Kd2 karbohidrat

LOGO

KARBOHIDRAT

www.themegallery.com

Tim Dosen Pengampu MK Kimia Dasar


SUMBER

Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.


FUNGSI

Sumber karbon Penyusun struktur asam nukleat Penyusun kerangka luar (eksoskeleton) Penyusun dinding sel Sebagai cadangan makanan Pelumas sendi kerangka Senyawa perekat di antara sel


STRUKTUR

Terdiri dari C, H dan O mengandung gugus

fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil

Aldosa dan ketosa polihidroksil-aldehida

atau polihidroksil-keton


STRUKTUR

Atom C memiliki kerangka tetrahedral yang membentuk sudut 109.5oC menyebabkan molekul karbohidrat cukup sulit berbentuk rantai lurus.

Adanya atom karbon asimetri menyebabkan molekul karbohidrat bersifat optik aktif, yaitu mampu memutar bidang cahaya terpolarisasi.


Klasifikasi

Monosakarida :Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut

DisakaridaKarbohidrat yang mengandung 2 satuan monosakarida

OligosakaridaKarbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3 – 8 satuan monosakarida

PolisakaridaKarbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan banyak satuan monosakarida


MONOSAKARIDA

Sistem Penggolongan untuk Monosakarida Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan rumus

CnH2nOn dimana n = 3 – 8

Jumlah atom C Aldosa Ketosa

3 (triosa)4 (tetrosa)5 (pentosa)6 (heksosa)7 (heptosa)

AldotriosaAldotetrosaAldopentosaAldoheksosaAldoheptosa

Ketotriosa / triulosaKetotetrosa / tetrulosaKetopentosa / pentulosaKetoheksosa / heksulosaKetoheptosa / heptulosa


Representasi Struktur Gula

Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain

dapat digambarkan dalam 3 bentuk

stereokimia sebagai berikut: Proyeksi Fisher: rantai lurus (linier) Proyeksi Haworth: siklik/cincin sederhana Konformasi: konfigurasi kursi dan perahu


Proyeksi Fischer

Emil Fischer (1852-1919) menjelaskan kimia ruang (stereokimia) dan rumus srtuktur karbohidrat, menggunakan rumus proyeksi untuk menuliskan rumus struktur karbohidrat

konfigurasi (R) dan (S) dari karbon chiral rantai karbon digambarkan secara vertical

(tegak) dengan gugusan aldehid atau keton berada pada puncak dari rumus.

Di alam lebih banyak ditemukan monosakarida yang berisomer D


Proyeksi Fischer

C nomor dua pada gliseraldehid berbentuk chiral gliseraldehid berbentuk sepasang enansiomer.

Enansiomer ini dinamakan (R)-2,3 dihidroksipropanal dan (S)-2,3 dihidroksipropanal.

Biasanya senyawa ini ditunjukkan dengan nama klasikalnya, D-gliseraldehid digambarkan dengan gugus hidroksil pada karbon chiral diproyeksikan ke kanan sedangkan dari L-gliseraldehid digambarkan dengan gugus hidroksil diproyeksikan kekiri

Enansiomer dan Epimer


Dua buah aldotetrosa ini enansiomer, suatu stereoisomer yang merupakan bayangan cermin satu sama lain.

Kedua aldoheksosa ini adalah epimer C-4, perbedaan hanya pada posisi OH pada sebuah atom C asimetri yaitu Carbon 4



Proyeksi Haworth

Sir Walter Norman Haworth (1883-1950) pada molekul glukosa, kelima atom karbon yang pertama dengan atom oksigen dapat membentuk cincin segienam.

penulisan rumus struktur karbohidrat sebagai bentuk cincin furan dan piran.


Piranosa cincin sakarida 6 anggota Furanosa cincin sakarida 5 anggota

ß-D-Fruktofuranosa

Cincin 5-anggota hemiketalGugus hidroksil anomerik

diproyeksikan di atas cincin

dalam rumus Haworth

Seri D


Gugus hidroksil disebelah kanan pada proyeksi Fischer terletak dibawah pada proyeksi Haworth (dan sebaliknya,gugus hidroksil disebelah kiri pada proyeksi fischer terletak diatas pada proyeksi Haworth)Untuk gula D,gugus –CH2OH ujung terletak diatas pada proyeksi Haworth;sedangkan untuk gula D pada proyeksi fischer letaknya dibawah.

