Carbohidratos

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Carbohidratos Objetivos Estudiar las propiedades químicas de los hidratos de carbono Verificar las diversas reacciones de reconocimiento de carbohidratos reductores o no reductores, mediante la aplicación de ensayos característicos Distinguir, funcionalmente, los carbohidratos en aldosas y cetosas, a través de ensayos también característicos Verificar el comportamiento de un monosacárido, como es la glucosa, con respecto al de los disacáridos o polisacáridos del proceso de hidrolisis en medio acido Fundamento teórico Hidratos de carbono El nombre que se les da a estas moléculas, hidratos de carbono, no es del todo adecuado, pues no se trata de átomos de carbono que se encuentren hidratados, o enlazados con moléculas de agua, sino que son átomos de carbono unidos a otro tipo de grupos funcionales. El nombre procede de la nomenclatura que se usaba en la química del siglo XIX. Debido a que las primeras moléculas que se aislaron respondían a la fórmula Cn(H2O)n, se les llamo “ carbono-hidratado”. Los hidratos de carbono pueden participar o sufrir reacciones deesterificación, afinación, oxidación, y reducción, lo que hace que cada estructura posea una propiedad diferente y específica. Los hidratos de carbono, o como ya habíamos dicho, glúcidos, poseen una estructura química formada en general por átomos de carbono unidos a hidrógenos, y en una cantidad menor, átomos de oxígeno. Poseen enlaces químicos resistentes, suelen ser difíciles de romper, conocidos con el nombre decovalentes, poseen gran cantidad de energía, la cual se libera cuando se rompen dichos enlaces. Generalmente, dicha energía se aprovecha por nuestro organismo, y otra parte, es almacenada por el mismo. Los hidratos de carbono se encuentran en los seres vivos en la naturaleza, a moso de biomoléculas aisladas o también en asociación con otras sustancias, por lo general, proteínas y lípidos. Los carbohidratos son compuestos que contienen cantidades grandes de grupos hidroxilo. Los carbohidratos más simples contienen una molécula de aldehído (a estos se los llama polihidroxialdehidos) o una cetona (polihidroxicetonas). Tolos

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Carbohidratos

Objetivos Estudiar las propiedades químicas de los hidratos de carbono Verificar las diversas reacciones de reconocimiento de carbohidratos reductores o no reductores, mediante la

aplicación de ensayos característicos Distinguir, funcionalmente, los carbohidratos en aldosas y cetosas, a través de ensayos también característicos Verificar el comportamiento de un monosacárido, como es la glucosa, con respecto al de los disacáridos o

polisacáridos del proceso de hidrolisis en medio acido

Fundamento teórico

Hidratos de carbono

El nombre que se les da a estas moléculas, hidratos de carbono, no es del todo adecuado, pues no se trata de átomos de carbono que se encuentren hidratados, o enlazados con moléculas de agua, sino que son átomos de carbono unidos a otro tipo de grupos funcionales. El nombre procede de la nomenclatura que se usaba en la química del siglo XIX. Debido a que las primeras moléculas que se aislaron respondían a la fórmula Cn(H2O)n, se les llamo “ carbono-hidratado”.Los hidratos de carbono pueden participar o sufrir reacciones deesterificación, afinación, oxidación, y reducción, lo que hace que cada estructura posea una propiedad diferente y específica.Los hidratos de carbono, o como ya habíamos dicho, glúcidos, poseen una estructura química formada en general por átomos de carbono unidos a hidrógenos, y en una cantidad menor, átomos de oxígeno. Poseen enlaces químicos resistentes, suelen ser difíciles de romper, conocidos con el nombre decovalentes, poseen gran cantidad de energía, la cual se libera cuando se rompen dichos enlaces. Generalmente, dicha energía se aprovecha por nuestro organismo, y otra parte, es almacenada por el mismo. Los hidratos de carbono se encuentran en los seres vivos en la naturaleza, a moso de biomoléculas aisladas o también en asociación con otras sustancias, por lo general, proteínas y lípidos.

Los carbohidratos son compuestos que contienen cantidades grandes de grupos hidroxilo. Los carbohidratos más simples contienen una molécula de aldehído (a estos se los llama polihidroxialdehidos) o una cetona (polihidroxicetonas). Tolos los carbohidratos pueden clasificarse como monosacáridos, oliosacáridos o polisacáradidos. Un oligosacárido está hecho por 2 a 10 unidades de monosacáridos unidas por uniones glucosídicas. Los polisacáridos son mucho más grandes y contienen cientos de unidades de unidades de monosacáridos. La presencia de los grupos hidroxilo permite a los carbohidratos interactuar con el medio acuoso y participar en la formación de uniones de hidrogeno, tanto dentro de sus cadenas como entre cadenas de polisacáridos. Derivados de carbohidratos pueden tener compuestos nitrogenados, fosfatos, y de azufre. Los carbohidratos pueden combinarse con los lípidos para formar glucolípidos o con las proteínas para formar glicoproteínas.

Sinónimos

Carbohidratos o hidratos de carbono: Ha habido intentos para sustituir el término de hidratos de carbono. Desde 1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of

Pure and Applied Chemistry1 ) y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) recomienda el términocarbohidrato y desaconseja el de hidratos de carbono.

Glúcidos: Este nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la glucosa por polimerización y pérdida de agua. El vocablo procede del griego "glycýs", que significa dulce.

Azúcares: Este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa.

Escrotos: Proveniente del griego σάκχαρον que significa "azúcar". Es la raíz principal de los tipos principales de glúcidos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos).

Estructura Química

Los carbohidratos o hidratos de carbono están formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la formula general (CH2O)n. Los carbohidratos incluyen azúcares, almidones, celulosa, y muchos otros compuestos que se encuentran en los organismos vivientes. Los carbohidratos básicos o azúcares simples se denominan monosacáridos. Azúcares simples pueden combinarse para formar carbohidratos más complejos. Los carbohidratos con dos azúcares simples se llaman disacáridos. Carbohidratos que consisten de dos a diez azúcares simples se llaman oligosacáridos, y los que tienen un número mayor se llaman polisacáridos.

Tipos de glúcidos

Los glúcidos se dividen en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Monosacáridos

Los glúcidos más simples, los monosacáridos, están formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres, su límite es de 7 carbonos. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus átomos de carbono y grupos hidroxiloen el resto, por lo que pueden considerarse polialcoholes. Por tanto se definen químicamente como polihidroxialdehídos o pihidroxicetonas.

Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la posición del grupo carbonilo, el número de átomos decarbono que contiene y su quiralidad. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa; si el grupo carbonilo es unacetona, el monosacárido es una cetosa. Los monosacáridos más pequeños son los que poseen tres átomos de carbono, y son llamadostriosas; aquellos con cuatro son llamados tetrosas, lo que poseen cinco son llamados pentosas, seis son llamados hexosas y así sucesivamente. Los sistemas de clasificación son frecuentemente combinados; por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis átomos de carbono), la ribosa es una aldopentosa (un aldehído de cinco átomos de carbono) y la fructosa es una cetohexosa(una cetona de seis átomos de carbono).

Cada átomo de carbono posee un grupo de hidroxilo (-OH), con la excepción del primero y el último carbono, todos son asimétricos, haciéndolos centros estéricos con dos posibles configuraciones cada uno (el -H y -OH pueden estar a cualquier lado del átomo de carbono). Debido a esta asimetría, cada monosacárido posee un cierto número de isómeros. Por ejemplo la aldohexosa D-glucosa, tienen la fórmula (CH2O)6, de la cual, exceptuando dos de sus seis átomos de carbono, todos son centros quirales, haciendo que la D-glucosa sea uno de los estereoisómeros posibles. En el caso del gliceraldehído, una aldotriosa, existe un par de posibles esteroisómeros, los cuales son enantiómeros y epímeros (1,3-dihidroxiacetona, la cetosa correspondiente, es una molécula simétrica que no posee centros quirales). La designación D o L es realizada de acuerdo a la orientación del carbono asimétrico más alejados del grupo carbonilo: si el grupo hidroxilo está a la derecha de la molécula es un azúcar D, si está a la izquierda es un azúcar L. Como los D azúcares son los más comunes, usualmente la letra D es omitida.

Disacáridos

Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y, por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosídico, tras una reacción de deshidratación que implica la pérdida de un átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con la consecuente formación de una molécula de H2O, de manera que la fórmula de los disacáridos no modificados es C12H22O11.

