CARBOHIDRATOS

Question 1

En la naturaleza?
Qué funciones tienen?
Para qué se las utiliza en la industria?

Answer 1

Los compuestos más abundantes de la naturaleza.
De reserva de energía, de sostén, almacenamiento y transmisión de información genética.
Para la fabricación de papel, telas, plásticos y en la industria alimenticia.

Question 2

Qué son?

Por qué se los denomina hidratos de C?

Answer 2

Aldehídos o cetonas polihidroxilado y sus derivados.

Porque por su forma molecular Cn(H2O)m se puede decir que el C esta asociado a cierto número de moléculas de agua.

Question 3

CLASIFICACIONES

Primera clasificación

Answer 3

Simples (no se pueden descomponer en unidades más sencillas: MONOSACÁRIDOS) y complejos (se pueden descomponer en unidades más sencillas).

Question 4

CLASIFICACIONES

Clasificación de hidratos de C complejos

Answer 4

Los complejos se pueden dividir en:
DISACÁRIDOS (dos unidades de monosacáridos) OLIGOSACÁRIDOS (entre 3 y 10 moléculas de monosacáridos)
POLISACÁRIDOS (constituidos por más de 10 moléculas de monosacáridos).

Question 5

CLASIFICACIONES
Clasificación de monosacáridos de acuerdo a grupo funcional carbonilo que presentan.

Clasificación según número de átomos de C que presentan.

Answer 5

Si son aldehídos….. ALDOSAS
Si son cetonas…. CETOSAS

3 átomos de C…. TRIOSAS
4 átomos de C…. TETROSAS
5 átomos de C… PENTOSAS
6 átomos de C…. HEXOSAS

Question 6

NOMENCLATURA
Qué se tiene en cuenta para nombrar a los hidratos de c? (caso de MONOSACÁRIDOS).
Cuáles son los monosacáridos más sencillos? Característica especial de ellos

Answer 6

Se tiene en cuenta sus clasificaciones.
Ejemplo: aldohexosa, aldotetrosa, cetopentosa.

Los monosacáridos más sencillos son: gliceraldehído. Pag 293 y dihidroxicetona Pag 293. Son los únicos dos que no terminan con osa.

Question 7

ESTEREOQUÍMICA EN HIDRATOS DE C
A qué dan lugar los Hidratos de C? Qué surgió de esto?
Actualmente como nombramos a los monosacáridos?
Diastereómeros y enantiómeros…
Qué son epímeros?

Answer 7

Dan lugar a la formación de enantiómeros y diastereómeros.
De esto surgió una nueva designación para los monosacáridos. Se les agrega D (dextro) o L (levo) con base en la configuración de su último centro quiral.
D… si el OH esta a la derecha
L… se el OH esta a a la izquierda
Dentro de la familia D hay dextrógiros pero también levógiros
Actualmente, nos basamos en las reglas Cahn-Ingold-Prelog, llamamos R al D (+)gliceraldehído y S al L (-) gliceraldehído.
Todos aquellos que presenten el OH del último C estereogénico situado a la derecha en una proyección Fischer son miembros de la familia D. Los que tienen configuración contraria son familia L.
Por lo tanto cada compuesto de la familia D tiene un enantiómero en la familia L.
Y dentro de del grupo de compuestos de igual número de C de una familia particular (ejemplo D-hexosas) cada miembro es un diastereómero del otro.
Epímeros son aquellos diastereómeros que solo difieren en un estereocentro.

Question 8

Dibujar: 
D-gliceraldehído
D-Ribosa
D-Glucosa
D-Galactosa

Answer 8

Pág. 299

Question 9

Por qué a un carbohidrato que se encuentra formando un anillo de cinco miembros se lo llama furanosa?