Proyeksi HaworthProyeksi Fischer


Konformasi Monosakarida

Cincin piranosa beranggotakan enam karbon tidak merupakan bidang datar, seperti ditunjukkan oleh proyeksi Haworth. Pada kebanyakan gula, cincin ini berada dalam konformasi kursi, tetapi pada beberapa gula cincin tersebut berada dalam bentuk kapal. Bentuk-bentuk ini digambarkan oleh rumus konformasi. Konformasi dimensi spesifik gula sederhana 6 karbon penting dalam menentukan sifat biologis dan fungsi beberapa polisakarida.


Konformasi Monosakarida

O

OH OH ()

OH

OH

CH2OH

*

O

OH

OH

H

OH

OH

CH2OH

*Struktur Haworth

HO

O

HO

OH ()

OH

HOH2C

*

HO

O

HO

H

OH

HOH2C

OH*

( a )

( e )

Konformasi kursi

()



Sifat-sifat Fisik Monosakarida

Padatan kristal tidak berwarna

Larut dalam air ikatan hidrogen

Sedikit larut dalam alkohol

Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena

Rasanya manis.

Diantara monosakarida fruktosa yang

paling manis


Beberapa Reaksi Monosakarida

1. Reaksi Oksidasi Berdasarkan kemampuannya untuk

mereduksi pereaksi (Tohlens, Benedict, Fehling), monosakarida dapat digolongkan :

1. Gula pereduksi2. Gula non pereduksi

Monosakarida dapat mereduksi TBF karena pada monosakarida terdapat gugus aldehid atau gugus -hidroksi keton, yang akan dioksidasi oleh TBF menjadi karboksilat/keton.


HC

CHO

OH

CHO

C OH

C OH

CH2OH

+ Cu2+

C

O

OH

C OH

CHO

C OH

C OH

CH2OH

+ Cu2O

merah bata

D - glukosa asam D - glukonat

Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi

• Benedict• Fehling


C

CHO

OH

CHO

C OH

C OH

CH2OH

C

COOH

OH

CHO

C OH

C OH

COOH

HNO3

D - glukosa asam D - glukarik

C

CHO

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

HO + Ag+

C

COOH

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

HO + Ag

Cermin perak


2. Reaksi reduksiGugus karbonil dari monosakarida dapat direduksi menjadi alkohol oleh beberapa pereaksi menghasilkan alditol

C

CHO

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

D - glukosa

HOkatalislogam

C

CH2

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

D -glukitol (sorbitol)

HO

OH

+ H2


Reduksi monosakarida

Dapat dilakukan dengan:

» Logam + H2

» enzimatis Produknya polyol gula alkohol (alditol) glucose membentuk sorbitol (glucitol) mannose membentuk mannitol fructose membentuk mannitol + sorbitol glyceraldehyde membentuk glycerol


3. Reaksi pembentukan glikosida Reaksi antara monosakarida hemiasetal/hemiketal

siklis dengan 1 molekul alkohol membentuk asetal/ketal. Pada reaksi ini gugus OH pada C – anomerik digantikan oleh gugus OR dari alcohol.

O

OH

OH

H

OH

OH

CH2OH

* + CH3OH

O

OH

OCH3

H

OH

OH

CH2OH

* + H2OH+

-D-glukopiranosa metil--D-glukopiranosida

Ikatan glikosida

Glikosida terbentuk antara gugus OH pada atom C (kiral/anomer/no 1) monosakarida (hemiasetal/hemiketal /

asetal/ketal) dengan sebuah molekul alkohol

DISAKARIDA

Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari 2 satuan monosakarida.

Dua monosakarida dihubungkan dengan ikatan glikosidik antara C-anomerik dari satu unit monosakarida dengan gugus –OH dari unit monosakarida yang lainnya.

