
OH
H
C
Para proyectar la fórmula cíclica de una cetohexosa según la proyección de Haworth, esto es perpendicular
al plano de escritura, el carbono 2, carbono anomérico, se coloca a la derecha, los carbonos 3 y 4 hacia
delante, el carbono 4 a la izquierda y el oxígeno del anillo hacia detrás.
Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se ponen por debajo del plano y los que estaban a la
izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D el -CH2OH (carbono 6) se pone por encima y en las L por
debajo.
El OH hemicetálico se pone hacia abajo en las formas alfa y hacia arriba en las formas beta.
CH2OH
OH
2
2
5
5

38. Formas de representación
Forma α: OH a la dcha  OH hacia
abajo
Forma β: OH a la izda  OH hacia arriba

39. Otras formas de
representación
FORMA TRANS (más estable) FORMA CIS

40. 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

41. Propiedades químicas
• Oxidación-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

42. • Reacciones de sustitución
Derivados
aminados
Propiedades químicas
CHO
CH2OH
HCOH + HNH2
CH2OH
CHO
HCNH2
H2O H2O
Derivados
N-acetilados
CH3- COOH
CHO
CH2OH
HCNH- CO-CH3
HO- P = O
OH
OH
CHO
CH2O- PO3H2
HCOH
H2O
Ésteres
fosfóricos

44. • 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

45. Derivados de monosacáridos