SACHARIDY (cukry) 1
Sacharidy: Přírodní organické látky v rostlinách i živočiších Ve struktuře: C, H, O (N, F, S) Dle počtu základních monosacharidových jednotek vázaných v jejich molekulách cukry 2
Biologický význam: Stavební funkce Zdroj energie Zásobní látky Jednoduché = nelze rozložit hydrolýzou Složité = lze rozložit 3
1) Monosacharidy: Z chemického hlediska: polyhydroxyaldehydy či polyhydroxyketony Základní stavební jednotka oligo- a polysacharidů Nedají se štěpit na jednodušší V molekule 3-7 atomů C 4
1) monosacharidy: Koncovka -osa Předpona aldo..osa- keto..osa- Př. 4C aldosy = aldotetrosa 6C ketosy = ketohexosa 5
Struktura: Nejjednodušší cukry vznikají dehydrogenací glycerolu 6
Struktura: Nejjednodušší vzniká dehydrogenací glycerolu 7
Glyceraldehyd : Chirální centrum na druhém C (optická izomerie) Liší se fyzikálními vlastnostmi 8
Genetickářada Mezi aldehydovou a sekundární alkoholovou skupinu H- C- OH vložíme další alkoholovou skupinu H-C-OH 9
a) 10
b) 11
Ketosy 12
13
14
Konfigurace monosacharidů EPIMERY Izomerní sacharidy, které mají opačnou konfiguraci jedné skupiny. (liší se konfigurací na jediném C) 15
Struktura monosacharidů 1) Fischerův vzorec: (viz. předtím) Lineární, zjednodušená forma, nevystihují přesně strukturu a vlastnosti 2) Tollensovy vzorce: Přechod mezi vzorci 1a 3 3) Haworthovy projekční vzorce: Cyklické, přesnější 16
Cyklické formy Molekuly pentos a hexos existují ve skutečnosti v cyklické formě. Cyklická struktura vzniká reakcí aldehydické nebo ketonické skupiny s hydroxylovou skupinou na čtvrtém (pentosy) nebo pátém (hexosy) uhlíkovém atomu téže molekuly monosacharidu. Jedná se o vnitromolekulární reakci vedoucí k peti- a šestičlenným heterocyklickým strukturám s kyslíkovým atomem v cyklu. 17
Cyklické formy Monosacharidy existují v cyklu reakcí aldehyd. nebo keton. skupiny se sekundární OH skupinou na 4 C (pentosy) nebo 5 C (hexosy) na C atomu téže molekuly monosacharidu. 18
2) Tollensovy vzorce Aldehydová skupina HYDROXYLOVÁ skupina Vzniká vnitřní poloacetal 19
3) Haworthovy vzorce Sacharidy - cyklické formy: a) s 5členným cyklem = FURANÓZY od furanu b) s 6členným cyklem = PYRANÓZY od pyranu 3 2 1 20
Přepis z Tollensova vzorce na Haworthův vzorec: pod rovinu cyklu píšeme 1) vodíkové atomy a 2) hydroxylové skupiny, které jsou v Tollensových vzorcích vpravo ty, které jsou nalevo, píšeme nad rovinu cyklu. Původní C nesoucí karbonyl.skupinu nese POLOACETALOVÝ HYDROXYL 21
Přepis z Tollensova vzorce na Haworthův vzorec: 22 Glukopyranosa Fruktofuranosa
23
24
Haworthovy vzorce Poloacetalový hydroxyl Anomery 25
Vlastnosti monosacharidů Krystalické látky Rozpustné ve vodě Karamelizují Sladká chuť Redukují Fehlingovočinidlo (povařením vzniká oranžověčervený Cu 2 O) Jejich roztoky stáčí rovinu polarizovaného světla POLOACETALOVÝ HYDROXYL Reaktivnější než ostatní hydroxyly Podílí se na vzniku glykosidové vazby (s OH skupinou) 26
Glykosidová vazba Volná poloacetalová skupina reaguje s alkoholem i s dalším monosacharidem Glykosidová vazba Uvolňuje se voda. 27
