Compuestos de interés biológico
Isómeros: son moléculas que poseen la misma fórmula molecular, pero que difieren la disposición de los átomos dentro de la molécula.
Isómeros espaciales o estereoisómeros: se presentan en moléculas que implican la misma disposición relativa entre átomos, pero se diferencian en el arreglo espacial de los mismos.
Isomería óptica: Es un tipo especial de estereoisomería presente en moléculas de carbohidratos en la que se tienen parejas de formas isoméricas llamadas enantiómeros, los cuales son imágenes especulares no superponibles, que constituyen reflejos especulares una de otra y no se pueden superponer.
Moléculas
quirales:
Parejas de moléculas enantioméricas no superponibles.
Molécula aquiral: Molécula con imágenes especulares superponibles.
Resumen las diferentes
formas de isomería
Resumen las diferentes
formas de isomería
Carbono asimétrico o quiral: Es un carbono enlazado con cuatro átomos o grupos de átomos diferentes, suelen indicarse a través de un asterisco, como en los siguientes ejemplos:
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Los enantiómeros se diferencian asignando los signos + y - a cada una de las imágenes especulares, dependiendo de la desviación de la luz polarizada a la derecha o a la izquierda.
Actividad óptica: La actividad óptica de una sustancia se refiere a la capacidad de ésta para desviar o rotar la luz polarizada, hacia la derecha o hacia la izquierda, en relación con la dirección de propagación inicial de un rayo. Por convención, el enantiómero que desvía la luz hacia la derecha corresponde a la imagen especular (+) y se denomina dextrógiro, mientras que el enantiómero (-) es aquel que desvía la luz polarizada hacia la izquierda y se denomina, por tanto, levógiro.
Carbohidratos
Se
definen como funciones mixtas formadas por grupos hidroxilo provenientes de los
alcoholes y grupos carbonilo provenientes de aldehídos o cetonas. Es decir,
pueden ser poli-hidroxi-aldehídos o poli-hidroxi-cetonas, dependiendo de los
grupos funcionales presentes.
La gran
mayoría de los carbohidratos son sintetizados por las plantas verdes durante la
fotosíntesis, un proceso complejo en el cual el dióxido de carbono se convierte
en glucosa. Muchas moléculas de glucosa son almacenadas por la planta en forma
de celulosa o almidón. Se estima que más del 50% del peso seco de la biomasa
del planeta, incluyendo animales y plantas está formada por polímeros de
glucosa. Cuando se ingieren y se metabolizan, los carbohidratos constituyen la
principal fuente de energía para los organismos.
De esta forma los azúcares actúan como los intermediarios químicos en los que la energía solar se almacena y se utiliza para sostener el ciclo de la vida. De forma abreviada la fotosíntesis se puede representar de la siguiente manera:
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Clasificación de carbohidratos
De manera general, los
carbohidratos se pueden dividir en simples y complejos.
Los azúcares simples,
como la glucosa, son carbohidratos que no pueden ser hidrolizados en moléculas
más pequeñas.
Los carbohidratos
complejos están constituidos por la unión de dos o más azúcares simples. Por
ejemplo, la sacarosa es un dímero compuesto por dos unidades de glucosa,
mientras que la celulosa es un polímero de la glucosa.
De acuerdo con el número de unidades simples que posea un carbohidrato, podemos diferenciar:
Monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
Monosacáridos: son azúcares simples,
Disacáridos: están compuestos por dos monosacáridos
Polisacáridos: contienen más de dos unidades simples.
Dentro de los monosacáridos podemos encontrar varios tipos de azúcares, de acuerdo con el número de carbonos que posea la molécula. Así, las triosas tienen 3 carbonos, las pentosas 5, y las hexosas, 6 carbonos. Por otro lado, según el grupo funcional, los monosacáridos pueden ser aldosas, si tiene el grupo aldehído, o cetosas, si tiene un grupo cetónico.
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Resumen
de la clasificación de carbohidratos según diversos aspectos de su estructura |
Monosacáridos
Los azúcares son moléculas complejas con más de un carbono quiral, por lo que el número de estereoisómeros posibles puede ser grande. Por ejemplo:
Una pentosa, con 3
carbonos quirales tiene 23 = 8 estereoisómeros posibles
Una hexosa, con 4 carbonos
quirales, tiene 24 = 16 estereoisómeros posibles.
El gliceraldehído es el
monosacárido más sencillo que existe. Con base en su estructura se define otra
clasificación de los carbohidratos: los tipos D y L.
Azúcares D y L
Estas configuraciones
se denominan
D = por
dextrógira/derecha
L =
levógira/izquierda
Cuando un monosacárido presenta el grupo OH del carbono más alejado del grupo carbonilo es decir el carbono equivalente al C2 del gliceraldehído a la derecha, se denomina D. Igualmente, si el OH está a la izquierda de la molécula es de tipo L. Aun cuando ambas formas son igualmente posibles, en la naturaleza predominan las formas D sobre las L.
Estructuras de algunos monosacáridos en sus formas D.
a) aldotetrosas
b) aldopentosas
c) aldohexosas
d) cetopentosas.
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Estructuras
cíclicas
Los
carbohidratos son moléculas polifuncionales, las estructuras cíclicas se forman
mediante la siguiente interacción:
El grupo
funcional alcohol puede reaccionar con el grupo aldehído para formar
hemiacetales.
El grupo
funcional alcohol puede reaccionar con el grupo cetona para dar lugar a
hemicetales.
En las
hexosas, esta reacción ocurre, entre el carbono 1 o 2, portadores de los grupos
aldehído o cetona respectivamente y el grupo OH del carbono 5, dando como
resultado la formación de un anillo heterocíclico, de seis o de cinco miembros,
según el caso.
Formación
del hemiacetal de la D-glucosa (A)
y dos posibles hemicetales de la D-fructosa
(B, a y b).
Isómeros
α β
Dado que el anillo resultante de la formación de hemiacetales y hemicetales, es una estructura más o menos plana, algunos grupos quedan ubicados por debajo del anillo, mientras que otros permanecen por encima de éste. De acuerdo con las posiciones relativas del grupo CH2OH del carbono 5 y del grupo OH del carbono 1, se pueden tener dos formas isómeras, denominadas α y β.
Cuando los grupos CH2OH y OH se encuentran en relación cis, es decir, al mismo lado del anillo, la forma es de tipo β, Si CH2OH y OH se encuentran cada uno a un lado del anillo, es decir, en relación trans, se tiene un isómero α
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Actividad: Deja tu opinión acerca de la importancia de los carbohidratos









Te invito a que analice esta información sobre la química de los carbohidratos y des tu opinión acerca de la importancia de este tipo de compuestos.
ResponderBorrarMe pareció muy importante el tema de los carbohidratos porque son los que nos dan la energía para hacer las actividades de todos los dias por que sin ellos no tendríamos fuerzas para realizar las distintas actividades que ejercemos todos los días, también entendí que forman parte del cuerpo y que vienen de la fotosíntesis de las plantas y por eso es importante consumirlos
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