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Apuntes de Hidratos de Carbono

HIDRATOS DE CARBONO 1- Definición y clasificación.

2- Síntesis de Kiliani-Fischer.

3- Ciclación de los monosacáridos.

4- Representación de las estructuras cíclicas de los monosacáridos.

5- Equilibrio conformacional de los monosacáridos. Efecto anomérico.

6- Reacciones de los monosacáridos.

6.1- Formación de glicósidos.

6.2- Formación de éteres.

6.3- Formación de ésteres.

6.4- Acción de las bases.

6.4.1- Formación del dienol a partir de glucosa.

6.4.2- Conversión del dienol en manosa.

6.4.3- Conversión del dienol en fructosa.

6.5- Reacción de oxidación. Detección de azúcares reductores.

6.6- Reacción con peryodato.

6.7- Oxidación con fines sintéticos.

6.8- Degradación de la cadena.

6.9- Reacción de reducción.

6.10- Formación de osazonas.

7- Disacáridos. Estructura y propiedades.

7.1- Maltosa.

7.2- Lactosa.

7.3- Sacarosa.

8- Método para la determinación de la estructura de un oligosacárido.

9- Polisacáridos.

9.1- Celulosa.

9.2- Almidón.

9.3- Glucógeno.

9.4- Quitina.

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1- Definición y clasificación. Los carbohidratos se encuentran muy difundidos en los reinos vegetal y animal, en los que,

según sus distintas modificaciones, cumplen funciones tan diversas como constituir fuentes de

energía (alimentos), tejidos de sostén para plantas y algunos animales y ser precursores de

otros compuestos biológicos.

Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas quirales o compuestos que por hidrólisis

conducen a éstos.

Atendiendo al número de unidades que los constituyen, los carbohidratos se clasifican en:

1- Monosacáridos: No se hidrolizan y constituyen las unidades básicas del resto de los

carbohidratos.

2- Oligosacáridos: Producen por hidrólisis de 2 a 9 unidades de monosacáridos.

3- Polisacáridos.

Los monosacáridos a su vez se subdividen en aldosas y cetosas y éstas pueden ser treosas,

tetrosas, pentosas, etc.

Los monosacáridos que existen en la naturaleza son en la mayoría pentosas y hexosas,

siendo estas últimas las más importantes.

2- Síntesis de Kiliani-Fischer.

CHO

CCH2OH

H OH

CCCCH2OH

NH OHH OH

CCCCH2OH

NOH HH OH

COOHCCCH2OH

H OHH OH

COOHCCCH2OH

OH HH OH

H2O / H+

H2O / H+

HCN

Los diasteroisómeros se obtienen en cantidades desiguales, ya que la probabilidad de

entrada del ión CN- será mayor en la cara menos impedida del grupo carbonilo. De esta forma,

el centro quiral vecino dirige la reacción, lo que se conoce como inducción asimétrica.

COOHCCCH2OH

H OHH OH

C

CCH2

H OH

H OH

C

O

OCHOCCCH2OH

H OHH OH

-H2O Na-Hg

(γ−lactona)

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Las aldosas así obtenidas, se diferencian solamente en la configuración de C2 y por tanto

son epímeras entre sí (estereoisómeros que difieren sólo en la configuración de uno de los

átomos de carbono quirales).

3- Ciclación de los monosacáridos. Una reacción general de los aldehídos con los alcoholes es la formación de hemiacetales.

CR H

OR' OH+

H+

CR H

OH

OR' En solución acuosa, la glucosa reacciona intramolecularmente para dar hemiacetales

cíclicos, pudiendo formarse tanto hemiacetales con anillo de 5 miembros (forma furanósica)

como anillo de 6 miembros (forma piranósica).

Un monosacárido es miembro de la serie D si el grupo hidroxilo del carbono quiral más

lejano del carbono anomérico está situado a la derecha en la proyección de Fischer.

La ciclación origina un par de diasteroisómeros.

D(+)-glucosa

CHO

CH2OH

C

CH2OH

H OH

O +C

CH2OH

HOH

O

α−D(+)-glucosa β−D(+)-glucosa

A este par de monosacáridos diasteroisómeros, que sólo se diferencian en la configuración

del carbono anomérico se le denominan anómeros.