La sacarosa es el disacárido más abundante y la principal forma en la cual los glúcidos son transportados en las plantas. Está compuesto de una molécula de glucosa y una molécula de fructosa. El nombre sistemático de la sacarosa , O-α-D-glucopiranosil-(1→2)- β-D-fructofuranósido, indica cuatro cosas:

Sus monosacáridos: Glucosa y fructosa. Disposición de las moléculas en el espacio: La glucosa adopta la forma piranosa y la fructosa una furanosa. Unión de los monosacáridos: El carbono anomérico uno (C1) de α-glucosa está enlazado en alfa al C2 de la

fructosa formando 2-O-(alfa-D-glucopiranosil)-beta-D-fructofuranosido y liberando una molécula de agua. El sufijo -ósido indica que el carbono anomérico de ambos monosacáridos participan en el enlace

glicosídico.

La lactosa, un disacárido compuesto por una molécula de galactosa y una molécula de glucosa, estará presente naturalmente sólo en la leche. El nombre sistemático para la lactosa es O-β-D-galactopiranosil-(1→4)-D-glucopiranosa. Otro disacárido notable incluyen lamaltosa (dos glucosa enlazadas α-1,4) y la celobiosa (dos glucosa enlazadas β-1,4).

Oligosacáridos

Los oligosacáridos están compuestos por tres a diez moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan largo debe ser un glúcido para ser considerado oligo o polisacárido varía según los autores. Según el número de monosacáridos de la cadena se tienen losdisacaridos (como la lactosa ), tetrasacárido (estaquiosa), pentasacáridos, etc.

Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glucoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis proteica. Estas modificaciones post traduccionales incluyen los oligosacáridos de Lewis, responsables por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el epítope alfa-Gal responsable del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O-GlcNAc modificaciones.Los oligosacáridos están formados por entre tres y nueve moléculas de monosacáridos. Dependiendo del número de monosacáridos se tienen la rafinosa, o trisacáridos, tetrasacáridos o estaquiosa, pentasacáridos, etc.Este tipo de hidratos de carbono suele encontrarse unido a otras sustancias como las proteínas, con las que forma las conocidas, glicoproteínas.

Polisacáridos

Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos, resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la pérdida de varias moléculas de agua. Su fórmula empírica es: (C6 H10 O5)n. Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos y su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.

El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada).

En animales, se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar pero más densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizadomás rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción.

La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales. La celulosa es usada en la pared celular de plantas y otros organismos y es la molécula más abundante sobre la tierra. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero tiene nitrógeno en sus ramas incrementando así su fuerza. Se encuentra en los exoesqueletos de los artrópodos y en las paredes celulares de muchoshongos. Tiene diversos usos: en hilos para sutura quirúrgica.

Otros polisacáridos incluyen la callosa, la lamiña, la rina, el xilano y la galactomanosa.[cita requerida]

La mayoría de carbohidratos que se encuentran en la naturaleza ocurren en la forma de polímeros de alto peso molecular llamados polisacáridos. Los bloques monoméricos para construir los polisacáridos pueden ser muy variados; en todos los casos, de todas maneras, el monosacárido predominante que se encuentra en los polisacáridos es la D-glucosa. Cuando los polisacáridos están compuestos de un solo tipo de monosacárido, se llaman homopolisacárido. Los polisacáridos compuestos por más de un tipo de monosacáridos se llaman heteropolisacáridos.

Aplicaciones

Los carbohidratos se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros productos. La celulosa se puede convertir enrayón de viscosa y productos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de cine, cemento, pólvora de algodón,celuloide y tipos similares de plásticos. El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para elhombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma

sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre.

Química de los glúcidos

Los carbohidratos son reactivos en varios reacciones orgánicas, como por ejemplo:

1. Acetilación.2. La reacción con Cianohidrina.3. La transformación de Lobry-de Bruyn-van Ekenstein.4. La transposición de Amadori.5. La reacción de Nef.6. La degradación de Wohl.7. La reacción de Koenigs-Knorr.8. La reacción de Maillard o pardeamiento no enzimático.

Ensayo de molisch

Este ensayo es un ensayo para reconocimiento general de carbohidratos en el que los polisacáridos y disacáridos se hidrolizan con ácido sulfúrico concentrado hasta monosacáridos y se convierten en derivados del furfural o 5-hidroximetil furfural los cuales reaccionan con α-naftol formando un color púrpura violeta.

Reacción de Molisch

Reacción de Molisch

La reacción de Molisch es una reacción que tiñe cualquiercarbohidrato presente en una disolución; es llamada así en honor del botánico austríaco Hans Molisch.

Se utiliza como reactivo una disolución de α-naftol al 5% enetanol de 96º. En un tubo de ensayo a temperatura ambiente, se deposita la solución problema y un poco del reactivo de Molisch. A continuación, se le añade ácido sulfúrico e inmediatamente aparece un anillo violeta que separa al ácido sulfúrico, debajo del anillo, de la solución acuosa en caso positivo.

Es una reacción cualitativa, por lo que no permite saber la cantidad de glúcidos en la solución original.

Ensayos Fehling y Tollens

Son ensayos analíticos específicos de aldehídos, basados en su fácil oxidación a ácidos carboxílicos.Reacciones de TOLLENS y de FEHLING Propiedades físicas de aldehídos y cetonas Aldehídos y cetonas constituyen sendas series homólogas, en las que se destacan estas propiedades físicas: El metanal es el único aldehído en estado gaseoso. Los siguientes compuestos, hasta C11 , son líquidos incoloros, de densidad menor que el agua. Con altos pesos moleculares, son sólidos.El olor del metanal es muy irritante, causa lagrimeo. Otros aldehídos t cetonas tienen fragancias agradables: el etanal huele a manzanas. Los tres primeros aldehídos, así como la propanona, se disuelven en agua en cualquier proporción. Es que la polarización del grupo carbonilo permite entablar enlaces de hidrógeno con el agua. La propanona -acetona- es un excelente disolvente de acetileno, aceites y grasas, celuloide, etc.La solución al 40%, aproximadamente, de metanal en agua, se comercializa bajo el nombre de formol. El formol, como es antiséptico y coagula los prótidos sirve para la conservación de piezas anatómicas.La acetona es muy volátil: P.E.=56°C, a 1 atm

Su obtención: 

Las propiedades de una función son aprovechables para obtener sus funciones derivadas. Unmétodo general para la preparación de aldehídos y cetonas se basa en la oxidación de alcoholes.La oxidación de un alcohol primario produce un aldehído. Y las cetonas resultan de la oxidación dealcoholes secundarios.

Reacciones de oxidación 

En presencia de oxidantes suaves, y aún al aire, los aldehídos se oxidan con facilidad, debido a laexistencia del hidrógeno en su grupo funcional (R - C= O).HPor oxidación, se transforman en ácidos de igual número de átomos de carbono:CH3 - C = O + (O) ------ CH3 - C = OH OHEtanal EtanoicoLas cetonas, en cambio, por presentar el grupo carbonilo unido a dos radicales (R - C - R), sonmuchos menos oxidables y requieren oxidantes fuertes, como elOpermanganato de potasio (KmnO4) en medio ácido. Sufren la rotura de la cadena hidrocarbonada,dando lugar a la formación de ácidos de menor número de átomo de carbono:CH3 - C - CH3 3 (O) > H - C - OH + CH3 - C - OHO O OPor la facilidad con que tiene lugar la oxidación de los aldehídos, éstos resultan compuestos másreductores que las cetonas y esta propiedad permite distinguirlos.Para el reconocimiento de los aldehídos se usan oxidantes muy suaves. Los reactivos másimportantes para este propósito son:a)

Reactivo de Fehling

El reactivo de Fehling, es una solución descubierta por el químico alemán Hermann von Fehlingy que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores. El licor de Fehling consiste en dos soluciones acuosas: Sulfato de cobre cristalizado, 35 g; agua destilada,hasta 1.000 ml. Sal de Seignette (tartrato mixto de potasio y sodio), 150 g; solución de hidróxido de sodio al 40%, 3 g; agua, hasta 1.000 ml.Ambas se guardan separadas hasta el momento de su uso para evitar laprecipitación delhidróxido de cobre (II).El ensayo con el licor de Fehling se fundamenta en el poder reductor del grupo carbonilo de unaldehído.Éste se oxida aácido y reduce lasal de cobre (II) en medioalcalino aóxido decobre(I), que forma un precipitado de color rojo. Un aspecto importante de esta reacción es quela forma aldehído puede detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad. Si unazúcar reduce el licor de Fehling a óxido de cobre (I) rojo, se dice que es un azúcar reductor.Esta reacción se produce en medio alcalino fuerte, por lo que algunos compuestos no reductorescomo la fructosa (que contiene un

grupocetona)puedeenolizarse a la forma aldehído dandolugar a un falso positivo.Al reaccionar con monosacáridos,se torna verdoso; si lo hace con disacáridos,toma el color delladrillo. http://es.wikipedia.org/wiki/Reactivo_de_Fehling

Ensayo de Fehling

El ensayo de Fehling se emplea como oxidante el ión cúprico en medio básico, la precipitación de oxido cuproso (rojo) indica la presencia de un aldehído.