Answer 9

Esto surge por cómo surgen los hemiacetales. Los hemiacetales se forman en la adición nucleofílica de una función alcohol a un grupo carbonilo. (EN LAS ALDOSAS (aldehídos)).
Si se da el caso particular que ambos grupos (carbonilo y carbinol) sean parte de la misma molécula, la reacción de adición resulta en la formación de un hemiacetal cíclico.
Esta es más común en aquellos de 5 o 6 miembros. Un anillo de 5 miembros que incluye un O se puede relacionar con un heterociclo llamado furano. Por esta razón un anillo de cinco miembros se lo denomina furanosa.
A su vez un anillo de seis miembros que incluye un átomo de O esta relacionado con el heterociclo pirano en consecuencia el hidrato de carbono que forma un anillo de seis miembros se denomina piranosa

Question 10

Cómo paso de Fisher a forma cíclica?
Cómo se forma la Forma Furanosa? Cómo se llama esos dibujos?
Qué pasa cuando se forma el anillo?
Qué es un C anomérico?
Qué son anómeros? Clasificación

Answer 10

Pág. 302
Pág. 303 Se llaman Proyección Haworth
Se crea un nuevo estereocentro en el C que deriva del grupo carbonilo, ya que este c antes presentaba un doble enlace por o que no era quiral y ahora queda unido a 4 sustituyentes diferentes.
A este nuevo C quiral se lo denomina anomérico.
Anómeros son aquellos carbohidratos que solo difieren en la estereoquímica del C anomérico son un tipo especial de epímeros.
Hay dos posibles según el OH haya quedado por encima o por debajo del plano del anillo. Se los simboliza con las letras griegas alfa o beta.
En la Familia D se llamará
a al epímero cuyo OH unido al C anomérico esta ubicado por debajo del plano del anillo
B al epímero en el cual el OH unido al C anomérico está ubicado por encima del plano del anillo.

Question 11

Cómo asignar configuraciones alfa y B?

Answer 11

1. Orientar la proyección Haworth del carbohidrato con el O del anillo hacia arriba y el C anomérico a la derecha.
2. Para carbohidratos de la serie D, la configuración del C anomérico en alfa si su grupo hidroxilo esta hacia abajo y B si el OH esta hacia arriba.
3. Para carbohidratos de la serie L, la configuración del C anomérico es alfa si su grupo hidroxilo esta hacia arriba y B si el OH del Carbono anomérico esta hacia abajo.

Question 12

Diferencia de la forma piranosa con la furanosa.

Answer 12

Las formas furanosas contienen sustituyentes más voluminosos en el anillo. La piranosa tiene un grupo CH2OH como sustituyente en el anillo de seis miembros.

Question 13

Formación de forma piranosa

Cuál es la conformación que toma generalmente la forma piranosa?

Answer 13

Pág. 305 Figura 14

La forma silla

Question 14

En solución acuosa, las conformaciones alfa, cadena abierta y B, son interconvertibles?
Esto significa que NO pueden vivir de manera independiente?
Qué significa el cambio de la rotación óptica experimentado por una disociación de un compuesto?

Qué es la forma cadena abierta?

Answer 14

Si
NO, si pueden existir de manera independiente.
Significa mutarrotación, este fenómeno indica que existe un equilibrio entre las dos formas estereoquímicamente distintas del compuesto (alfa y beta).

Si disolvemos los correspondientes compuestos conteniendo las formas puras en agua, cada solución al principio contendrá solo una de las formas anoméricas, pero luego se formará una mezcla de alfa y beta piranosas en equilibrio. Al final quedando 35% forma alfa y 65% de la forma B (más estable).
La forma cadena abierta es tan solo un intermediario en el proceso de interconversión.

Question 15

De qué depende la abundancia relativa de las formas alfa y beta piranosa en solución?

Answer 15

De dos factores:
SOLVATACIÓN DEL GRUPO OH ANOMÉRICO: un Oh ecuatorial esta mejor solvatado por el agua que uno axial. Esto estabiliza la forma B-piranosa
EFECTO ANOMÉRICO: implica una interacción electrónica entre el O del anillo y el sustituyente anomérico, que estabiliza el OH axial de la forma a-piranosa.
Por lo tanto en algunos carbohidratos hay más abundancia de la forma a-piranosa y en otros B-piranosa

Question 16

Para qué son importantes las CETOSAS?
Dónde se encuentra el grupo carbonilo (caso más común de las cetosas naturales)?
Cómo qué existen principalmente las cetosas?