Vlastnosti monosacharidů Lihové kvašení = přeměna - způsobeno mikroorganismy VL = hexosy Hlavní produkt = EtOH, CO 2, (i acetaldehyd, aceton, kys. mléčná,..) 28
Přehled monosacharidů 1) D-glukosa (hroznový cukr) - nejrozšířenější (v medu, nejvíce v hroznech) - ve všech sladkých plodech, v krvi (cukrovka) - vázaná v složitých sacharidech - zdroj Energie (v lékařství umělá výživa) - VL pro výrobu org. látek (EtOH, kyseliny citronové) 29
Přehled monosacharidů 2) D-fruktosa (ovocný cukr) - největší sladivost!!!! - v medu, ovoci - složkou disacharidu sacharosy 3) D-galaktosa - složkou disacharidu laktosy - L forma v polysacharidu - agaru 4) D-ribosa - součást RNA - její derivát součástí DNA 30
31
2) Oligosacharidy Vznikají spojením monosacharidů GLYKOSIDOVOU VAZBOU 32
trehalosa 33
A) Disacharidy 1) NEREDUKUJÍCÍ 1C +1C - poloacetal + poloacetal - zánik vlastností karbonyl. sl. - sacharid se nemůže oxidovat 1C 34
A) Disacharidy 1) REDUKUJÍCÍ 1C +4C Poloacetálový hydroxyl s alkoholickým hydroxylem - druhá poloacetálová hydroxylová skupina zůstává volná. - sacharid se muže oxidovat. poloacetal poloacetal 1C 4C 35
A) Disacharidy : ZÁSTUPCI i) neredukující 1) Sacharosa: = invertní cukr, řepný, třtinový - složení : D-glukosa + D-fruktosa - sladidlo - zdrojem = cukrová třtina a řepa 36
A) Disacharidy : ZÁSTUPCI i) neredukující 2) Trehalosa - zásobní látka pro některé houby 37
A) Disacharidy : ZÁSTUPCI ii) redukující 1) Maltosa = cukr sladový - sladká chuť, do cukrovinek - spojení dvou α D-glukós - vznik hydrolýzou škrobu 38
A) Disacharidy : ZÁSTUPCI ii) redukující 2) Laktosa = cukr mléčný - v mléce savců - spojení α D-glukosy a β D-galaktosy β-d-galaktopyranosa a α-d-glukopyranosa 39
B) Trisacharidy RAFINOSA - v sojových bobech, v melase - nemá redukční účinky - není sladký 40
3) Polysacharidy Charakteristika: - více monosacharidových jednotek - biopolymery - nemají redukční účinky Dělení: a) HOMO = stejný typ monosacharidu b) HETERO = jiný typ monosacharidu i) stavební ii) zásobní Struktura: Lineární (celuloza) Větvené (glykogen) 41
A) Polysacharidy : ZÁSTUPCI a) homo i) Stavební 1) Celulósa: - stavební složka stěny rostlinných buněk čistá celulosa (bavlna) další látky (dřevo) - ve vodě nerozpustná látka - z ní hedvábí, celofán, papír, obalové materiály - hlavní živina býložravců - nejrozšířenější org. látka na světě 42
A) Polysacharidy : ZÁSTUPCI a) homo i) Stavební 43
A) Polysacharidy : ZÁSTUPCI a) homo i) Stavební 2) Chitin: - stavební složka členovců a stěn hub a řas 44
45
A) Polysacharidy : ZÁSTUPCI a) homo ii) zásobní 1) škrob: Makromolekulární látka zásoba rostlin Dvě složky: a) Alfa amylosa = nevětvenéřetězce, nerozpustná ve vodě b) Alfa amylopektin = větvené řetězce rozpustná ve vodě bobtná Zisk z brambor a obilovin 46
47
A) Polysacharidy : ZÁSTUPCI a) homo ii) zásobní 2) Glykogen: - zásobní látka živočichů - v játrech, ve svalech - rozpustný ve vodě 48
A) Polysacharidy : ZÁSTUPCI a) homo ii) zásobní 3) Inulin: - vyskytuje se u některých rostlin - z fruktosových jednotek - pro diabetiky 49