Ensayo de TollensEl ensayo de Tollens utiliza como reactivo una disolución amoniacal de plata, con presencia de un aldehído se produce un precipitado de plata elemental en forma de espejo de plata.

REACCIÓN DE FELHING 

El reactivo está formado por dos soluciones llamadas A y B. La primera es una solución de sulfatocúprico; la segunda , de hidróxido de sodio y una sal orgánica llamada tartrato de sodio y potasio(sal de Seignette).Cuando se mezclan cantidades iguales de ambas soluciones, aparece un color azul intenso por laformación de un complejo formado entre el ion cúprico y el tartrato. Agregando un aldehído ycalentando suavemente, el color azul desaparece y aparece un precipitado rojo de óxido cuproso(Cu2O).La reacción, en forma simplificada, puede representarse así:SE OXIDA+1 +3R - C = O + 2Cu2- + 5 OH ------------ R - C = O + Cu2O + 3 H2OH O-+2 +1SE REDUCELas cetonas no dan esta reacción.Los aldehídos pueden reconocerse también por medio de la reacción deSchiff.La fucsina es uncolorante rojo que puede ser decolorado por el dióxido de azufre. Si en estas condiciones se lapone en contacto con un aldehído, reaparece el color rojo- violáceo. Las cetonas no dan estareacción, por lo que permite diferenciar ambos tipos de compuestos.

Reactivo de Tollens

El reactivo de Tollens es un complejo acuoso de diamina-plata, presentado usualmente bajo la forma de nitrato. Recibe ese nombre en reconocimiento alquímico alemán Bernhard Tollens.

Usos

El complejo diamina-plata(I) es un agente oxidante, reduciéndose a plata metálico, que en un vaso de reacción limpio, forma un "espejo de plata". Éste es usado para verificar la presencia de aldehídos, que son oxidados a ácidos carboxílicos.

Una vez que ha sido identificado un grupo carbonilo en la molécula orgánica usando 2,4-dinitrofenilhidrazina (también conocido como elreactivo de Brady o 2,4-DNPH), el reactivo de Tollens puede ser usado para discernir si el compuesto es una cetona o un aldehído. Al agregar el aldehído o la cetona al reactivo de Tollens, ponga el tubo de ensayo en un baño María tibio. Si el reactivo es un aldehído, el test de Tollens resulta en un espejo de plata. En otro caso, puede formarse o no un espejo amarillento.

El reactivo de Tollens es también un test para alquinos con el enlace triple en la posición 1. En este caso se forma un precipitado amarillo de carburo de plata.

Preparación en el laboratorio

A nitrato de plata acuoso, agregar una gota de hidróxido de sodio diluido. Se formará un precipitado marrón de óxido de plata.

Agregar amoníaco hasta que el precipitado se disuelva totalmente. Esto es nitrato de plata amoniacal [Ag(NH3)2]NO3 (ac), la forma más común del reactivo de Tollens.

Seguridad

El reactivo debe ser preparado en el momento y nunca almacenado por más de un par de horas. Después de realizar el test, la mezcla resultante debe ser acidificada con ácido diluido antes de ser desechada. Estas precauciones previenen la formación del altamente explosivo fulminante de plata, que es fundamentalmente nitruro de plata, Ag3N.REACCIÓN DE TOLLENS: El reactivo se prepara por adición de hidróxido de amonio a una solución de nitrato de plata, hastaque el precipitado formado se redisuelva. La plata y el hidróxido de amonio forman un complejo(Ag(NH3)2OH, plata diamino), que reacciona con el aldehído. La reacción esquematizada puederepresentarse:SE OXIDA+1 +3R - C = O + 2 Ag 1+ + 3OH- -------- R - C = O + 2Ag + 2H2OH +1 O 0SE REDUCEEl agente oxidante es el ion Ag+1 . Esta reacción provocada sobre la superficie de un cristal,permite la formación de una capa de plata metálica que convierte la lámina de cristal en un espejo.El ensayo de Tollens sirve para identificar aldehídos que se oxidan a carboxilatos depositándose un espejo de plata sobre las paredes interiores del recipiente que los contiene

Ensayo de Benedict El ensayo de Benedict permite el reconocimiento de carbohidratos reductores, al igual que el reactivo de Felhing, el de Benedict contiene ion cúprico en medio alcalino que se reduce hasta óxido cuproso en presencia de azúcares con el hidroxilo hemiacetálico libre.

Ensayo de Seliwanoff:

Este ensayo es específico para cetosas y se basa en la conversión de la cetosa en 5-hidro-metil-furfural y su posterior condensación con resorcinol formando así complejos coloreados.

Datos y observacionesREACCIÓN DE MOLISCH

Incoloro No es Carbohidrato Anillo rojo violeta Si es Carbohidrato

REACCIÓN DE BENEDICT

Color amarillo naranja:Grupos reductores libresReacción negativa: Grupos reductores no libres

REACCIÓN DE SELIWANOFF

Negativo: AldosasColor rojo: CetosasNegativo: HexosasColor verde: PentosasDepartamento de Ciencias Básicas Analisi de resultados

RECONOCIMIENTO DE AZÚCARES REDUCTORES

El componente del Fehling, al calentarse reacciona con los carbonos anoméricos que quedan sueltos en las sustancias reductoras. Los dos tubos que no han reaccionado son, la sacarosa, que tiene enlace (1-2), dos carbonos anoméricos enlazados, y la glucosa. Su carácter reductor es debido a que tiene enlace monocarbonólico, un carbono anomérico queda libre. El compuesto de Fehling, también llamado licor de Fehling, está formado por un agente oxidante. En tres de los casos (glucosa, maltosa y lactosa), existe el carbono anomérico con capacidad reductora, y por tanto, capaz de oxidarse, ya que se trata de una Reducción-oxidación (el color rojizo se debe al óxido de cobre). En el caso de la sacarosa y el almidón, el carbono anomérico no queda libre, y por tanto no poseen capacidad reductora o de oxidación. Como ya he explicado, son la sacarosa y el almidón los que no reaccionan. En el caso de la sacarosa (fructosa y glucosa, enlace 1->2), los carbonos anoméricos se unen en el enlace O-glucosídico, por lo que pierde su capacidad reductora. Los tres tubos de ensayo que han cambiado de color corresponden con las muestras de glucosa,lactosa y maltosa.Han cambiado de color porque los tres disacaridos presentan enlaces monocarbonilicos, es decir en sus enlaces reacciona el carbono anomerico del monosacarido y el cuarto carbono( no anomerico) del segundo monosacarido ( enlace 1-->4). Con este enlace monocarbonilico queda libre el carbono anomerico del segundo monosacarido, por lo que, el disacarido mantiene su capacidad reductora. Por este motivo estas tres muestras han oxidado el reactivo de Fehling.Las otras dos muestras, la sacarosa( 1-->2) y el almidón al tener enlaces dicarbonilico (reaccionan los dos carbonos anomericos y por tanto pierde la capacidad reductora) no oxidan al reactivo por lo que no cambian de color.

Los glúcidos están formados por cadenas de carbono unidos a grupos hidroxilos, excepto uno de ellos, unido con un grupo carbonilo. Este grupo carbonilo es el que aporta la capacidad reductora (poder para ganar electones). Todos los monosacáridos tienen este poder reductor. Si al unirse monosacáridos, los enlaces creados son dicarbonílicos (intervienen los carbonos anoméricos de ambos glúcidos), éstos pierden la capacidad reductora.