Answer 16

Son importantes intermediarios en la biosíntesis y el metabolismo de carbohidratos.
En el C2
Como hemicetales cíclicos (cuando el C carbonílico atacado por el alcohol corresponde a una cetona)

Question 17

Dibujar:
Dihidroxicetona
D-Fructosa

Answer 17

Pág. 311

Question 18

Cuáles son las reacciones de los carbohidratos?

Answer 18

Reducción
Oxidación
Formación de éteres y acetales

Question 19

REDUCCIÓN
Qué pasa en la reacción?
Con qué procedimientos?
Productos?

Answer 19

El grupo carbonilo de los carbohidratos puede ser reducido a una función alcohol.
Los procedimientos típicos son: hidrogenación catalítica y reducción con borohidruro de sodio.
Los productos se llaman alditoles.
Pág. 313 Fig. 22.

Question 20

OXIDACIÓN

Característica de las aldosas que proviene de los aldehídos? y las cetosas? Por qué?

Answer 20

Las aldosas son reductoras, en cambio las cetosas son reductoras solo en medio básico. Pág. 313 Fig. 23
Debido a que en este medio pueden generar por tautomería, un intermedio llamado enodiol y una porción pequeña del enodiol puede convertirse en glucosa y estas aldosas sí pueden ser oxidadas cómo cualquier aldehído. Pág. 314 Fig. 24

Question 21

OXIDACIÓN

Con qué puede oxidarse el grupo aldehído de los azucares? Qué produce?

Answer 21

Puede oxidarse con agentes oxidantes suaves como:
reactivo de Benedict (solución básica de sulfato de cobre y citrato de sodio) y reactivo de Fehling. Produce ácido carboxílico correspondiente y la formación de un precipitado rojo.
Pasa la misma reacción con el reactivo de Fehling.
Pág. 314

Question 22

OXIDACIÓN
Para que puede usarse el reactivo de Tollens?
Hay más?

Answer 22

El reactivo de Tollens puede ser utilizado como agente oxidante de azúcares reductores, se observa un espejo de plata. Pag 315

También puede usarse el bromo en disolución acuosa como agente oxidante suave. Se emplea para distinguir una cetosa de una aldosa. Únicamente el grupo aldehído se oxida con este reactivo. Ya que las cetosas son incapaces de formar enodiol en este medio. Pag. 315 Fig. 27

Question 23

OXIDACIÓN

Qué son los ácidos aldónicos? Cómo se nombran?

Answer 23

Los ácidos adónicos son los compuestos en los que el C1 de una aldosa se ha oxidado al correspondiente ácido carboxílico.
Se nombran cambiando osa por ónico y se antepone ácido.

Question 24

OXIDACIÓN

Qué son los ácidos aldáricos?

Answer 24

El ácido nítrico oxidan a los azúcares por los dos extremos de la cadena formando un ácido dicarboxílico Pág. 316

Estos ácidos se denominan ácidos aldáricos o ácidos sacáridos. Su nombre se da anteponiendo la palabra ácido y sustituyendo la terminación osa por árico. Ejemplo Ácido D-Manárico viene de D-Manosa.

Question 25

OXIDACIÓN

Qué son los ácidos urónicos? Cómo se produce?

Answer 25

Son ácidos que poseen una función aldehído en un extremo de su cadena y un grupo ácido carboxílico en el otro.
Se produce por una oxidación enzimática específica de las aldosas.

Question 26

OXIDACIÓN
Cuándo los azúcares serán reductores?

Qué azúcares no serán reductores?

Answer 26

Siempre que exista un grupo carbonilo libre, ya que este grupo puede potencialmente oxidarse hasta carboxilo formando el correspondiente ácido aldónico.

