UGLJENI

HIDRATI

Ugljeni hidrati

• Veoma rasprostranjeni prirodni proizvodi

•Raznovrsni oblici (u biljkama, mogu i kod životinja)

•Važna uloga u prirodi

•Unose se u obliku hrane izvori energije

• Gradivne jedinice za mnoge biomolekule

•npr. nukleinske kiseline, masti

• Šećer se koristi više od 2500 godina

Saharidi

Cn (H2O)n

Osnovna gradivna jedinica

ugljenih hidrata

Funkcionalne grupe monosaharida

Saharidi

Podela:

1. Prema broju C atoma u molekulu:

trioze (3 C), tetroze (4 C)

pentoze (5 C), heksoze (6 C)

2. Prema funkcionalnim grupama:

1. aldoze (prisutna aldehidna grupa)

2. ketoze (prisutna keto grupa)

OZA na kraju reči označava šečer

Aldoze i ketoze

Aldoheksoza Ketopentoza

Stereoizomerija

hiralni C atom

D i L glukoza

L – Glukoza D – glukoza

D i L fruktoza

Nastajanje cikličnih struktura

(poluacetali)

Prevođenje formula

Fischer Hawort

• Desno u Fisher-ovoj formuli ispod ravni prstena

• Levo u Fisher-ovoj formuli iznad ravni prstena

C-atomi obeleženi u smeru

kretanja kazaljke na satu

-D-glukoza

-D-glukoza

D-glukoza

ketoza: fruktoza

Formiranje prstena

fruktoza

-D-fruktoza

-D-fruktoza

15

Monosaharidi-poluacetalni oblici

O

CH2OH

O

CH2OH

O

CH2OH

OH

D L -trans -cis

O

CH2OH

OH

i anomeri imaju različitu konfiguraciju na C-1 atomu

Hemijska svojstva monosaharida

• Određena prisustvom aldehidne, keto i

alkoholne grupe

• Oksidacija

• Redukcija

• Supstitucija

• Esterifikacija

• Alkilovanje (nastajanje etara)

Oksidacija monosaharida

• Potpuna oksidacija - CO2 i voda

• Oksidacija

– aldehidne grupe

– primarne OH grupe

– obe grupe istovremeno

Oksidacija ALDEHIDNE grupe

• monokarboksilne kiseline

• Na naziv monosaharida dodaje se nastavak „onska”

C

H

C

C

C

C

CH2OH

OHH

HOH

OHH

OHH

O COOH

C

C

C

C

CH2OH

OHH

HOH

OHH

OHH

[O]

GLUKOZA GLUKONSKA KISELINA

Oksidacija OH grupe na C6 atomu

„URONSKE kiseline”

GLUKURONSKA

KISELINA

Oksidacija aldehidne i OH grupe

„ŠEĆERNE kiseline”

GLUKOŠEĆERNA

KISELINA

• Felling-ov reagens: alkalni rastvor bakar (II) jona u kompleksu sa tartarat jonom

• Benedict-ov reagens: CuSO4, NaCO3 i Na –citrat (C6H7NaO7)

Redukujući šećeri Neredukujući šećeri

• Amonijačni rastvor jona srebra

• Ag+ do Ag0 - pozitivan Tollens-ov test

• Očekuje se za aldoze, ne i za ketoze

Tollens-ov test (srebrno ogledalo)

REDUKCIJA monosaharida

Polihidroksilni

alkoholi Pentoze PENTITI

Heksoze HEKSITI

Glukoza Sorbitol (heksit)

Esterifikacija monosaharida

• Lako se esterifikuju

• Najvažniji estri:

– Acetati

– Nitrati

– Benzoati

– Fosfati

– Sulfati

Alkilovanje - nastajanje etara

• Etri su stabilni u alkalnoj sredini

• Pokazuju veću termičku stabilnost

• Rastvaraju se u organskim rastvaračima

• Najčešće se etarske veze sreću kod

polisaharida

Fizička svojstva monosaharida

• Rastvorljivost

– Rastvorni u vodi, glicerinu, formamidu

– Slabo rastvorni u alkoholu - koristi se za prekristalizaciju

– Sa porastom molekulse mase opada rastvorljivost

• Agregatno stanje

– Čvrste supstance

– Termički dosta nestabilni (karamelisani proizvodi)