La glucosa pura existe en dos formas cristalinas. La α-D(+)-glucosa pura tiene un punto de

fusión de 146º C. La rotación específica de una solución recientemente preparada es de +112º.

La β-D(+)-glucosa pura tiene un punto de fusión de 150º C y una rotación específica de +18,7º.

La rotación específica tanto de la α como de la β-D(+)-glucosa varía lentamente con el tiempo,

hasta alcanzar un valor de equilibrio de +52,6º. La variación de la rotación óptica hasta

alcanzar el valor de equilibrio se denomina mutarrotación.

La mutarrotación se produce porque tanto la α como la β-D(+)-glucosa en solución se

equilibran lentamente con la forma abierta y por tanto con el otro anómero. La rotación

específica final es la de la mezcla en equilibrio.

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C

CH2OH

H OH

O

CHO

CH2OH

C

CH2OH

HOH

OH2O H2O

36% 64%

4- Representación de las estructuras cíclicas de los monosacáridos. Las estructuras lineales de los monosacáridos se representan utilizando la proyección de

Fischer, pero es necesario adoptar determinadas condiciones que permitan representaciones

cíclicas de los mismos

1- Fórmula de Tollens:

Utiliza la fórmula de Fischer cerrando el ciclo en el –OH correspondiente de la cadena. El –

OH a la derecha en el carbono anomérico, corresponde a la forma α y a la izquierda a la β.

2- Fórmula de Haworth:

Utiliza la fórmula plana de representación de los ciclos. Esta formulación permite indicar las

proyecciones α (hacia abajo) y las β (hacia arriba).

Existen dos reglas básicas que permiten convertir la fórmula de Tollens en la de Haworth y

viceversa.

a) Todo grupo –OH a la derecha en la fórmula de Tollens corresponde a una posición α en la

representación de Haworth y viceversa.

b) En la serie D de monosacáridos, el grupo –CH2OH se coloca hacia arriba en la proyección

de Haworth.

3- Fórmula de Reeves:

Utiliza la conformación de silla de los ciclohexanos para la forma piranósica. De esta forma,

las posiciones que se encuentran hacia arriba en Haworth, se representan β en Reeves,

pudiéndose corresponder con posiciones axiales o ecuatoriales. De esta forma, el –OH del

carbono anomérico se representa axial, para el isómero α y ecuatorial para el β.

C

CH2OH

H OH

OO

OHOH

OHOH

CH2OH

Tollens Haworth Reeves

O

OHOH

OH

OH

CH2OH

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5- Equilibrio conformacional de los monosacáridos. Efecto anomérico. La formas piranósicas de los monosacáridos como todo sistema cíclico de 6 miembros,

existe en el equilibrio conformacional silla-silla invertida (C1-1C).

OH

O

OHOH

CH2OH

O

OH

OH

OH

CH2OH

(H,OH)

(H,OH)

Al invertir la silla, toda posición axial pasa a ser ecuatorial y viceversa, pero se conservan las

posiciones relativas entre los sustituyentes, por lo que toda posición α (ó β) sigue siendo α (ó β)

en la silla invertida.

En este equilibrio conformacional, la de mayor población es la de menor energía, es decir,

aquella conformación donde la suma de todos los factores estéricos sean mínimas.

Una situación especial se presenta en el sustituyente del carbono anomérico. Se conoce que

los derivados sustituidos de la α-D(+)-glucosa son más estables que los correspondientes

derivados β. Esta tendencia del sustituyente en el carbono anomérico de encontrarse axial se

denomina efecto anomérico.

Este fenómeno fue explicado en términos de interacción dipolo-dipolo, por lo que la posición

axial predomina en el equilibrio, donde existe la menor repulsión entre los grupos.

6- Reacciones de los monosacáridos. Los monosacáridos son moléculas muy reactivas; como aldehídos, presentan reacciones

típicas del grupo carbonilo, además de presentar reacciones típicas de compuestos

polihidroxilados. Por otra parte, presentan reacciones más complejas como consecuencia de

las interacciones entre ambos grupos.