Los tubos de ensayo que adquieren color rojizo contienen glúcidos con poder reductor Los tubos con color azulado contienen la sacarosa y el almidón (sin poder reductor) y los rojizo; glucosa, maltosa y lactosa (con poder reductor) La capacidad de ganar electrones (carácter

reductor) se debe a la existencia del grupo carbonilo libre. Empezando por los dos botes de Fehling y que haya dos, esto es debido a que si los componentes de este están juntos, precipitan y no valdría. Sobre los tubos de ensayo de color azul es porque el echar el Fehling este es de color azul y la maltosa, glucosa, sacarosa, almidón y lactosa son incoloros, por eso se ve azul. El resultado, es que el Fehling toma un color ladrillo al ser calentado si está diluido en disacáridos reductores, se concluye que estos serían la glucosa, maltosa y lactosa. Por otro lado el Fehling no reacciona con los disacáridos no reductores como la sacarosa [debido a su enlace “alfa”(12)]ni con los polisacáridos como el almidón por esto hay dos tubos que no cambian de color. El carácter reductor es debido al tipo de enlace, que debe de ser monocarbonílico. Este se obtiene al reaccionar el carbono anomérico del primer monosacárido con un carbono no anomérico del segundo monosacárido, quedando libre el carbono anomérico del segundo monosacárido.Pues porque las dos ultimas sustancias no son reductoras por lo que no han podido asociarse a los compuestos añadidos a la disolucion de forma que no han cambiado de color. Azucares dicarbonilicos, que tienen ambos carbonos anoméricos empleados en los enlaces. Los azucares con estas características son no reductores, es decir que no pueden oxidarse. Pues la capacidad reductora de las tres primeras dicoluciones se debe a que sus elementos tienen enlaces monocarbonilicos, que tienen un carbono anomérico libre, lo que les permite oxidarse dando ese color. La reacción que provoca la solución de Fehling se lleva a cabo para reconocer, entre diferentes azúcares, cuáles poseen capacidad reductora si a la mezcla le proporcionamos calor. Si es positiva, nos quiere decir que la solución reacciona con los carbonos anoméricos de la molécula, poseen aquí un grupo hidroxilo que va a permitir que está molécula pueda unirse con otra que también tenga capacidad reductora, por tanto se podría unir, poseen la capacidad reductora. Si la mezcla queda con el mismo color, nos quiere decir que el resultado es negativo, esta molécula de azúcar no tiene capacidad reductora. Ejemplos de azúcares sin esta capacidad son la sacarosa, ya que el 2º monosacárido, la fructosa, carece de un grupo hidroxilo en el carbono 4 con el que unirse al 1ª monosacárido, la glucosa como otros disacáridos hacen; y necesita utilizar el grupo hidroxilo del carbono anomérico para éste enlace o-glucosídico del propio disacárido. Entonces carece de otro grupo -OH con el que reducir y unirse a otro azúcar. Otro ejemplo serían los polisacáridos, que con las sucesivas uniones que llevan a cabo en su cadena, suelen perder la capacidad (ej: glucógeno).

Posee un grupo hidroxilo (-OH) libre en el carbono anomérico y por tanto el enlace que ha formado con otra molécula (en el caso de un disacárido por ejemplo), es monocarbonílico. Los monosacáridos y la mayoría de los disacáridos poseen poder reductor, que deben al grupo carbonilo que tienen en su molécula. Este carácter reductor puede ponerse de manifiesto por medio de una reacción redox llevada a cabo entre ellos y el sulfato de Cobre (II). Las soluciones de esta sal tienen color azul. Tras la reacción con el glúcido reductor se forma óxido de Cobre (I) de color rojo. De este modo, el cambio de color indica que se ha producido la citada reacción y que, por lo tanto, el glúcido presente es reductor.

Es debido a que es capaz de dar electrones y por tanto reduce a quienes los capta y se oxida él mismo.Las sustancias que se encuentran en los reactivos Fehling A y Fehling B reaccionan tan solo con los grupos reductores, es decir, en nuestro caso con carbonos( ya que hablamos de glúcidos) anoméricos o reductores. Estos carbonos anoméricos son los que se unen a los grupos alcoholes en el enlace O-Glucosídico. Pero en ciertos casos como son la sacarosa y en los polisacáridos (como es el almidón), estos carbonos pierden su capacidad reductora al intervenir en el enlace. En el caso concreto de la sacarosa, esto es debido a que el enlace se produce entre los carbonos anoméricos de una glucosa y de una fructosa (la glucosa es alfa y la fructosa es beta) Esto hace que los dos carbonos anoméricos pierdan su capacidad reductora y por lo tanto no muestren

reacción alguna ante los reactivos Fehling A y Fehling B. En el caso del almidón lo que ocurre es que todos los carbonos anoméricos están enlazados al cuarto carbono (o al sexto si es el comienzo de una ramificación en la aminopeptina) por lo tanto no existe poder reductor salvo en uno de los extremos de las moléculas constituyentes del almidón (son los carbonos que no se han enlazado). Puede ser que los reactivos Fehling A y Fehling B se unan a los extremos de tales moléculas ya que esos carbonos son reductores pero al ser una molécula de cadena larga no se ve al ser la proporción numérica entre carbonos reductores y carbonos no reductores demasiado pequeña. Por tanto quedan muy pocos carbonos anoméricos unidos a las sustancias de los Fehling A y Fehling B.Los azúcares que se encuentran en los tubos de ensayo que no han cambiado de color son los azúcares no reductores, es decir, que tienen todos sus carbonos reductores ( o como en el caso del almidón la inmensa mayoría) enlazados. Estas dos sustancias que no han reaccionado por tanto han de ser la sacarosa y el almidón.El carácter reductor de estos azúcares se debe a que como indica la definición de los glúcidos contienen un grupo carboxilo, es decir, un grupo aldehído o un grupo cetona. Tener poder reductor quiere decir poder ceder electrones y el oxígeno al ser muy electronegativo los atrae con bastante facilidad. El oxígeno que se encuentra en el carbono reductor es capaz de hacer esto (compartir el electrón ,por tanto de oxidar), por ello se dice que son azúcares reductores.

Los azúcares que dan resultados positivos con las soluciones de Tollens, Benedict ó Fehling se conocen como azúcares reductores, y todos los carbohidratos que contienen un grupo hemiacetal o hemicetal dan pruebas positivas. Los carbohidratos que sólo contienen grupos acetal o cetal no dan pruebas positivas con estas soluciones y se llaman azúcares no reductores. Los compuestos carbonílicos (tanto las cetonas como los aldehídos) reaccionan en medio ácido con 2,4-Dinitrofenilhidrazina, dando sólidos cristalinos amarillos osazonas y de puntos de fusión característicos. El complejo diamina-plata(I) es un agente oxidante, reduciéndose a plata metálico, que en un vaso de reacción limpio forma un "espejo de plata". Esto es usado para verificar la presencia de aldehídos, que son oxidados a ácidos carboxílicos.

Bibliografíahttp://132.248.56.130/organica/lab2/135.htm

http://sunsite.dcc.uchile.cl/nuevo/ciencia/CienciaAlDia/volumen3/glosario-i.html

http://sunsite.dcc.uchile.cl/nuevo/ciencia/CienciaAlDia/volumen3/numero2/articulos/articulo2.html

http://www.joseacortes.com/practicas/glucidos.htmBibliografíaPrácticas de laboratorio de química orgánicaVolumen 21 de Colección Blanca . E. Solano Oria,E. Pérez Pardo,F. Tomás Alonso,Universidad de Murcia,Universidad de Murcia. Secretariado de Publicacionese Intercambio Científico.EDITUM, 199. 173 páginas. ISBN, 8476842511. En línea:http://books.google.com.ec/books?id=LkuQQuUHnIsC&pg=PA63&dq=polarimetria&hl=es&ei=KxCVTt-7D-P00gHW38C7Bw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CDQQ6AEwAg#v=onepage&q=polarimetria&f=false. Química Orgánica.John McMurry.Septima Edicion. Cengage Learning Editores, 2008.ISBN, 9706868232. 1352 páginas. En línea:http://books.google.com.ec/books?id=QPEOrVaIv98C&pg=PA294&dq=actividad+optica+de+los+azucares&hl=es&ei=nwqVTtTBOMjj0QG28MGxBw&sa=X&oi=book_result&ct=book-thumbnail&resnum=3&ved=0CDcQ6wEwAg#v=onepage&q&f=falseQuÍmica OrgÁnica. Acuña, Flora. 2006. EUNED. ISBN, 996831496X. En línea:http://books.google.com.ec/books?id=TL98uAXZ3JQC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

Cuestionario1. Formúlese todas las reacciones químicas correspondientes a todos los ensayos empleados en

esta practica

Reacción de Molisch

Reacción de Fehling

Se emplea como oxidante el ión cúprico en medio básico, la precipitación de oxido cuproso (rojo) indica la presencia de un aldehído.

