El documento proporciona información sobre carbohidratos. Explica que los carbohidratos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas y que los monosacáridos son los bloques de construcción básicos. Describe las principales clases de monosacáridos según su número de átomos de carbono y sus características estructurales como aldosas y cetonas. Además, explica la estructura cíclica de los monosacáridos a través de proyecciones de Haworth y Fischer y conceptos

1. 1
TEMA 3-1TEMA 3-1
CarbohidratosCarbohidratos

2. 2
CarbohidratosCarbohidratos
• CarbohidratoCarbohidrato: un polihidroxialdehído o
polihidroxicetona, o una sustancia que por
hidrólisis genera este tipo de compuestos.
• MonosacáridoMonosacárido: un carbohidrato que puede ser
hidrolizado a un simple carbohidrato
• monosacáridos tienen una fórmula general CCnnHH2n2nOOnn,
donde nn varía desde 3 a 8
• aldosaaldosa: un monosacárido que tiene un grupo aldehído.
• cetosacetosa: un monosacárido que tiene un grupo cetona.

3. 3
MonosacáridosMonosacáridos
• Los monosacáridos se clasifican atendiendo a su
número de átomos de carbono:
hexosa
heptosa
octosa
triosa
tetrosa
pentosa
FórmulaNombre
C3 H6 O3
C4 H8 O4
C5 H10 O5
C6 H12 O6
C7 H14 O7
C8 H16 O8

4. 4
MonosacáridosMonosacáridos
• Hay solamente dos triosas
• A menudo aldo- y ceto- se omiten y estos compuestos
se nombran simplemente como triosas
• Aunque esta designación no diga la naturaleza del gru-
po carbonilo, indica el número de carbonos
Dihidroxiacetona
(una cetotriosa)
Gliceraldehído
(una aldotriosa)
CHO
CHOH
CH2 OH
CH2 OH
C=O
CH2 OH

5. 5
MonosacáridosMonosacáridos
• Gliceraldehído contiene un estereocentro y
existen un par de enantiómeros
(S)-Glicer-
aldehído
(R)-Glicer-
aldehído
CHO
C
CHO
CH OH
CH2 OH CH2 OH
HHO

6. 6
Proyecciones de FischerProyecciones de Fischer
• Proyección FischerProyección Fischer : muestra la representación,
en dos dimensiones, de la configuración de un
estereocentro tetrahédrico
• líneas horizontales: enlaces proyectados hacia fuera.
• líneas verticales:enlaces proyectados hacia dentro.
(R)-Gliceraldehído
CHO
CH OH
CH2 OH
(R)-Gliceraldehído
Conversión en
una proyección
de Fischer
H OH
CHO
CH2 OH

7. 7
D,L MonosacáridosD,L Monosacáridos
• En 1891, Emil Fischer hace una asignación arbi-
traria de D- y L- a los enantiómeros del
gliceraldehído
L-GliceraldehídoD-Gliceraldehído
[α]
25
= +13.5°D
[α]
25
= -13.5°D
CHO
CH2 OH
OHH
CHO
CH2 OH
HHO

8. 8
D,L MonosacáridosD,L Monosacáridos
• De acuerdo con la propuesta de Fischer
• D-monosacáridoD-monosacárido: un monosacárido,que se escribe en
proyección de Fischer,con el -OH del penúltimo
carbono a la derecha
• L-monosacáridoL-monosacárido: un monosacárido,que se escribe en
proyección de Fischer,con el -OH del penúltimo
carbono a la izquierda.

9. 9
• Ejemplos:
• de dos D-aldotetrosas y
• de dos D-aldopentosas
D,L MonosacáridosD,L Monosacáridos
D-Eritrosa D-Treosa D-Ribosa 2-Desoxi-D-
ribosa
CHO
CH2 OH
OHH
OHH
CHO
CH2 OH
HHO
OHH
CHO
CH2 OH
OHH
OHH
OHH
CHO
CH2 OH
HH
OHH
OHH

10. 10
D,L MonosacáridosD,L Monosacáridos
• Y de tres D-aldohexosas
CHO
CH2 OH
OHH
HHO
OHH
OHH
D-GlucosaminaD-Glucosa D-Galactosa
CHO
CH2 OH
OHH
HHO
HHO
OHH
CHO
CH2 OH
NH2H
HHO
HHO
OHH

11. 11
Estructura CíclicaEstructura Cíclica
• Los monosacáridos presentan grupos hidroxilo y
carbonilo en la misma molécula, encontrándose
en la naturaleza normalmente como hemiacetales
cíclicos de cinco y seis miembros
• carbono anoméricocarbono anomérico : el nuevo estereocentro que
resulta de la formación del hemiacetal cíclico
• anómerosanómeros: carbohidratos que se diferencian en la
configuración del carbono anomérico