6.1- Formación de glicósidos.

El grupo hemiacetálico de la forma cíclica de un azúcar puede ser transformado en un acetal

y formar compuestos que se conocen como glicósidos por reacción con los alcoholes en

presencia de ácidos.

O

OH

O

ORROH / H+

enlaceglicosídico

aglicón

Los acetales no deben ser confundidos con los éteres, ya que sus propiedades son muy

diferentes:

a) Se obtienen en condiciones suaves de reacción.

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b) Son hidrolizados con facilidad en medio ácido, con ruptura del enlace glicosídico y la

formación del hemiacetal correspondiente.

Los glicósidos también pueden ser hidrolizados selectivamente mediante hidrólisis

enzimática. Así, la maltasa sólo hidroliza los enlaces α-glicosídicos y la emulsina hidroliza los

enlaces β-glicosídicos.

6.2- Formación de éteres

En las investigaciones de los carbohidratos, los más importantes han resultado ser los éteres

metílicos, debido entre otras razones, a la facilidad de su obtención y a la gran estabilidad de

los mismos. Como agentes metilantes se emplean generalmente el MeI/Ag2O y el Me2SO4/ -

OH.

O

HOOH

OH

OMeCH2OH

O

MeOOMe

OMe

OMeCH2OMe

MeI / Ag2Oó Me2SO4 /

-OH

Cuando el producto metilado se somete a un proceso de hidrólisis, sólo se hidroliza el metil

éter del hidroxilo hemiacetálico.

6.3- Formación de ésteres.

Cuando un monosacárido se trata con Ac2O se obtienen los derivados α y β pentacetilados.

O

HOOH

OH

CH2OH

O

OAcAcOOAc

OAc

CH2OAc

O OAc

AcOOAc

OAc

CH2OAc

(H,OH)

Ac2O / ZnCl20ºC

Ac2O / AcONa∆

6.4- Acción de las bases.

En soluciones alcalinas diluidas, las aldosas y cetosas experimentan enolización, lo que

produce reordenamientos en el C2 de las aldosas y permite la existencia de un equilibrio entre

los epímeros a través de una forma enólica común. Independientemente del isómero de

partida, se alcanza la misma mezcla en equilibrio.

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C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

H C

C

CH2OH

O

OH

OH H

H OH

H OH

H C

CH2OH

O

HOH

OH H

H OH

H OH

H

C

C

CH2OH

O

OH

OH H

H OH

H OH

H

C

C

CH2OH

OH

OH

OH H

H OH

H OH

H CH2OH

C

CH2OH

O

OH H

H O

H O

H

H

-OHH2O

H2O -OH

H2O -OH

Tautom.

6.4.1- Formación del dienol a partir de glucosa.

C

CH2OH

O

H OH

OH H

H OH

H OH

HC

C

CH2OH

OH

OH

OH H

H O

H O

H

H

H

-H+ (-OH)+H+(H2O)

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6.4.2- Conversión del dienol en manosa.

C

C

CH2OH

OH

OH

OH H

H OH

H OH

HC

C

CH2OH

O

OH

OH H

H OH

H OH

HC

C

CH2OH

O

OH

OH H

H OH

H OH

H

-H+ (-OH)

+H+(H2O)

CHO

C

CH2OH

HOH

OH H

H OH

H OH

6.4.3- Conversión del dienol en fructosa.

C

C

CH2OH

OH

OH

OH H

H OH

H OH

HC

C

CH2OH

OH

O

OH H

H OH

H OH

HC

C

CH2OH

OH

O

OH H

H OH

H OH

H

-H+ (-OH)

+H+(H2O)

CH2OH

C

CH2OH

O

OH H

H OH

H OH

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6.5- Reacción de oxidación. Detección de azúcares reductores. Los monosacáridos experimentan reacciones positivas a los ensayos de Tollens, Fehling y

Benedict, evidenciando con ellas el carácter reductor de las aldosas y cetosas. Debido a ello,

se define como azúcares reductores a todos los que dan positivo estos ensayos.

