Definitie

Zaharidele, denumite si glucide sau hidraţi de

carbon sunt produşi naturali, constituenţi esenţiali

ai celulelor, apartinand atât regnului vegetal cat si

celui animal.

- Reprezintă sursa de energie necesara proceselor

vitale.

ZAHARIDE

HIDRAŢI DE CARBON (GLUCIDE, ZAHARIDE)

amidon zahăr/zaharoză

celuloză

fructoză

glucoză

Clasificare

Zaharidele se clasifica in functie de comportarea lor fata de

apa:

- Monozaharide - zaharide simple - compusi

polihidroxicarbonilici (aldoze sau cetoze) – care nu

hidrolizeaza. Au formula generala: C6H12O6

- Zaharide de policondensare – compusi care hidrolizeaza si

se obtin prin eliminarea apei intre doua grupe OH provenite

de la doua monozaharide. Formula generala: (C6H10O5)n

Se impart in:

- Oligozaharide - n cuprins intre 2 si 10

- Polizaharide – n ≥ 10

MONOZAHARIDE

Polihidroxialdehide, numite ALDOZE

Polihidroxicetone, numite CETOZE

ALDOZA

- o grupare carbonil de tip aldehida

- 1 grupa alcool primar

-1 sau mai multe grupe alcool

secundar

CETOZA

- o grupare carbonil de tip cetona

- 2 grupe alcool primar

- 1 sau mai multe grupe alcool

secundar

-1

EXEMPLE:

IZOMERIE Monozaharidele au unul sau mai multi atomi de carbon asimetrici si sunt

optic active.

Nr. stereoizomerilor = 2n

Aldohexozele au 24 = 16 stereoizomeri,

iar cetohexozele au 23 = 8 stereoizomeri

In functie de configuratia atomului de carbon cel

mai departat de gruparea carbonil, monozaharidele

au fost incadrate in doua serii:

- seria D – care au la acest carbon configuratie

identica cu D-glicerinaldehida

- seria L - care au la acest carbon configuratie

identica cu L-glicerinaldehida

D- fructoza L- fructoza

Fiecare termen al unei serii D

este enantiomerul corespunzator

al unei serii L.

D- fructoza este levogira iar

D- glucoza este dextrogira.

Majoritatea monozaharidelor naturale

fac parte din seria D.

IZOMERIE Doua monozaharide izomere care difera intre

ele doar prin configuratia unui atom de carbon

asimetric se numesc EPIMERI.

Epimerii sunt un caz particular de diastereoizomerie.

STRUCTURA Toate pentozele si hexozele adopta o structura ciclica prin aditia unei grupe OH la

grupa carbonil, obtinandu-se heterocatene cu 5 sau 6 atomi. Formele ciclice sunt mai

stabile decat formele aciclice si se pot reprezinta prin formule Fischer sau Haworth:

In cazul glucozei, la reactiile intramoleculare de ciclizare participa grupa

carbonil si o grupa OH: de la C5 – forma piranozica – (1-5) sau de la

C4 – forma furanozica – (1-4)

La formarea

structurii ciclice a

glucozei, apare la

fosta grupă

carbonil o nouă

grupare hidroxil,

care se numește

hidroxil glicozidic

și care are o

reactivitate mai

mare decât

celelalte grupe

hidroxil din

moleculă.

Anomerii α si β - glucoza

Dupa pozitia grupei hidroxil glicozidic fata de grupa OH din pozitia 4 se obtin

doi stereoizomeri numiti anomeri, α si β. In solutie apoasa pot trece unul in

celalalt, cu stabilirea unui echilibru, fenomen numit mutarotatie.

Formule Haworth

Formule Fischer

In cazul fructozei ciclizarea se face intre C2-C6 (forma piranozica) sau

C2-C5 (forma furanozica, sub care se gaseste in di- sau polizaharide)

Glucoza - C6H12O6

Cea mai importanta monozaharida

In natura se gaseste in fructele

dulci, in mustul de struguri, in

mierea de albine si in toate

celulele vegetale.

In cantitati mici se gaseste in

sange (0,09 %)

Solutiile de glucoza prezinta

activitate optica

D-Glucoza L-Glucoza

Formula de

perspectiva a

α - glucozei

6

1

2 3

4

5

- OH glicozidic

Proprietati

Glucoza este o substanta solida, cristalizata, de

culoare alba sau galbuie, solubila in apa, are gust

dulce.