Aquellos que su grupo carbonilo este combinado formando un acetal. Eso lo encontraremos en disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Question 27

FORMACIÓN DE ÉTERES Y ACETALES

Por qué el OH del C anomérico posee una reactividad diferente a los demás grupos alcoholes?

Answer 27

Por que se trata del oxhidrilo de un hemiacetal.
La sustitución del hidroxilo anomérico por un grupo alcoxi da acetales mientras que los demás dan éteres. Los acetales son fácilmente hidrolizables mientras que los éteres son muy estables.

Question 28

FORMACIÓN DE ÉTERES Y ACETALES
Qué es un glicósido?
Presentan mutarrotación?
Se hidrolizan? Dibujar.
Con qué otra cosa pueden reaccionar?

Answer 28

Es un carbohidrato que contienen un acetal.
No pueden linearizarse, por lo tanto no presentan mutarrotación.
Sí, calentándolos con ácidos diluídos, dando lugar a la regeneración del azúcar y el alcohol correspondiente, pero son estables en medio
básico Pag. 320 fig. 35
Con sulfato de dimetilo para dar el azúcar completamente metilado. Pag 321
Este azúcar se llamará tetra-O-metil-glicósido. La O mayúscula indica que los sustituyentes están unidos a átomos de oxígeno y no unidos a carbono.

Question 29

FORMACIÓN DE ÉTERES Y ACETALES

Qué pasa con el metoxi del C anomérico?

Answer 29

El metoxi del carbono anomérico presenta mayor reactividad que los demás. Por lo tanto es más sensible a la hidrólisis ácida.
Así, este grupo metilo puede eliminarse por hidrólisis, dejando los otros intactos.

Question 30

DERIVADOS DE CARBOHIDRATOS

Cuáles son?

Answer 30

Desoxiazúcares

Aminoazúcares

Question 31

DESOXIAZÚCARES

Cómo se obtiene?

Answer 31

Se obtiene con el reemplazo de un hidroxilo por un átomo de H.

Question 32

AMINOAZÚCARES
Cómo se obtiene?
Como que se usan muchos de ellos?

Answer 32

Se obtiene reemplazando un grupo hidroxilo de un carbohidrato por un grupo amino (sustituido o no), para formar un aminoazúcar.
Muchos se usan como componentes de antibióticos.

Question 33

Qué es el enlace glicosídico?

Answer 33

Es un enlace acetal formado entre el carbono anomérico de un monosacárido y el grupo hidroxilo de otro.
Muy común en la naturaleza.
Es la vía habitual de formación de los oligosacáridos y los polisacáridos.

Question 34

DISACÁRIDOS

Qué son?

Answer 34

Son oligosacáridos que forman dos moléculas de
monosacáridos al hidrolizarse.
Son glicósidos, o sea acetales formados por la reacción entre un hemiacetal cíclico y una función alcohol de un segundo monosacárido. Por lo tanto, el grupo alcoxi unido al carbono anomérico del primer monosacárido deriva del segundo monosacárido.
Pag 323

Question 35

LACTOSA
Qué es?
En los humanos?
Puede mutarrotar?
Por qué monosacáridos esta formado?

Answer 35

Uno de los disacáridos más abundantes en la naturaleza.
En los humanos es necesaria la presencia de la enzima lactasa en el intestino para su correcta absorción a partir de la dieta.
Cuando el organismo no es capaz de asimilar correctamente la lactosa aparecen diversas molestias conocidas generalmente como “síndrome de intolerancia a la lactosa”.
En medio acuoso puede mutarrotar.
Por D-glucosa y D-galactosa, pero ¿Cuál de ellos es el reductor? la D-glucosa es la que posee el grupo
aldehído libre.

Question 36

MALTOSA Y CELOBIOSA
Cómo se obtienen?
De qué están compuestos?
Son diastereómeros o enantiómeros?
Características

Answer 36

La maltosa obtiene por hidrólisis del almidón y la celobiosa se obtiene por hidrólisis de la celulosa.
Están compuestas por dos unidades de glucopiranosa unidas por un enlace glicosídico.
Son diastereoisómeros, la maltosa es un α-glicósido y la celobiosa es un β-glicósido.
Son azúcares reductores y mutarrotan en solución acuosa

Question 37

SACAROSA
Qué es?
Características
Por que la sacarosa es dextrorrotatoria?
Por qué al proceso de hidrólisis se le llama inversión de la sacarosa?
Qué es el azúcar invertido? Para qué sirve?