12. 12
Proyecciones de HaworthProyecciones de Haworth
• Proyecciones Haworth
• Hemiacetales de cinco- y seis-miembros son
representados como pentágonos y hexágonos planos,
según el caso, vistos por el borde
• La representación más común es con el carbono
anomérico a la derecha del oxígeno hemiacetálico que
se encuentra detrás
• La designación β- cuando el -OH del carbono
anomérico es cis respecto al -CH2OH terminal; α-
cuando es trans

13. 13
D-Glucosa
β-D-Glucopiranosa
( β-D-Glucosa)
C
H OH
H
HO
H
OH
H
CH2 OH
OH
OH( α)
H OH
H
HO
H
H
OH
H
CH2 OH
O
O
H
H
H OH
H
HO
H
OH( β)
OH
H
CH2 OH
O
α-D-Glucopiranosa
( α-D-Glucosa)
+
Carbono
anomérico
5
5 5
5
CHO
CH2 OH
OHH
HHO
OHH
OHH

14. 14
Proyecciones de HaworthProyecciones de Haworth
• Anillos de hemiacetal de seis-miembros son
nombrados por el sufijo -piranosapiranosa-
• Anillos de hemiacetal de cinco-miembros son
nombrados por el sufijo -furanosafuranosa-
OO
PiranoFurano

15. 15
F. ConformacionalesF. Conformacionales
• Los anillos de cinco miembros están cerca de ser
planos por lo que las proyecciones de Haworth ade-
cuadas están representadas por furanosas
OH( α)
O H
H
HO OH
H H
α-D-Ribofuranosa
(α-D-Ribosa)
O
H
OH( β)
H
HO OH
H H
β-D-Ribofuranosa
(β-D-Ribosa)
HOCH2 HOCH2

16. 16
F. ConformacionalesF. Conformacionales
• Para los anillos de seis miembros, piranosas, la
conformación silla es la más adecuada
β-D-Glucopiranosa
(conformación silla)
O
CH2 OH
HO
HO
OH
OH (β)

17. 17
F. ConformacionalesF. Conformacionales
• Al comparar las orientaciones de los grupos de los
carbonos 1-5 en la proyecciones de Haworth y en la
representación de β-D-glucopiranosa se constata que
los grupos -OH están alternados a cada lado del plano.
β-D-Glucopiranosa
(conformación silla)
O
CH2 OH
HO
HO
OH
OH (β)
β-D-Glucopiranosa
(proyección Haworth)
H
H OH
H
HO
H
OH (β)
OH
H
CH2 OH
O

18. 18
MutarrotaciónMutarrotación
• MutarrotaciónMutarrotación: el cambio en la [α]rotación especifica
que ocurre con las formas α o β de los
carbohidratos se debe a la existencia de un
equilibrio entre ambas formas.
+80.2
+80.2
+52.8
+150.7
β-D-galactosa
α-D-galactosa
[α] después
mutarrotación
(grados)
[α]
Monosacárido
% presente en
el equilibrio
28
72
64
36α-D-glucosa
β-D-glucosa
+112.0
+18.7
+52.7
+52.7
(grados )

19. 19
44
4
(α- D-Galactosa)
(β- D-Galactosa) α- D-Galactopiranosa
β- D-Galactopiranosa
D-Galactosa
C
H
OH
HO
HO
CH2 OH
O
OH
OH (α)
OH
HO
HO
O
CH2 OH
O
CH2 OH
HO
HO
OH
OH (β)
[α]
25
= +52.8°D
[α]
25
= +150.7°D

20. 20
Propiedades FísicasPropiedades Físicas
• Los monosacáridos son sólidos cristalinos coloreados,
muy solubles en agua,pero poco solubles en etanol.
• La siguiente tabla indica dulzores relativos (el azúcar
de mesa = 100 es el dulzor de referencia)
Monosacáridos
y disacáridos
Otros Carbohidratos
Agentes dulcorantes
D-fructosa 174
D-glucosa 74
D-galactosa 0.22
sacarosa (azúcar mesa) 100
lactosa (azúcarde leche) 0.16
Miel 97
Melaza 74
Jarabe de grano 74

21. 21
Formación de glicósidosFormación de glicósidos
• GlicósidoGlicósido: es un carbohidrato en el que el -OH del
carbono anomérico es reemplazado por -OR
Metil β-D-glucopiranósido (metil β-D-glucósido)
O
CH2 OH
H
OH
OCH3 (β)
H
HO
H
OHH
H
O
CH2 OH
HO
HO
OH
OCH3 (β)
Proyección Haworth
Conformación silla