α – glucoza are t.t. +146

C, iar β – glucoza +150

C

Participa la procese de biosinteza a oligozaharidelor

sau polizaharidelor, costituind sursa de energie a

organismelor vii.

Fiind o aldohexoza, are proprietati reducatoare.

I. Reacții la grupa carbonil

+ H2 →

1. Reactia de reducere:

Ni

D-sorbitol D - glucoza

2. Reactia de oxidare blanda: a) cu reactivul Tollens

+2[Ag(NH3)2]OH → +2Ag↓ + 4NH3 +H2O

Acid gluconic D - glucoza

b) cu reactivul Fehling

+2Cu(OH)2 → +Cu2O↓ + 2H2O

Acid gluconic D - glucoza

+ Br2 + H2 O → + 2HBr

Acid gluconic D - glucoza

c) cu apa de brom

3. Reactia de oxidare cu agenti oxidanti puternici:

Acid D - glucaric

HNO3 conc.

t

C + H2O + 3[O]

D - glucoza

1) Reactii de alchilare (eterificare)

2) Reactii de acilare (esterificare)

Reactivitatea grupelor OH scade in ordinea:

OH glicozidic > OH alcool primar > OH alcool secundar

III. Fermentatia alcoolica:

II. Reactii ale grupelor hidroxil

Intrebuintari

Glucoza se intrebuinteaza la prepararea alcoolului

etilic, la prepararea produselor zaharoase, a siropurilor,

ca inlocuitor al zaharului, in industria medicamentelor -

la prepararea vitaminei C si a serului glucozat.

Fructoza - C6H12O6

Fructoza sau zaharul din fructe se gaseste impreuna cu glucoza in

fructele dulci si in miere

anomeri

Proprietati fizice

Fructoza este o substanta solida, cristalizata, de culoare

alba, solubila in apa.

Este mai dulce decat zaharoza de 1,52 ori si decat glucoza

de 2,2 ori.

Proprietati chimice

sau H2 /Ni

Na BH4 / H3O+

manitol

Reactia de reducere:

Borohidrura de

sodiu

sorbitol

+

Intrebuintari

Fructoza se intrebuinteaza la inlocuirea altor

produse care contin zahar si in special in alimentatia

suferinzilor de diabet.

DIZAHARIDE

Se obtin prin eliminarea unei molecule de apa intre doua

molecule de monozaharide identice sau diferite:

a) intre OH glicozidic de la o molecula si o gr. OH, de obicei din

pozitia 4 de la cealalta molecula o leg. eterica C-O-C,

numita legatura monocarbonilica, α – glicozidica sau

β – glicozidica (ex. α – maltoza, formata din α – glucoza,

respectiv β – celobioza, formata din β – fructoza)

b) Intre grupele OH glicozidice ale celor doua molecule

legatura eterica formata, numita legatura dicarbonilica

(ex. zaharoza, formata din α – glucoza si β – fructoza).

Proprietati

Sunt determinate de natura legaturii eterice.

Cele cu legatura monocarbonilica, avand un OH

glicozidic liber, pot trece in forma carbonilica si pot da

reactii specifice acesteia: se oxideaza si reduc bromul,

reactivii Tollens si Fehling. Au caracter reducator

(ex. maltoza)

Cele cu legatura dicarbonilica sunt nereducatoare (de

ex. zaharoza)

Hidroliza in mediu acid este o hidroliza totala si

conduce la monozaharidele constituente.

Hidroliza poate fi catalizata si de enzime specifice

(α – glicozidaze sau β – glicozidaze)

Zaharoza – C12H22O11

Zaharoza este foarte raspandita in

regnul vegetal. Se gaseste in tulpina

trestiei de zahar, in sfecla de zahar, in

morcovi, pepeni galbeni, zmeura,

piersici, caise etc.

α-D- glucopiranoza + β – D - fructofuranoza

Proprietati fizice si chimice

Zaharoza este solida, cristalizata, incolora.

Se topeste la 185ºC; incalzitã peste 185ºC se ingalbeneste,

devine un lichid galben – brun, care racit devine caramel;

daca se continua incalzirea se transforma in carbune de

zahar.

Este solubila in apa si insolubila in alcool.

Prin hidroliza acida sau enzimatica formeaza un amestec

echimolecular de D-glucoza si D-fructoza, numit zahar

invertit sau miere artificiala:

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

Zaharoza este dextrogira, iar solutia obtinuta este levogira.