CHO

CH2OH

Ag+ / -OH

Cu2+ / -OH

Ag (S) espejo de plata

Cu2O (S) rojo ladrillo

En general, se obtienen mezclas de productos de oxidación debido al medio fuertemente

alcalino de la reacción, en el cual los azúcares se resinifican. De ahí que estas reacciones sólo

son de interés cualitativo y no pueden ser empleadas con fines sintéticos.

6.6- Reacción con peryodato. El ácido peryódico es un oxidante fuerte que actúa sobre los enlaces C-C con grupos –OH

vecinales o con un grupo –OH en posición α con respecto a un grupo carbonilo, produciendo la

oxidación de cada uno de los grupos involucrados. La reacción no ocurre si en posición α al

hidroxilo está presente un grupo carboxilo o carbetoxi.

Esta reacción tiene las siguientes características:

1- Los grupos involucrados en la ruptura aparecen oxidados con un grado superior al del

sustrato:

Alcohol → aldehído

Aldehído → ácido

Ácido → CO2

2- Es cuantitativa. Puede calcularse el número de enlaces C-C rotos mediante

determinación de la cantidad de IO3- producidos (con AgNO3).

3- Como la reacción es cuantitativa, también puede valorarse la cantidad de ácido

producido.

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CH2OH

CH2

CH2OH

+ IO4- No reacción

CH2OR

CHOH

CH2R

ó

C

C

C OH

H OH

H OH

H

H

H

CH O

H

CH O

O

H+ 2 IO4- 2 +

C

C

C OH

H O

H OH

H

H

+ 2 IO4- 2 +CH OH

O

CH O

H

CO O

C

C

C OH

H OH

O

H

H

H

CH O

H

+ 2 IO4- 2 +

Esta reacción es utilizada para determinar el tamaño del anillo de un glicósido.

a) Si es hexosa de 5 miembros:

CHO CHO

O OMeCHO2 IO4

-O OMe

OH

OH

CH2OH

+ +HCHO 2 IO3-

b) Si es hexosa de 6 miembros:

O

HOOH

OH

OMe

CH2OH

O

CHO

CHO

OMe

CH2OH

2 IO4-

+ +HCOOH 2 IO3-

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c) Si es pentosa de 5 miembros:

O OMe

OH

OH

CH2OH

CHO CHO

O OMeCH2OHIO4

-

+ IO3-

d) Si es pentosa de 6 miembros:

O

HOOH

OH

OMeO

CHO

CHO

OMe2 IO4-

+ +HCOOH 2 IO3-

6.7- Oxidación con fines sintéticos. Por oxidación de las aldosas, se pueden producir tres tipos de ácidos diferentes, en

dependencia del grado de oxidación de los carbonos terminales. Es frecuente representar

estas reacciones con estructuras abiertas.

a) Acidos aldónicos.

Se forman por acción de oxidantes débiles; Br2/H2O, NaBrO. CHO

CH2OH

Br2 / H2O

COOH

CH2OH b) Acidos aldáricos.

Se producen con oxidantes fuertes; HNO3 al 25%. CHO

CH2OH

HNO3

COOH

COOH c) Acidos urónicos.

Se producen por oxidación selectiva (previa protección de los restantes grupos –OH) del

grupo hidroximetil terminal. CHO

CH2OH

1) Protección2) Oxidación

3) Hidrólisis

CHO

COOH

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6.8- Degradación de la cadena. a) Degradación de Wohl-Zemplen.

CHO

CH2OH

CH

CH2OH

N OH

NH2 OH

C

CH2OH

N CHO

CH2OH

Ac2O(-H2O)

MeONaMeOH

b) Degradación de Ruff.

CHO

CH2OH

Br2 / H2OCOOH

CH2OH

CHO

CH2OH

H2O2

Fe2(SO4)3

6.9- Reacción de reducción. Por reacción con amalgama de sodio o por hidrogenación catalítica a altas presiones, tanto

las aldosas como las cetosas se reducen para dar polialcoholes. CHO

CH2OH

Hg-Na

CH2OH

CH2OH Las cetosas en cambio, originan una mezcla de dos alcoholes epímeros.