Ensayo de Tollens

El ensayo de Tollens utiliza como reactivo una disolución amoniacal de plata, con presencia de un aldehído se produce un precipitado de plata elemental en forma de espejo de plata.

2. Porque una molécula de disacárido no tiene exactamente dos veces la fórmula molecular de una molécula de un monosacárido

Los disacáridos son carbohidratos que contienen dos unidades monosacáridas unidas entre sí por un enlace covalente. En muchos el enlace químico que une ambas estructuras se conoce como un enlace glucosídico, formado por la reacción entre el grupo -OH de uno de los monosacáridos con el carbono anomérico del otro monosacárido.

El enlace glucosídico es el equivalente de un acetal:

Los enlaces glucosídicos son resistentes a las bases pero sufren hidrólisis ácida. De aquí que los disacáridos pueden hidrolizarse para producir sus correspondiente monosacáridos al calentarse en solución ácida acuosa.

Como se indicó, el enlace glucosídico se da entre el carbono anomérico de una azúcar con el grupo -OH de la otra. La configuración del enlace glucosídico va a estar dada, entonces, por el carbono anomérico. Este, según se explicó, se denomina como   o ß , dependiendo si el -OH se orienta hacia abajo o hacia arriba, respectivamente.

Por ejemplo, en una piranosa, los anómeros serán:

Si estos reaccionaran con el grupo -OH del carbono 4 de otra piranosa entonces se formaria un enlace glucosídico entre ambos y, por ende, un disacárido: Formación de un disacárido via enlace glucosídico:

Como el enlace se produjo entre el carbono anomérico (1), de configuración, con el el grupo -OH del carbono 4 , el enlace se denomina  (1 ---> 4'), y el compuesto se conoce como un glucósido. 

Para el anómero ß:

Como el enlace se produjo entre el carbono anomérico (1), de configuración ß, con el el grupo -OH del carbono 4 , el enlace se denomina ß (1 --- > 4), y el compuesto se conoce, también como un glucósido. 

Otra forma de ilustrar el enlace ß glucosídico es la siguiente:

3. Explique. Qué significado tiene el termino azúcar reductor y cual de las características de un monosacárido es responsable de eso

Los azúcares reductores son aquellos azúcares que poseen su grupo carbonilo (grupo funcional) intacto, y que a través del mismo pueden reaccionar con otras moléculas.

Los azúcares reductores provocan la alteración de las proteínas mediante la reacción de glucosilación no enzimática también denominada reacción de Maillard o glicación.

Esta reacción se produce en varias etapas: las iniciales son reversibles y se completan en tiempos relativamente cortos, mientras que las posteriores transcurren más lentamente y son irreversibles. Se postula que tanto las etapas iniciales como las finales de la glucosilación están implicadas en los procesos de envejecimiento celular y en el desarrollo de las complicaciones crónicas de la diabetes.

La glucosa es el azúcar reductor más abundante en el organismo. Su concentración en la sangre está sometida a un cuidadoso mecanismo de regulación en individuos sanos y, en personas que padecen diabetes, aumenta sustancialmente. Esto lleva a que éste sea el azúcar reductor generalmente considerado en las reacciones de glucosilación no enzimática de interés biológico. Sin embargo, cualquier azúcar que posea un grupo carbonilo libre puede reaccionar con los grupos amino primarios de las proteínas para formar bases de Schiff.

La reactividad de los distintos azúcares está dada por la disponibilidad de su grupo carbonilo. Se sabe que la forma abierta o extendida de los azúcares no es muy estable, a tal punto que, por ejemplo, en la glucosa representa sólo el 0,002 %. Las moléculas de azúcar consiguen estabilizarse a través de un equilibrio entre dicha forma abierta y por lo menos dos formas cerradas (anómeros cíclicos) en las que el grupo carbonilo ha desaparecido. En 1953, el grupo de Aaron Katchalsky, en el entonces recientemente creado Instituto Weizmann de Israel, demostró que existe una correlación entre la velocidad de la reacción de glicación y la proporción de la forma abierta de cada azúcar [Katchalsky & Sharon, 1953].

De hecho, los azúcares fosfato, que son azúcares reductores de gran importancia en el interior celular, poseen mayor capacidad glucosilante que la glucosa dada su mayor proporción de forma carbonílica (abierta).La sacarosa es un disacárido que no posee carbonos anoméricos libres por lo que carece de poder reductor y la reacción con el licor de Fehling es negativa.

Los azúcares reductores provocan la alteración de las proteínas mediante la reacción de glucosilación no enzimática también denominada reacción de Maillard o glicación. Esta reacción se produce en varias etapas: las iniciales son reversibles y se completan en tiempos relativamente cortos, mientras que las posteriores

transcurren más lentamente y son irreversibles. Se postula que tanto las etapas iniciales como las finales de la glucosilación están implicadas en los procesos de envejecimiento celular y en el desarrollo de las complicaciones crónicas de la diabetes.

La glucosa es el azúcar reductor más abundante en el organismo. Su concentración en la sangre está sometida a un cuidadoso mecanismo de regulación en individuos sanos y, en personas que padecen diabetes, aumenta sustancialmente. Esto lleva a que éste sea el azúcar reductor generalmente considerado en las reacciones de glucosilación no enzimática de interés biológico. Sin embargo, cualquier azúcar que posea un grupo carbonilo libre puede reaccionar con los grupos amino primarios de las proteínas para formar bases de Schiff. La reactividad de los distintos azúcares está dada por la disponibilidad de su grupo carbonilo. Se sabe que la forma abierta o extendida de los azúcares no es muy estable, a tal punto que, por ejemplo, en la glucosa representa sólo el 0,002 %. Las moléculas de azúcar consiguen estabilizarse a través de un equilibrio entre dicha forma abierta y por lo menos dos formas cerradas (anómeros cíclicos) en las que el grupo carbonilo ha desaparecido. En 1953, el grupo de Aaron Katchalsky, en el entonces recientemente creado Instituto Weizmann de Israel, demostró que existe una correlación entre la velocidad de la reacción de glicación y la proporción de la forma abierta de cada azúcar [Katchalsky & Sharon, 1953]. De hecho, los azúcares fosfato, que son azúcares reductores de gran importancia en el interior celular, poseen mayor capacidad glucosilante que la glucosa dada su mayor proporción de forma carbonílica (abierta).

La sacarosa es un disacárido que no posee carbonos anoméricos libres por lo que carece de poder reductor y la reacción con el licor de Fehling es negativa.

4. Defina el fenómeno de mutarrotacion . que consecuencia se deriva de ella

La mutarrotación es un fenómeno de isomerización que ocurre en monosacáridos referido a la rotación que sufre

el carbono anoméricoal pasar de un confórmero al otro. Puede pasar de un enlace de carbono alfa a uno beta, o

viceversa. En la serie "D", por convención si la disposición del OH es hacia arriba lo llamamos beta, si es hacia abajo

lo denominamos alfa, ocurriendo lo contrario en la serie "L", donde el OH hacia arriba indica el confórmero alfa, y

hacia abajo, el beta. Para pasar de un estado al otro debe pasar primero por el estado de cadena abierta.

Por tratarse de una rotación del carbono simple en altanos de sustituyentes que sufre el carbono anomérico al pasar

de un confórmero al otro, se concluye que el compuesto cambia su actividad óptica. El compuesto el original y

resultante son isomeros ópticos entre si.

5. Que es el azúcar invertidoLa hidrólisis de Sacarosa produce 1 equivalente de glucosa y 1 equivalente de fructosa. Esta mezcla de 1:1 es lo que se conoce como azúcar invertida. Se designa como invertida por que el signo de la rotación específica de sacarosa ( = +65.5°) cambia (se invierte) por su hidrólisis a la mezcla glucosa/ fructosa: = -22°. Las abejas, por ejemplo, contienen la enzima invertasa que cataliza la hidrólisis de sacarosa a glucosa + fructosa.

El azúcar invertido es la combinación de glucosa y fructosa. Su nombre hace referencia a que el poder rotatorio de la solución frente a la luz polarizada es invertido por el proceso de hidrólisis que separará la sacarosa en sus dos subunidades.

Se obtiene a partir de la hidrólisis del azúcar común (sacarosa). Esta hidrólisis puede llevarse a cabo mediante tres métodos:

1. Por enzima inversas.2. Por acción de un ácido a temperatura elevada (esto sucede espontáneamente durante el

almacenamiento de jugos de fruta).3. Pasando la solución por resinas sulfónicas.