Answer 37

Es nuestro azúcar de mesa común
Es un azúcar no reductor y no mutarrota en solución acuosa, por lo cual no presenta un grupo aldehído o cetona libre en forma hemiacetálica.
La sacarosa es dextrorrotatoria
Porque la hidrólisis por la invertasa la convierte en glucosa y fructosa y esa mezcla es levorrotatoria.
El azúcar invertido es el componente principal de la miel.
La preparación de los jarabes azucarados y caramelos se realiza calentando el azúcar
de mesa con agua y un poco de ácido, como vinagre o jugo de limón. Este
proceso no es más que la preparación del azúcar invertido por métodos no
enzimáticos

Question 38

POLISACÁRIDOS
Qué son?
Cómo están conectados?

Answer 38

Son sustancias complejas, formadas por muchas
unidades de monosacáridos.
Las unidades están conectadas por enlaces glicosídicos, los cuales se rompen por hidrólisis.

Question 39

ALMIDÓN
Qué es?
Para qué sirve?
Puede ser hidrolizado?
De qué es mezcla el almidón?
Es lineal, ramificada o cómo?

Answer 39

Es un polisacárido
Sirve para que las plantas plantas almacenen su reserva de carbohidratos. Se halla principalmente acumulado en las raíces, los tubérculos y las semillas
Si, en medio ácido, generando únicamente glucosa como producto final.
En presencia de la enzima amilasa se hidroliza formando unidades del disacárido maltosa.
Es una mezcla de dos tipos moleculares diferentes: la amilosa y la amilopectina.
Es una estructura parcialmente ramificada.

Question 40

GLUCÓGENO
Qué es?
Para que sirve?
Es lineal, ramificada o cómo?

Answer 40

Es un polisacárido.
Utilizada por los animales para almacenar los carbohidratos, está también compuesto de unidades de glucosa.
Estructura similar a la de la amilopectina con la única diferencia que la ramificación se presenta a intervalos más pequeños

Question 41

CELULOSA
Qué es?
Para qué sirve?
De qué está compuesta?
Es lineal, ramificada o cómo?
Característica

Answer 41

Es un polisacárido
Es la sustancia orgánica más abundante en la naturaleza.
Constituye el soporte estructural de las plantas superiores y está distribuida en todos los tejidos de las mismas, aunque con diferente representación.
Esta compuesta de glucosa.
Es una cadena lineal. Las unidades de glucosa de la celulosa forman una cadena que es prácticamente lineal.
Son muy fáciles de empaquetar una al lado de la otra, dada su estructura alargada, que presenta una
gran superficie expuesta a lo largo de la cual es capaz de establecer puentes de hidrógeno regulares y frecuentes entre las moléculas.

Question 42

QUINTINA
Qué es?
Para qué sirve?
Diferencia con celulosa
Es lineal, ramificada o cómo?
Proceso de degradación

Answer 42

Es un polisacárido.
Es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, así como también del exoesqueleto resistente y rígido de los
artrópodos
La presencia de la unidad acetilamina permite un incremento de los enlaces de puente hidrógeno
con los polímeros adyacentes, dándole al material una mayor resistencia en comparación con la celulosa.
Es lineal.
Su proceso de degradación es un mecanismo clave
como recurso para aportar nutrientes y es llevado a cabo por un selecto grupo
de microorganismos con capacidad celular para producir quitinasas.
Al ser degradada la quitina por los organismos quitinolíticos, ésta se transforma en quitosano, molécula que de forma natural es un bioestimulante de
los sistemas de defensa de las plantas y un potente promotor del crecimiento radicular, protegiendo a las raíces de la alimentación de los nematodos para lograr un efecto de prevención.