• Optička aktivnost

– Skretanje ravni polarizovane svetlosti

– Optička aktivnost glukoze odmah nakon rastvaranja u vodi je

112o i opada vremenom do 52,5o

• Sladak ukus - fiziološko svojstvo

– Za osnovu se uzima saharoza

Poznati monosaharidi

• Glukoza

– najzastupljeniji monosaharid u prirodi

– poznata i kao: dekstroza, šećer u krvi, grožđani šećer

• Galaktoza

– sa glukozom čini disaharid laktozu (mleko)

• Manoza

– nalazi se u voću i povrću

• Fruktoza

– voće, povrće, med (najslađi)

• Pentoze

– riboza (RNA, riboflavin) i 2-dezoksiriboza (DNA)

Monosaharidi anomalne građe

SADRŽAJ KISEONIKA JE MANJI

Tri grupe:

1. Dezoksi-šećeri

2. Amino-šećeri

3. Monosaharidi sa razgranatim nizom

Dezoksi-šećeri

– Jedna ili više OH grupa zamenjene H

atomom

– Pentoze : 2-dezoksiriboza (DNK)

• na C2 atomu nema atom O

Monosaharidi anomalne građe

2. Aminošećeri

Umesto OH amino grupa

Veoma rasprostranjeni u prirodi

Najčešće: D-glukozamin

• (sastavni deo hitina)

Sreću se u antibioticima

Imaju bazni karakter

Nestabilna jedinjenja

Monosaharidi anomalne građe

3. Monosaharidi sa razgranatim nizom

Javlja se bočni niz

Metil grupa

Oksimetil grupa

HC=O grupa

Ne razlikuju se mnogo od

nerazgranatih monosaharida

Disaharidi

• Dva molekula monosaharida

• POVEZIVANJE GLIKOZIDNOM

VEZOM

• Od čega zavise svojstva disaharida?

• Redukujući i neredukujući disaharidi

• Kristalne supstance, rastvorljive u vodi

Glikozidna veza

1. Reakcija OH grupe i poluacetalne OH grupe

2. Reakcija između dve poluacetalne OH grupe

Glikozidna veza

Alkoholna i poluacetalna OH grupa - maltoza

1C

4C

1 4 veza

Dve poluacetalne OH grupa - trehaloza

1C

1C

1 1 veza

(-1,4)

Maltoza

(-1,4)

Celobioza

Najčešće 4 tipa povezivanja

(-1,6)

izomaltoza

(-1,6)

gencibioza

Redukujući i neredukujući disaharidi

• Redukujući

– redukuju Felingov

reagens (slajd 20)

– Slobodna poluacetalna

OH grupa!

• Neredukujući

– neredukuju Felingov

reagens (slajd 20)

– Trehalozni tip veze

Kod polisaharida ova sposobnost se

praktično ne zapaža

Neredukujući disaharidi. Saharoza

• Dobija se iz šećerne trske ili šećerne repe

• Ne redukuje Feling-ov i Tollens-ov reagens (slajdovi

20 i 21)

• Glukoza i fruktoza vezane preko dva anomerna C

atoma

Redukujući disaharidi. Maltoza

• Redukuje Feling-ov rastvor (slajd 20)

• Hidrolizom daje dva molekula glukoze

• Podleže mutarotaciji

-D-glukoza-D-glukoza

HO

OO

C HH C OH

OH

HO H

H

H

H

C

C

C

C

CH2OH

OHOH

CH2OH

C

C

C

C

H

H

H

HHO

OH OH

HO

OH

H

H

H

H

C

C

C

C

CH2OH

OH

CHO

Laktoza

• Mlečni šećer, prisutan u mleku skoro svih sisara

• Industrijski se dobija pri proizvodnji sira kao sporedni proizvod

• Redukujući šećer

• Postoji u i obliku

– podleže mutarotaciji

• Hidrolizuje

– glukoza i galaktoza

-D-galaktozil-(1 4)--D-glukopiranoza

Saharidi

Cn (H2O)n

Osnovna gradivna jedinica

ugljenih hidrata

Oligosaharidi Rafinoza:

•Nalazi se u svim delovima šećerne repe

•Manje otporna od saharoze

•Pri proizvodnji šećera odlazi u melasu

Ciklodekstrini

Fruktooligosaharidi

Galaktooligosaharidi

Oligosaharidi