Beberapa disakarida yang sering dijumpai : Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa

JENIS DISAKARIDA

Selubiosa -D-Glukosa + -D-Glukosa Maltosa -D-Glukosa + -D-Glukosa Sukrosa -D-Glukosa + -D-Fruktosa Laktosa -D-Glukosa + -D-Galaktosa


Maltosa

IKATAN PADA MALTOSA

Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada atom C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4 dari glukosa yang lain, sehingga ikatannya disebut ikatan glikosidik--1,4

Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan pada maltosa dalam bentuk hemiasetal, sehingga akan dapat berkesetimbangan dengan struktur terbuka. Oleh karena itu maltosa dpt bereaksi + dg Tohlens

SELOBIOSA

O

OH

o

OH

OH

CH2OH

*

H O OH

H

OH

OH

CH2OH

*

1'4

Ikatan -1',4 glikosidik

HO

O

HO

HOH

HOH2C

O

CH2OHO

1'4

()

4-O-( D-glukopiranosil)- D-glukopiranosa(Selubiosa)

H

OH

H

HO

H

H

OH

LAKTOSA

Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi (4-8 % laktosa).

Karbon anomerik pada unit galaktosa mempunyai konfigurasi pada C-1 dan berikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit glukosa

Diare setelah minum susu, disebabkan karena tidak memiliki enzim laktase (galaktosidase), sehingga tidak dapat mencerna laktosa dalam susu.


SUKROSA

Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat pada tumbuhan fotosintetik yang berfungsi sebagai sumber energi. Misal : pada tebu, bit gula

Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada kedua unit monosakarida terlibat dalam ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1 pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa, sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.

OH O

OH

OH

CH2OH

* 1'

konfigurasi

D-glukopiranosil- D-fruktofuranosida(Sukrosa)

H

H

O

HOOH

HOH2C

CH2OHH

CH2OHO

1'

2

HO

O

OH

OH

CH2OH

CH2OH

O

O

()

H

OHOH

H

2

Struktur Sukrosa

POLISAKARIDA

Karbohidrat yang mengandung banyak monosakarida dan mempunyai berat molekul yang besar

Hidrolisis polisakarida secara sempurna akan menghasilkan satu/beberapa jenis monosakarida

Unit-unit monosakarida dihubungkan secara linier atau bercabang

Jenis polisakarida : • pati • glikogen

selulosa hemiselulosa

P A T I

Polisakarida yang tersimpan dalam tumbuhan. Merupakan komponen utama pada biji-bijian,

kentang, jagung dan beras Tersusun atas unit D-glukosa yang dihubungkan

oleh ikatan glikosidik -1,4 Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan glikosidik -1,6

JENIS PATI

A M I L O S A : 20 % bagian pati, tersusun atas 50 – 300 unit

glukosa melalui ikatan -1,4 glikosidik

larut di dalam air AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati,

Tersusun atas 300 – 5.000 unit glukosa melalui ikatan glikosidik dan -1,6 Setiap 25-50 unit glukosa dihubungkan oleh ikatan -1,4. Rantai-rantai berikatan -1,4 tesebut dihubung-silangkan melalui ikatan -1,6 sehingga menghasilkan struktur bercabang dengan Mr tinggi

Strukturnya bercabang sangat besar (Mr besar) tidak larut dalam air

GLIKOGEN

Karbohidrat penyimpan energi yang tersimpan dalam hewan

Mr Glikogen > pati Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan 1,6

glikosidik Tidak larut dalam air Larut dalam pelarut organik non polar : eter,

kloroform, heksana.

POLISAKARIDA LAIN

Selulosa: polimer tidak bercabang dari glukosa melalui ikatan -1,4-glikosidik

Kitin : polisakarida yang mengandung nitrogen, membentuk cangkang krustasea dan kerangka luar serangga

Pektin : polimer linier dari D-galakturonat melalui ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat pada buah-buahan dan buni-bunian

LOGO


Education

Kd2 karbohidrat