CH2OH

C

CH2OH

O

CH2OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

Hg-Na +

6.10- Formación de osazonas. Esta reacción, típica de aldehídos y cetonas α-hidroxiladas es de suma importancia en la

caracterización de los monosacáridos, ya que el tratamiento con la fenilhidracina en exceso,

convierte en los monosacáridos en osazonas sólidas que se pueden aislar, purificar y

caracterizar con facilidad.

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CHO

CH2OH

CH

C

CH2OH

N NH C6H5

N NH C6H5NH NH2C6H53

NH2C6H5 NH3 OH2+ + +

La D-glucosa y la D-manosa que son epímeras, así como también la D-fructosa dan lugar a

la misma osazona.

Además del grupo carbonilo, reacciona el grupo hidroxilo vecinal, el cual pierde la

configuración tetrahédrica y forma el doble enlace C=N. Por tanto, se pierde la quiralidad de

ese carbono y a partir de cualquier configuración, origina la misma osazona.

La reacción se detiene en la formación de la osazona y no continua más adelante debido a la

estabilización intramolecular por quelación, implicando la posición del C3.

NC

HC

NN

HO

NC

Ar

H

Ar

7- Disacáridos. Estructura y propiedades. Los disacáridos están constituidos por dos unidades de monosacáridos enlazados mediante

un enlace glicosídico. Por lo tanto, los disacáridos pueden considerarse glicósidos, en el cual el

aglicón es otra molécula de azúcar. El aglicón en este caso puede unirse por diferentes grupos

hidroxilo, siendo estas uniones del tipo cabeza-cola o cabeza-cabeza.

En el caso de la unión cabeza-cola, uno de los monosacáridos posee libre el grupo –OH del

carbono anomérico y por lo tanto el disacárido poseerá carácter reductor.

Para el caso de la unión cabeza-cabeza, ambos carbonos anoméricos están enlazados entre

sí y no queda grupo hemiacetálico libre en la molécula. Por tanto, estos disacáridos pertenecen

a los grupos de los no reductores.

Los disacáridos reductores presentan un equilibrio entre la forma cíclica y la abierta, los

cuales darán positivo todos los ensayos de los azúcares reductores; forman osazonas,

presentan mutarrotación, se oxidan con Br2/H2O, etc.

Los disacáridos no reductores existen sólo en forma cíclica y no presentan ninguna de las

propiedades anteriores.

7.1- Maltosa. La maltosa o azúcar de malta se obtiene por hidrólisis del almidón con la enzima diastasa.

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Características:

1- Cuando 1 mol del maltosa es sometida a hidrólisis catalizada por ácido, se obtienen 2

moles de D(+)-glucosa.

2- Es un azúcar reductor. Da positivo los ensayos con las soluciones de Tollens, Fehling y

Benedict. También reacciona con fenilhidracina para formar osazonas.

3- Existe en dos formas anoméricas; α-(+)maltosa, [α]=168º y β-(+)maltosa, [α]=+112º. Los

anómeros de la maltosa experimentan mutarrotación, obteniéndose una mezcla en equilibrio,

[α]=+136º.

4- Es hidrolizada por α-glicosidasas.

5- Reacciona con agua de bromo para formar un ácido monocarboxílico: ácido maltónico.

6- Metilación del ácido maltónico seguida de hidrólisis da 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-glucosa y

ácido 2,3,5,6-tetra-O-metil-D-glucónico.

O

OHOH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2OH

(H,OH)

4−O−(α−D−glucopiranosil)−D−glucopiranosamaltosa

7.2- Lactosa. La lactosa es el principal carbohidrato presente en la leche de los mamíferos. Se le obtiene

comercialmente por evaporación del suero de la leche, luego de la coagulación de las proteínas

presentes durante la fabricación de queso.

Características:

1- Hidrólisis ácida de la lactosa (C12H22O11), proporciona cantidades equimolares de D-

glucosa y D-galactosa. Experimenta similar hidrólisis en presencia de β-galactosidasas.

2- Es un azúcar reductor y forma osazonas. Experimenta también mutarrotación.