Intrebuintari

Se intrebuinteaza in alimentatie, fiind o substanta cu

o mare valoare alimentara, gustoasa si asimilata

usor de organism. Prin asimilarea unui gram de

zaharoza in organism se obtin 3,7- 4,2 cal.

Materie prima in fabricile de produse zaharoase

(bomboane, ciocolata, etc)

POLIZAHARIDE

Compusi macromoleculari naturali obtinuti

prin policondensarea biochimica a unor

monozaharide.

Amidonul - (C6H10O5)n Amidonul este polizaharida de rezerva a plantelor si este format

din doua componente: - amiloza (10-20%) (n=300-1200) – miezul granulei de amidon

- amilopectina (80-90%) (n= 6 000 – 36 000) – invelisul granulei

Amiloza, alcatuita din resturi de α-D-glucoza unite prin legaturi monocarbonilice α-glicozidice (1-4), este partea solubila in apa calda; macromoleculele sunt rasucite in spirala.

In prezenta iodului se coloreaza in albastru intens.

Amilopectina, alcatuita din resturi de α-D-glucoza unite prin legaturi monocarbonilice α-glicozidice 1-4 si din loc in loc 1-6, are structura ramificata si este partea insolubila in apa calda. In prezenta iodului se coloreaza slab purpuriu.

Industrial, amidonul se obtine din cartofi sau faina de grau.

Amidonul se prezinta ca o pulbere fina, de culoare alba mai mult sau mai putin stralucitoare. Este insolubil in apa rece, iar cu apa calda, formeaza solutii vascoase, care la rece devin un gel numit coca.

Este folosit in alimentatie, in industrie la la obtinerea glucozei, a spirtului alb, a melasei amidonate, etc.

(C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6 Hidroliza amidonului in mediu acid: α-D-glucoza

amilopectina amiloza

1 4

1

4 1

1

4

4

1

6 1

4

4

1

4 1

Celuloza - (C6H10O5)n n= 300-3300

Este polizaharida cea mai raspandita in natura, fiind formata din resturi de

β – D- glucopiranoza, unite intre ele in pozitia 1-4. macromoleculele au

orientare liniara si structura filiforma, care permite formarea unor leg. de

hidrogen intre gr. OH ale moleculelor Invecinate.

Se obtine din bumbac, lemn, stuf si paie.

Celuloza este o substanta alba, cu structura macromoleculara fibroasa, fara

gust si fara miros, insolubila in apa, in acizi minerali diluati, cat si in solventi

organici. Este solubila in reactivul SCHWEITZER, [Cu (NH3)4 ] (OH)2

La incalzire se carbonizeaza, fara a se topi.

Obtinerea hartiei, a matasii artificiale (de tip vascoza si acetat), a esterilor, a

fibrelor si firelor artificiale (lana colodiu, din care se obtine celuloidul), a unor

substante explozive, a lacurilor si emailurilor.

4 1 1 4

PROPRIETATI CHIMICE

-prin tratarea celulozei cu un amestec de anhidrida acetica si acid

acetic in prezenta de acid sulfuric sau cu clorura de acetil se obtin

acetati de celuloza (mono, di sau triacetat de celuloza).

I. Reactia de esterificare:

- prin tratare cu acid azotic si acid sulfuric, se obtin esteri ai celulozei

II. Prin tratarea celulozei cu solutie concentrata de NaOH se obtine un compus, numit alcaliceluloza, care formeaza cu sulfura de carbon (CS2) xantogenatul de celuloza, folosit la obtinerea viscozei, materie prima in industria textila. >CH―OH + NaOH → >CH―ONa + H2O

celuloza alcaliceluloza

>CH―ONa + CS2 → >CH―O―C―SNa

║

O

xantogenat de celuloza

>CH―O―C―SNa + H2SO4→ >CH―OH + CS2 + NaHSO4

║ celuloza

O

Glicogenul

Glicogenul este o polizaharida de rezerva pentru om si

animale, compusa din resturi de α – D- glucoza legate in

pozitiile 1-4 si 1-6. Are macromolecule mai mici si mai

ramificate decat amilopectina.

Are formula moleculara (-C6H10O5-)n in care n are o valoare de

ordinul 3 000-6 000

Este depozitat in ficat si in concentratie mai mica in muschi.

Este o pulbere alba, solubila in apa calda cu care formeaza o

solutie opalescenta si coloidala.

Cu iodul da o coloratie rosie - violet, caracteristica. Culoarea

dispare la fierbere si reapare la rece, ca in cazul amidonului.

Prin hidroliza chimica sau enzimatica formeaza α-D-glucoza.