22. 22
GlicósidosGlicósidos
• Enlace glicosídicoEnlace glicosídico: el enlace del carbono anomé-
rico del glicósido a un grupo -OR
• Glicósidos se nombran empezando por el grupo
alquil o aril unido al oxígeno seguido por el
nombre del carbohidrato reemplazando la
terminación -aa por -idoido
• metil β-D-glucopiranósido
• metil α-D-ribofuranósido

23. 23
N-GlicósidosN-Glicósidos
• El carbono anomérico de un hemiacetal cíclico
reacciona con un grupo N-H de una amina para
dar un N-glicósido
• N-glicósidos unidos con bases como la purina o la
pirimidina son las unidades estructurales de los ácidos
nucléicos
HN
N
O
O
H
N
N
NH2
O
H
HN
N
O
O
H
CH3
Uracilo Timidina Citosina

24. 24
N-GlicósidosN-Glicósidos
N
N N
N
NH2
HAdenina
Carbono
anomérico
H
H
H
OHOCH2
HO OH
NH2
O
N
N
H
HN
N N
N
O
H
H2 N
Guanina Enlace
β N-glicosídico

25. 25
Reducción a alditolesReducción a alditoles
• El grupo carbonilo de un monosacárido puede
ser reducido a grupo hidroxilo por una variedad
de agentes reductores, incluso NaBH4 y H2/M
Ni
+
D-Glucitol
(D-Sorbitol)
D-Glucosa
H2
CHO
CH2 OH
OHH
HHO
OHH
OHH
CH2 OH
CH2 OH
OHH
HHO
OHH
OHH

26. 26
Oxidación a ácidosOxidación a ácidos
• El grupo -CHO de una aldosa puede oxidarse a
grupo -CO2H usando las soluciones de Tollens, de
Benedict o de Fehling
Precipitado de
Espejo de plata
+
O
O
RCH
Ag ( NH3 ) 2
+
RCO
-
NH4
+
Ag
Solución de Tollens
NH3 , H2 O
+
tampón citrato o
tartrato
Precipitados
de sólidos rojos
++
O
Cu
2 +
RCO
-
Cu2 O
O
RCH

27. 27
Oxidación a ác. aldónicosOxidación a ác. aldónicos
• Las 2-cetosas también son oxidadas por estos
reactivos porque, en estas condiciones, las 2-
cetosas están en equilibrio con sus aldosas
isómeras
aldosaen-diol2-cetosa
CH2 OH
C=O
CH2 OH
C-OH
CH2 OH
CHOH
CHOH
CH2 OH
CHO
(CH OH) n (CH OH) n (CH OH) n

28. 28
Ensayo de glucosaEnsayo de glucosa
• El procedimiento analítico más realizado a
menudo en los laboratorios de análisis químico
clínico es la determinación de glucosa en la
sangre, la orina, u otro fluido biológico.
• Esta necesidad surge debido a la incidencia alta
de diabetes en la población.

29. 29
Ensayo de glucosaEnsayo de glucosa
• El método de la glucosa oxidasa es
completamente específico para la D-glucosa
+
+
glucosa
oxidasa
Acido D-Glucónico
β- D-Glucopiranosa
OH
OH
HO
HO
CH2 OH
O
H2 O2
O2 + H2 O
CO2 H
CH2 OH
OHH
HHO
OHH
OHH
Peróxido de
hidrógeno

30. 30
Ensayo de GlucosaEnsayo de Glucosa
• O2 es reducido a peróxido de hidrógeno H2O2
• La concentración de H2O2 es proporcional a la
concentración de glucosa en el ejemplo
• El peróxido de hidrógeno H2O2 producido se emplea
como agente oxidante de la o-toluidina, transformán-
dola a un producto coloreado, cuya concentración es
determinada espectrofotométricamente
peroxidasa +producto coloreado+o-toluidina H2 O2 H2 O

31. 31
Ac. ascórbico (Vitamina C)Ac. ascórbico (Vitamina C)
• El ácido L-Ascórbico (vitamina C) es sintetizado
bioquímica e industrialmente a partir de D-
glucosa
CHO
CH2 OH
OHH
HHO
OHH
OHH
D-Glucosa
CH2 OH
OHH
H
HO
O
OH
Síntesis bioquímica
e industrial
Ácido L-ascórbico
(Vitamina C)
O