Para ejemplificar, tomemos el caso de hidrólisis por acción de un ácido. Se prepara un almíbar (jarabe de sacarosa) y se lo acidifica utilizando ácido cítrico. Como resultado de esto, se elimina un puente de oxígeno, transformando la solución acuosa de sacarosa en una solución acuosa de glucosa + fructosa. Cuando la solución reduce su temperatura a 80 °C se puede neutralizar el pH con bicarbonato de sodio, hecho que genera una efervescencia, aunque esto no es obligatorio.

6. Justifique el carácter reductor de la maltosa y la lactosa y el no reductor de la sacarosa

Reduce  con los grupos amino primarios de las proteínas para formar bases de Schiff. La reactividad de los distintos azúcares está dada por la disponibilidad de su grupo carbonilo.

Los monosacáridos y la mayoría de los disacáridos poseen poder reductor, que deben al grupo carbonilo que tienen en su molécula. Este carácter reductor puede ponerse de manifiesto por medio de una reacción redox llevada a cabo entre ellos y el sulfato de Cobre (II). Las soluciones de esta sal tienen color azul. Tras la reacción con el glúcido reductor se forma óxido de Cobre (I) de color rojo. De este modo, el cambio de color indica que se ha producido la citada reacción y que, por lo tanto, el glúcido presente es reductor.

7. Las alfa y beta lactosa presentan un poder rotatorio de +92.6° y de +34.2°, respectivamente. Cuando se disuelve la alfa lactosa en agua y atemperatura ambiente, la rotación óptica de la disolución, alfa lactosa pura cristaliza en la otra forma en la disolución. Explique que ha sucedido, utilizando mecanismos de reacción apropiados para auxiliarse en su explicación

Polarimetría, técnica basada en la medición de la rotación óptica producida sobre unhaz de luz polarizada al pasar por una sustancia ópticamente activa. La cantidad derotación que se mide depende del número de moléculas ópticamente activas queposea la sustancia, es decir, en la asimetría estructural de las moléculas.Los componentes básicos del polarímetro son:Un analizador rotatorioUna fuente de radiación monocromáticaUn prisma que actúa de polarizador de la radiación utilizadaUn tubo para la muestraUn prisma analizador Un detector (que puede ser el ojo o un detector fotoeléctrico)El polarímetro lleva incorporada una lámpara de vapor de sodio, que tiene una longitudde la onda de 5,892 Å. Una sustancia es ópticamente activa porque es capaz de hacer girar el plano de la luz polarizada. Si la rotación del plano y el giro de la lente es haciala derecha, en el sentido de las manecillas del reloj, la sustancia, es dextrógira. Si larotación es hacia la izquierda, contraria a las manecillas del reloj, es levógira.La rotación específica de una sustancia se expresa de la siguiente forma:

 Glucosa. 10% + 52º + 58,75 ºFructosa. 10% -92º - 92,5 º 1Lactosa 10% +53,6 + 45,8 2Galactosa 10% + 83,88 º + 82,5 º

Un paso más… En la parte introductoria de esta experiencia se han indicado algunos carbohidratos mayormente

conocidos. Investigue, para cada uno de ellos, sus propiedades físicas químicas mas comunes

GLUCOSA (C6H12O6).-

Es una aldohexosaconocida también conocidacon el nombre de dextrosa. Es el azúcar más importante. Es conocidacomo “el azúcar de la sangre”, ya que es el más abundante, además de ser transportada por el torrente sanguíneo a todas las células de nuestro organismo.

Se encuentra en frutas dulces, principalmente la uva además en la miel, el jarabe de maíz y las verduras.

Al oxidarse la glucosa, produce dióxido de carbono, agua y energía, la cual es utilizada por el organismo para realizar sus funciones vitales.

La reserva mas importante de glucosa en el organismo se encuentra en el hígado y los músculos, pero ésta no es muy abundante, por lo que es importante incluir alimentos que contengan carbohidratos, que el organismo transforma en glucosa, para un adecuado funcionamiento de nuestro cuerpo.

Industrialmente, la glucosa se utiliza en la preparación de jaleas, mermeladas, dulces y refrescos, entre otros productos.

Glucosa

Moléculas de D- y L-glucosa

Nombre IUPAC * 6-(hidroximetil) hexano-2,3,4,5-tetrol* (2R,3R,4S,5R,6R)-6-(hidroximetil) tetrahidro

-2H-pirano-2,3,4,5-tetraol

Otros nombres Dextrosa

Fórmula molecular C6H12O6

Número CAS50-99-7 (D-glucosa)921-60-8 (L-glucosa)

Masa molar 180,1 g/mol

Propiedades

Densidad 1.54 g cm3

Punto de fusiónα-D-glucose: 146 °Cβ-D-glucose: 150 °C

Punto de ebullición

Solubilidad en agua

La glucosa es un monosacárido con fórmula molecular C6H12O6, la misma que la fructosapero con diferente posición relativa de los grupos -OH y O=. Es una hexosa, es decir, que contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula. Es una forma de azúcar que se encuentra libre en las frutas y en la miel. Su rendimiento energético es de 3,75 kilocalorías por cada gramo en condiciones estándar.

La aldohexosa glucosa posee dos enantiómeros, si bien la D-glucosa es predominante en la naturaleza. En terminología de la industria alimentaria suele denominarse dextrosa(término procedente de «glucosa dextrorrotatoria»1 ) a este compuesto. También se le puede encontrar en semillas (contando los cereales) y tubérculos.

GALACTOSA

Esta pequeña diferencia que podría parecer sin importancia, hace de estas dos moléculas compuestos de la misma familia, pero con características físicas y químicas diferentes. Igualmente su función bioquímica no es la misma. La estructura cíclica de la galactosa es:

A diferencia de la glucosa, la galactosa no se encuentra libre sino que forma parte de la lactosa de la leche. Precisamente es en las glándulas mamarias donde este compuesto se sintetiza para formar parte de la leche materna.

Existe una enfermedad conocida como galactosemia, que es la incapacidad del bebé para metabolizar la galactosa. Este problema se resuelva eliminando la galactosa de la dieta del bebé, pero si la enfermedad no es detectada oportunamente el bebe puede morir.

D-(β)-Galactopiranosa

D-(β)-Galactopiranosa

Nombre (IUPAC) sistemático

n/d

General

Fórmula semidesarrollada CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH

Fórmula molecular C6H12O6

Identificadores

Número CAS 26566-61-01

Propiedades físicas

Densidad 1732 kg/m3; 1,732 g/cm3

Masa molar 180.08 g/mol

Punto de fusión 440,15 K (167 °C)

Punto de ebullición 683,95 K (411 °C)

Peligrosidad

Punto de inflamabilidad 475,2 K (202 °C)

Valores en el SI y en condiciones normales(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

FRUCTOSA

La fructosa es una cetohexosa de fórmula C6H12O6. Es también un isómero de la glucosa y la galactosa. Su fórmula estructural y su estructura cíclica son:

La fructosa es un isómero funcional porque tiene un grupo oxo, mientras que la glucosa y la galactosa tienen un grupo formilo.

La fructosa también se conoce como azúcar de frutas o levulosa. Este es el más dulce de los carbohidratos. Tiene casi el doble dulzor que el azúcar de mesa (sacarosa)La siguiente tabla muestra el dulzor relativo de diversos azúcares.

Fructosa 100

Sacarosa 58

Glucosa 43

Maltosa 19

Galactosa 19

Lactosa 9.2

 

D-Fructosa

[[Archivo:

|220px]]D-Fructosa

Nombre (IUPAC) sistemático

(3S,4R)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one

Fórmula molecular C6H12O6

Identificadores

Número CAS 57-48-71

Propiedades físicas

Estado de agregación sólido

Apariencia cristales blancos

Densidad 1.587 kg/m3; 1.587g/cm3

Masa molar 180.16 g/mol g/mol

Punto de fusión 376,15 K (103 °C)

Punto de descomposición 459 K (186 °C)

Propiedades químicas

Solubilidad en agua 3.75 kg/l a 20°C

Valores en el SI y en condiciones normales(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

RIBOSA (C5H10O5)

Es una aldopentosa presente en el adenosin trifosfato (ATP) que es una molécula de alta energía química, la cual es utilizada por el organismo.La ribosa y uno de sus derivados, la desoxirribosa, son componentes de los ácidos nucleicos ARN y ADN respectivamente.

Ribosa

Molécula de β-D-Ribofuranosa.

