15. Sucres, Hydratés De Carbone, Glucides

Question 1

Sucres

Answer 1

• produit par des plantes par la photosynthèse

nCO2 + nH2O → (photosynthèse) Cn(H2O)n + nO2

• Hydrate de carbone : constat que la formule brute est n molécules d’eau additionnées à n C. (expl : glucose : n= 6)

Question 2

Sucres naturels les plus courants

Answer 2

• cellulose : macromolécule responsable de la structure rigide des plantes non digérées par l’homme mais par les ruminants.
• Amidon : stockage d’énergie des plantes accessible à l’homme (sucre lent)
• Glycogène : stockage d’énergie à court terme chez l’animal. (stockage d’énergie à long terme : lipides)

Question 3

Nomenclature hydrate de carbone

Answer 3

Hydrate de carbone = glucide = saccharide : Cn(H2O)n

• Nom trivial terminé par suffixe –ose (ex: fructose)

Question 4

Monosaccharides

Answer 4

→ correspond à la formule brute Cn(H2O)n et est composé :

1. d’une chaîne carbonée de n carbones (souvent 5 ou 6) 2)
2. d’un groupe carbonylé
3. de n -1 fonctions alcools (n ≥ 2)

Comme il existe deux types de carbonylés, les monosaccarides forment deux familles :

• aldose : présence d’un aldéhyde : (polyhydroxyaldéhyde)
• cétose présence d’une cétone (polyhydroxycétone)

Monosaccharide = glucide le plus simple (aldose ou cétose) non hydrolysable

→ peuvent se lier formant des disaccharides, tri-,… jusqu’à polysaccharides

Question 5

Hydrolyse

Answer 5

Décomposition d’une substances par l’action de l’eau (H+ et OH-)

• Hydrolyse d’un glucide = SN2 d’un éther

Question 6

Glucides les plus importants

Answer 6

• 4C = tétroses
• 5C = pentose
• 6C=hexoses

→ Les glucides possèdent un ou plusieurs C chiraux

→ slide 6

Question 7

Représentation de sucres selon Fischer

Answer 7

1. La chaine carbonée est représentée verticalement
2. Le carbone le plus oxydé est placé en haut (carbone réduit en bas)
3. Les groupes latéraux viennent devant le plan
4. Quand le groupe hydroxyle chiral le plus éloigné du carbone oxydé est à :
   • droite : sucre de la série D
   • gauche : sucre de la série L

→ 7

Question 8

Projection de Fischer : extension aux autres sucres

Answer 8

a) Aldohexoses 4C* => 2puissance4 = 16 stéréoisomères

- La nature ne produit que des sucres de configuration D (R)!!

Question 9

Les 8 D-aldohexoses

Answer 9

• D-allose
• D-altrose
• D-glucose
• D-mannose
• D-glucose
• D-idose
• D-galactose
• D-talose

ALLer ALTruistes GLanner la MANne, GUstave Ira GArder les TAureaux

Question 10

Epimères

Answer 10

2 stéréoisomères qui ne diffèrent que par un centre chiral

→ D-allose et D-altrose

• comme le glucose possède 4 C*, il possède 4 épimères.
• D-allose
• D-mannose
• D-galactose
• L-idose

Question 11

Cétohexoses

Answer 11

3 C* => 2puissance3 = 8 isomères

Le plus important = fructose

→ même configuration que le glucose mais avec fonction carbonyle C=O

→ spontanément, les sucres en C5 et C6 prennent généralement une structure cyclique !

Question 12

Réactivité de base des glucides

Answer 12

• AN en milieu acide d’un alcool sur un carbonyle => formation d’un hémiacétal
• Forme cyclique (hémiacétal) des hexoses
  → La cyclisation entr aîne la formation d’un nouveau C* en C1 => 2 isomères supplémentaires α ou β

Question 13

Conformation des hexoses

Answer 13

→ 18

Structure axiale et structure équatoriale

• Mutarotation du carbone anomère
  → Dans l’eau, il y a interconversion des formes α et β appelé mutarotation.
  → L’hémiacétal s’ouvre et se referme formant un équilibre entre formes α et β

Question 14

structure cyclique d’un cétohexose

Answer 14

19

Question 15

Projection des formes cycliques d’aldoses et cétoses

Answer 15

→ projection de Haworth

• Cycle de profil
• Les substituants sont perpendiculairement placés dessus ou dessous le cycle

→ projection de Mills

• cycle de face
• Les substituants s’approchent ou s’éloignent

Question 16

Disaccharides

Answer 16

Molécules composées de 2 monosaccharides liés par une liaison glycosidique

→ maltose : Sucre du malt produit par hydrolyse enzymatique partielle de l’amidon notamment de l’orge
→ slide 24 structure maltose
→ mutarotation

Question 17

Cas très fréquents des disaccharides

Answer 17

1) Substitution en C1 sur un monosaccharide (carbone anomère) qui est plus réactif que les autres groupes alcools.

2. Substitution généralement en C4 sur le 2e monosaccharide
   => Position idéale pour former une structure linéaire lors de la formation de la liaison glycosidique.

Question 18

Lactose

Answer 18

• D-galactose – D-glucose 1-4
  → β -D-galactopyranosyl-(1→4)-α-D-glucopyranose = lactose
• Principal sucre du lait maternel (4 à 8%) et de la vache
• Galactosémie : maladie génétique très rare où l’enfants ne digère pas le lait. L’enzyme qui isomérise (gluco-épimérase) le galactose en glucose est déficiente

→ Substitut de lait « lait de soja » (tofu non caillé)
5% de saccharose + polysaccharides

Question 19

Saccharose

Answer 19

• sucrose ou sucre de table
• D-glucose – D-fructose 1-2
  → α-D-glucopyranosyl-(1→2)-β-D-fructofuranoside = saccharose
  → β-D-fructofuranosyl-(2→1)-α-D-glucopyranoside = saccharose
• Liaison glycosidique entre les 2 C anomères
• issu de la cane à sucre, betterave

Question 20

polymères de monosaccharides

Answer 20

= polysaccharides

• amidon
• cellulose

Question 21

Amidon

Answer 21

polymère de glucose α 1 → 4 Sous 2 formes:

A) amylose (25% de l’amidon)
- chaine linéaire de 600 à 1000 unités
→ Hydrolyse partielle : maltose
→ Hydrolyse partielle : maltose

B) amylopectine (75% de l’amidon)
- chaînes de glucose α 1 → 4 avec ramifications 1 → 6 toutes les 25 unités
- taille de 10’000 à 100’000 unités
→ Les ramifications font gonfler la structure dans l’eau

Question 22

Cellulose

Answer 22

• Chaines de glucose β 1 → 4 d’environ 500 unités

→ Nos enzymes ne sont pas capables de rompre les liaisons β-glucose contrairement à la vache