32. 32
Ac. ascórbico (Vitamina C)Ac. ascórbico (Vitamina C)
• Se puede oxidar fácilmente a ácido L-
dehidroascórbico.
• Ambos compuestos son fisiológicamente activos,
encontrándose en la mayoría de los fluidos corporales.
CH2 OH
OHH
H
HO
O
O
OH
CH2 OH
OHH
H
O
O
O
O
Ácido L-Ascórbico
(Vitamina C)
Ácido L-Dehidroascórbico
oxidación
reducción

33. 33
MaltosaMaltosa
• Se obtiene a partir de la malta, la cebada y otros
cereales.
O
OH
HO
HO
CH2 OH
O
O
OH
HO
CH2 OH
OH
enlace α−1,4-glicosídico
β-maltosa puesto que
este grupo –OH está en β

34. 34
ββ-Maltosa-Maltosa

35. 35
LactosaLactosa
• El principal azúcar presente en la leche
• 5% - 8% en la leche humana, 4% - 5% en la de vaca
O
OH
HO
OH
CH2 OH
O
O
OH
HO
CH2 OH
OH
enlace β-1,4-glicosídico
β-lactosa porque
este -OH es beta
Unidad de D-galactosa
Unidad de D-glucosa

36. 36
ββ-Lactosa-Lactosa

37. 37
AzúcarAzúcar
• Azúcar de mesa, del jugo de la caña de azúcar y
la remolacha
O
OH
HO
HO
CH2 OH
O
enlace α-1,2-glicosídico
Unidad de β−D-glucopiranosa
O
CH2 OH
H
CH2 OH
OH H
H HO
1
1
2
Unidad de β-D-fructofuranosa
enlace β-2,1-glicosídico

38. 38
Sustancias del GrupoSustancias del Grupo
sanguíneosanguíneo
• Las membranas de células del plasma de
animales tienen un gran número de pequeños
carbohidratos
• estos carbohidratos unidos a la superficie de la
membrana plasmática son los responsables del
mecanismo de reconocimiento celular, actuando como
antígenos determinantes.antígenos determinantes.
• el primero descubierto de estos determinantes
antigénico son las sustancias del grupo sanguíneo.sustancias del grupo sanguíneo.

39. 39
Sistema ABO de ClasificaciónSistema ABO de Clasificación
• En el sistema ABO, los individuos son clasifica-
dos según cuatro grupos sanguíneos: A, B, AB, y
O
• La base bioquímica de esta clasificación, a nivel
celular, es un grupo de carbohidratos relativamente
sencillos, unidos a la membrana plasmática.

40. 40
Clasificación ABO SangreClasificación ABO Sangre
NAGal Gal NAGlu
Membrana Celular
de eritrocito
(α-1,4-) (β-1,3-) (β-1-)
Fuc
(α-1,2-)
NAGal = N-acetil-D-galactosamina
Gal = D-galactosa
NAGlu = N-acetil-D-glucosamina
Fuc = L-fucose
Si falta
sangre tipo O
D-galactose en
la sangre de tipo B

41. 41
L-FucosaL-Fucosa
• L-fucosa es sintetizada bioquímicamente a partir
de D-glucosa )
CHO
OH
CH3
HHO
OHH
H
HHO
Un L-monosacárido
porque el -OH está a la
Izquierda en la proyeción
Fischer
En vez de -CH2OH
C6 es -CH 3
L-Fucosa

42. 42
AlmidónAlmidón
• Las plantas lo usan como energía de
almacenamiento
• Se pueden separar dos fracciones:amilosa y amilopéc-
tina. En la hidrólisis completa da solamente D-glucosa
• AmilosaAmilosa está formada por anillos enlazados de más de
4000 unidades de D-glucosa unidos por enlaces α-1,4-
glicosídicos.
• Amilopectina:Amilopectina: Polímero muy bifurcado de D-glucosa.
Las cadenas consisten en 24-30 unidades de D-glucosa
unidas según enlaces α-1,4-glicosídicos y ramas
bifurcadas creadas por enlaces α-1,6-glicosídicos

43. 43
GlicógenoGlicógeno
• Es la reserva de carbohidratos en los animales
• Un polímero no lineal de unidades de D-glucosa unidas
por enlaces α-1,4- y α-1,6-glicosídicos.
• La cantidad total de glicógeno en el cuerpo de un
adulto bien alimentado es aproximadamente 350 g
repartidos casi igualmente entre el hígado y los
músculos.

44. 44
CelulosaCelulosa
• La celulosa es un polímero lineal de unidades de
D-glucosa unidas por enlaces β-1,4-glicosídicos.
• Esto tiene un peso medio molecular de 400.000 ,
correspondiendo aproximadamente a 2800 unidades de
D- glucosa por molécula.
• El rayón y el rayón de acetato son obtenidos
químicamente a partir de celulosa modificada