Fórmula química C5H10O5

Masa molecular 150,13 g mol−1

Densidad 0,80 g cm−3

Número CASD:[50-69-1]L:[24259-59-4]

La ribosa es una pentosa o monosacárido de cinco átomos de carbono que es muy importante en los seres vivos porque es el componente del ácido ribonucleico y otras sustancias como nucleótidos y ATP.

Se encuentra en una proporción muy pequeña en la orina, alrededor de 1 mg/l, aumentando su proporción en las llamadas pentosurias.

La ribosa procede de la eritrosa. A partir de la ribosa se sintetiza la desoxirribosa en el ciclo de las pentosas. Además se la considera una de las proteínas oligosacáridas más solubles en agua que existen en la tierra, por tanto la ribosa reacciona con pentosa y forma ribosipentosa que es conocida como la vitamina C de los cítricos. La ribosa a su vez forma parte del tercer carbono anomérico de la existencia y sales neutras que hay en un centro quiral.

Su fórmula es: C5H10O5

La ribosa forma parte del ARN y su base nitrogenada es: adenina, guanina, citosina y uracilo.Ver las calificaciones de la página

LACTOSA

es un disacárido de glucosa y galactosa unidas entre sí por un enlace glicosídico ß (1 ---> 4). Es el azúcar de la leche. El enlace se produce entre el carbono anomérico de la galactosa con el -OH del carbono 4 de la glucosa, por lo que es una glucopiranosa substituída. Su nombre sistémico es: 4-O-(ß -D-galactopiranosil)-D-glucopiranosa

Es un disacárido formado por glucosa y galactosa. Es el azúcar de la leche; del 5 al 7% de la leche humana es lactosa y la de vaca, contiene del 4 al 6%.

La estructura de la lactosa es:

 SACAROSA

Este disacárido esta formado por una unidad de glucosa y otra de fructuosa, y se conoce comúnmente como azúcar de mesa. La sacarosa se encuentra libre en la naturaleza; se obtiene principalmente de la caña de azúcar que contiene de 15-20% de sacarosa y de la remolacha dulce que contiene del 10-17%.

Industrialmente la sacarosa se utiliza en la elaboración de glucosa y como reactivo en el laboratorio.

Sacarosa

Sacarosa

Nombre (IUPAC) sistemático

(2R,3R,4S,5S,6R)-2-[(2S,3S,4S,5R)-3,4-dihydroxy-2,5-bis(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol

General

Fórmula semidesarrollada

((OH)-CH2-(CH-(OH)-CH-(OH)-CH-(OH)-CH-O))-O-((OH)-CH2-(O-C-(OH)-CH-(OH)-CH-CH)-CH2-OH

Fórmula molecular C12H22O11

Identificadores

Número CAS 57-50-11

Propiedades físicas

Estado de agregación sólido

Apariencia cristales blancos

Densidad 1587 kg/m3; 1.587 g/cm3

Masa molar 342,29648 g/mol g/mol

Punto de fusión 459 K (186 °C)

Punto de descomposición

459 K (186 °C)

Propiedades químicas

Acidez 12,62 pKa

Solubilidad en agua 203,9 g/100 ml (293K)

Valores en el SI y en condiciones normales(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

CELULOSA

es el compuesto orgánico más abundante de la naturaleza pues se encuentra en todo material vegetal. Su función principal es la del dar soporte estructural a las plantas. Es un polisacárido lineal de glucosa, unidas entre sí por enlaces glucosídicos ß(1 ---> 4): 

La celulosa no puede ser digerida por los seres humanos por carecer éstos de la enzima apropiada para hidrolizar el enlace ß glucosídico. Los rumiantes, por su parte, tienen en su estómago bacterias que poseen la debidas enzimas para este proceso.  

La celulosa, al igual que el almidón es un polímero de glucosa. El tipo de enlace que une las moléculas de glucosa en la celulosa, es diferente del enlace que une las del almidón, por esta razón la celulosa no se puede utilizarse por el organismo humano como alimento, ya que carece de las enzimas necesarias para romper ese tipo de enlace, pero tiene un papel importante como fibra en el intestino grueso.

Glucógeno

Estructura molecular del glucógeno.

El glucógeno (o glicógeno) es un polisacárido de reserva energética formado por cadenas ramificadas de glucosa; es insoluble en agua, en la que forma dispersiones coloidales. Abunda en el hígado y en menor cantidad en los músculos, así como también en varios tejidos.

Su estructura puede parecerse a la de amilopectina del almidón, aunque mucho más ramificada que este. Está formada por varias cadenas que contienen de 12 a 18 unidades de α-glucosas formadas por enlaces glucosídicos 1,4; uno de los extremos de esta cadena se une a la siguiente cadena mediante un enlace α-1,6-glucosídico, tal y como sucede en la amilopectina.

Una sola molécula de glucógeno puede contener más de 120.000 moléculas de glucosa.

La importancia de que el glucógeno sea una molécula tan ramificada es debido a que:

1. La ramificación aumenta su solubilidad.2. La ramificación permite la abundancia de residuos de glucosa no reductores que van a ser los lugares

de unión de las enzimas glucógeno fosforilasa y glucógeno sintasa, es decir, las ramificaciones facilitan tanto la velocidad de síntesis como la de degradación del glucógeno.

El glucógeno es el polisacárido de reserva energética en los animales que se almacena en elhígado (10% de la masa hepática) y en los músculos (1% de la masa muscular) de losvertebrados. Además, pueden encontrarse pequeñas cantidades de glucógeno en ciertascélulas gliales del cerebro.

Gracias a la capacidad de almacenamiento de glucógeno, se reducen al máximo los cambios de presión osmótica que la glucosa libre podría ocasionar tanto en el interior de la célula como en el medio intracelular.

Cuando el organismo o la célula requieren de un aporte energético de emergencia, como en los casos de tensión o alerta, el glucógeno se degrada nuevamente a glucosa, que queda disponible para el metabolismo energético.

En el hígado la conversión de glucosa almacenada en forma de glucógeno a glucosa libre en sangre, está regulada por la hormonaglucagón y adrenalina. El glucógeno hepático es la principal fuente de glucosa sanguínea, sobre todo entre comidas. El glucógeno contenido en los músculos es para abastecer de energía el proceso de contracción muscular.

El glucógeno se almacena dentro de vacuolas en el citoplasma de las células que lo utilizan para la glucólisis. Estas vacuolas contienen las enzimas necesarias para la hidrólisis de glucógeno a glucosa.

Inulina

Inulina

Inulina

General

Fórmula semidesarrollada C6nH10n+2O5n+1

Identificadores

Número CAS 9005-80-51

Propiedades físicas

Estado de agregación Sólido

Apariencia Similar al almidón

Densidad 8 kg/m3; 0.008g/cm3

Punto de fusión 453 K (180 °C)

Propiedades químicas

Solubilidad en agua Forma geles

Valores en el SI y en condiciones normales(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Inulina es el nombre con el que se designa a una familia de glúcidos complejos (polisacáridos), compuestos de cadenas moleculares de fructosa. Es, por lo tanto, unfructosano o fructano, que se encuentran generalmente en las raíces, tubérculos y rizomas de ciertas plantas fanerógamas (Bardana, achicoria, diente de león, yacón, etc.) como sustancia de reserva. Forma parte de la fibra alimentaria.2 Su nombre procede de la primera planta que se aisló en 1804, el helenio (Inula helenium).

Se considera que la dieta occidental aporta 1-10 g diarios de inulina. Una vez ingerida, la inulina libera fructosa durante la digestión, aunque en pequeña proporción, puesto que el organismo humano carece de enzimas específicas para hidrolizarla. Además, la inulina es una sustancia útil para evaluar la función del glomérulo renal, puesto que se excreta sin ser reabsorbida a nivel tubular.

MALTOSA(C11H22O11)

Es un disacárido formado por dos unidades de glucosa. Su fuente principal es la hidrólisis del almidón, pero también se encuentra en los granos en germinación.

Su estructura es:

Masa molar 342,29 g/mol

Punto de ebullición 102 °C (375 K)

Propiedades químicas

Acidez 15,9 pKa

Solubilidad en agua 1.080 g/ml (20 °C) en agua

Valores en el SI y en condiciones normales(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

La maltosa o azúcar de malta es un disacárido formado por dosglucosas unidas por un enlace glucosídico producido entre el oxígeno del primer carbono anomérico (proveniente de -OH) de una glucosa y el oxígeno perteneciente al cuarto carbono de la otra. Por ello este compuesto también se llama alfa glucopiranosil(1-4)alfa glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende una molécula deagua y ambas moléculas de glucosa quedan unidas mediante un oxígenomonocarbonílico que actúa como puente. Tiene una carga glucémica muy elevada.

La maltosa presenta en su forma estructural el OH hemiacetálico por lo que es un azúcar reductor, da la reacción de Maillard y la reacción de Benedict.A la maltosa llama también azúcar de malta, ya que aparece en los granos de cebada germinada. Se puede obtener mediante la hidrólisisdel almidón y glucógeno. Su fórmula es C12H22O11.

Arabinosa

Arabinosa

Nombre IUPAC

(2S,3R,4R)-2,3,4,5-tetrahidroxipentanal(2R,3S,4S)-2,3,4,5-tetrahidroxipentanal

Otros nombresD-(−)-ArabinosaL-(+)-Arabinosa

Fórmula empírica C5H10O5

Masa molecular 150,13 g/mol

Estado físico/Color Sólido/Blanco

Número CASD: 10323-20-3; L: 5328-37-0;Racémico: 147-81-9

Propiedades

Densidad 1,58 g/cm3

Punto de fusión 158-160 °C (431-433 K)

Punto de ebullición

Descompone.

Solubilidad enagua Miscible.

Exenciones y Referencias1 2

La arabinosa es un monosacárido de cinco carbonos con un grupo aldehído por lo que pertenece al grupo de las aldosas y dentro de este al de las aldopentosas.

De las dos formas D y L, el enantiómero ampliamente extendido en la naturaleza es la L-arabinosa, siendo uno de los constituyentes de la pectina y la hemicelulosa. Puede encontrarse principalmente en la goma arábiga.

El operón de la L-arabinosa es de gran importancia en bioingeniería y en diversas técnicas de biología molecular. El sistema clásico para la síntesis orgánica de arabinosa desde glucosa es el proceso conocido como degradación de Wohl.

La arabinosa se emplea como fuente de carbono en cultivos bacterianos.

Facilita la expresión de la GFP.

Manosa

β/α-Manopiranosa

[[Archivo: |220px]]β/α-Manopiranosa

Nombre (IUPAC) sistemático

n/d

General

Fórmula semidesarrollada

CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH

Fórmula molecular C6H12O6

Identificadores

Número CAS 31103-86-31

PubChem 18950

Propiedades físicas

Masa molar 180.156 g/mol

Valores en el SI y en condiciones normales(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Formas de manosa en cadena de serie D y L, dibujadas mediante proyecciones Fischer.

La Manosa es un azúcar simple o monosacárido que se encuentra formando parte de algunos polisacáridos de las plantas (como el manano, el glucomanano...), y en algunas glucoproteínas animales.

Desde el punto de vista químico es una aldosa, es decir su grupo químico funcional es unaldehído (CHO) ubicado en el carbono 1, o carbono anomérico. Por otra parte, al igual que la glucosa, pertenece al grupo de las hexosas, que son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de seis átomos de carbono. Su fórmula molecular es igual a la de la glucosa: C6H12O6,y su formula empirica es CH2O aunque difiere de ésta por ser un epímero de la glucosa en el Carbono número 2, es decir, que el grupo de alcohol de este carbono está dirigido hacia la izquierda (en la fórmula lineal, en la forma cíclica se encuentra dirigida hacia arriba). la manosa es una piranosa ya que teóricamente puede derivarse del anillo de seis lados formado por 5 átomos de carbono y 1 de oxígeno, llamado pirano. Por ello en su forma cíclica se denominará manopiranosa, existiendo la forma β si el -OH unido al carbono anomérico esta hacia arriba, y la forma α si el -OH unido al carbono anomérico está hacia abajo. De igual forma exite la forma D y la forma L, siendo la primera la más abundante de forma natural.

Su principal función es producir energía. Un gramo de cualquier hexosa produce unas 4kilocalorías de energía.

¿Cuáles de esos azucares muestran el fenómeno de mutarrotacion y o forman osazonas? ¿Por qué?

La mutarrotación es un fenómeno de isomerización que ocurre en monosacáridos referido a la rotación que sufre el carbono anoméricoal pasar de un confórmero al otro. Puede pasar de un enlace de carbono alfa a uno beta, o viceversa. En la serie "D", por convención si la disposición del OH es hacia arriba lo llamamos beta, si es hacia abajo lo denominamos alfa, ocurriendo lo contrario en la serie "L", donde el OH hacia arriba indica el confórmero alfa, y hacia abajo, el beta. Para pasar de un estado al otro debe pasar primero por el estado de cadena abierta.

Por tratarse de una rotación del carbono simple en altanos de sustituyentes que sufre el carbono anomérico al pasar de un confórmero al otro, se concluye que el compuesto cambia su actividad óptica. El compuesto el original y resultante son isomeros ópticos entre si.

La mutarrotación ocurre por la apertura de reversble del anillo de cada uno de losanómeros para formar el aldehido de cadena abierta seguida del regreso a una de lasformas cíclicas. Si bien el equilibrio es lento a pH neutro, éste puede ser catalizada tantopor ácido como por base.

Solución acuosa de D-glucosaLa mutarrotación es el cambio espontáneo en la rotación óptica de una solución fresca de un estereoisómero puro. Esta es causada por la epimerización o algún otro cambio estructural. Por lo general, el valor de equilibrio de la rotación no es cero.

En el caso de la mutarrotación de los anómeros de D-Glucosa, la solución tiene un valor de rotación específica de +52.5°.

La mezcla en equilibrio es de un 36% del anómero alfa a un 64% del beta. El equilibrio entre ambos anómeros se produce a través de la estructura de cadena abierta (aldehído libre), como se ilustra a continuación:

(Sólo se producen trazas de los anómeros   y ß glucofuranosa)Sí; la mutarrotación es una característica de todos las azúcares que generan anómeros. En el caso de D-Fructosa, la mutarrotación es algo más compleja que para D-Glucosa. De hecho, la única forma cristalina de fructosa es la ß-D-fructopiranosa, cuya rotación específica es de -133.5°. Al disolverse, mutarrota rápidamente hasta alcanzar el valor de equilibrio de -92°.

Esta mutarrotación involucra no tan sólo la isomerización entre los anómeros alfa y ß-piranosa, sino que también genera la formación de los anómeros alfa y ß-furanosa.

Osazona

Las osazonas son una clase de derivados de carbohidrato encontrados en química orgánica. Se forman cuando los azúcares reaccionan con fenilhidrazina. Emil Fischer desarrolló y usó la reacción para identificar azúcares cuya estereoquímica difería por sólo un carbono quiral. La reacción involucra la formación de un par de funcionalidades fenilhidrazona, concomitante con la oxidación del grupo hidroximetileno adyacente al centro formilo. La reacción puede ser usada para identificar monosacáridos. Involucra dos reacciones. Primero, la glucosa con la fenilhidrazina producen glucosafenilhidrazona por eliminación de una molécula de agua del grupo funcional. El siguiente paso involucra la reacción de un mol de glucosafenilhidrazina con dos moles defenilhidrazina (exceso). Primero, la fenilhidrazina está involucrada en la oxidación del carbono alfa a un grupo carbonilo, y la segunda fenilhidracina involucra la remoción de una molécula de agua con el grupo formilo del carbono oxidado, y formando el enlace carbono-nitrógeon. El carbono alfa es atacado aquí porque es más reactivo que los otros. Son compuestos altamente coloreados y cristalinos, y pueden ser detectados fácilmente.

Una reacción general mostrando la formación de una osazona. La D-glucosareacciona con fenilhidrazina para producir osazona de glucosa. EL mismo producto se obtiene de la manosa.Todos los carbohidratos ( aldosas y cetosas) dan positiva esta prueba dando como producto una fenil ozasona unida al C-1 y C-2, y nos sirve para identificar epimeros en el C-2( isomeros que solo difieren en la configuracion de la posicion de un sustituyente de un centro quiral) . Por ejemplo manosa, glucosa y fructosa daran el mismo producto al tratarlo con la fenil osazonaLas osazonas son productos de las aldosas(carbohidratos) con fenilhidracina. Para que se formen las osazonas requiere una oxidacion de la posicion del carbono adyacente al carbono carbonilico en una aldosa(ej: glucosa).

Estas son muy utiles para identificar epimeros en la posicion 2, por ejemplo la D-glucosa, D-fructosa y D- manosa daran la misma osazona y asi se puede identificar. En otras palabras, los carbohidratos que solo difieren en la configuracion de los dos atomos de carbono de la osazona dan productos iguales.