3- La oxidación con agua de bromo, seguida de hidrólisis con ácido diluido da D-galactosa y

ácido D-glucónico.

4- La oxidación con agua de bromo, seguida de metilación e hidrólisis da 2,3,6-tri-O-metil-D-

gluconolactona y 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-galactosa.

5- Metilación e hidrólisis proporciona 2,3,6-tri-O-metil-D-glucosa y 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-

galactosa.

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(H,OH)

4−O−(β−D−galactopiranosil)−D−glucopiranosalactosa

OHO

OH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2OH

7.3- Sacarosa. La sacarosa se obtiene comúnmente de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera.

Características:

1- Tiene fórmula molecular C12H22O11.

2- Hidrólisis catalizada por ácido de 1 mol de sacarosa da 1 mol de D-glucosa y 1 mol de D-

fructosa.

3- Es un azúcar no reductor.

4- La sacarosa es hidrolizada por una α-glucosidasa obtenida a partir de la levadura, pero no

por β-glucosidasas.

5- La sacarosa es también hidrolizada por sucrosa, una enzima conocida que hidroliza β-

fructofuranósidos pero no α-fructofuranósidos.

6- Metilación de la sacarosa da un octametilado que por hidrólisis origina 2,3,4,6-tetra-O-

metil-D-glucosa y 1,3,4,6-tetra-O-metil-D-fructosa.

O

OHOH

OH

CH2OH

O

O

CH2OH

OH

OH

HOH2C

α−D−glucopiranosil−β−D−fructofuranósidosacarosa

La hidrólisis ácida o enzimática rinde D-glucosa y D-fructosa en cantidades equimoleculares.

C12H22O11Hidrólisis

C6H12O6 + C6H12O6

sacarosa D−glucosa D−fructosa

[α]= +66,5º [α]= +52º [α]= −92º

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Como se puede observar, a diferencia de la sacarosa, la mezcla resultante es levógira. Este

fenómeno se conoce como inversión de la sacarosa y el producto de hidrólisis obtenido se le

denomina azúcar invertido.

8- Método para la determinación de la estructura de un oligosacárido. Para determinar la estructura de un oligosacárido, es necesario conocer:

1- La fórmula molecular del compuesto.

2- Si es reductor o no.

3- Monoscáridos que lo constituyen.

4- Tipo de unión glicosídica.

5- Atomos en que se realiza la unión glicosídica, mediante reacciones química en secuencia:

a) Oxidación.

b) Metilación.

c) Hidrólisis.

9- Polisacáridos. Los polisacáridos se presentan como sólidos, usualmente no cristalinos, insolubles en

solventes orgánicos. Su solubilidad en agua está en dependencia de su estructura. Se

diferencian de los monosacáridos y oligosacáridos en que carecen de sabor dulce, ni son

reductores. Pueden presentarse en forma de polímeros lineales, ramificados o cíclicos.

Los polisacáridos cumplen 3 misiones principales en los seres vivos: de sostén, de reserva

nutritiva y como agentes específicos, ejemplos:

Polisacáridos de sostén;

- Celulosa (proporciona rigidez a los tallos y ramas de las plantas).

- Quitina (constituye el componente principal del exoesqueleto de los insectos).

Polisacáridos de reserva;

- Almidón (se encuentra en el trigo y la papa).

- Glucógeno (fuente de reserva de los animales).

Polisacáridos de especificidad;

- Hiperina (impide la coagulación de la sangre).

9.1- Celulosa. Es el compuesto orgánico más abundante en la tierra. Las hojas secas contienen 10-20% de

celulosa, la madera el 50% y el algodón el 90%.

Las moléculas de celulosa son cadenas de hasta 14000 unidades de D-glucosa, que se

agrupan en haces torsionados, a manera de lazos sujetos por puentes de hidrógeno.

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O

OH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2OH

celulosa

Una molécula aislada de celulosa es un polímero lineal de unidades enlazadas mediante

uniones (1-4)β-glicosídicos.

La celulosa se presenta comúnmente en forma de polvo blanco, insípido, insoluble en agua y

alcohol. Se disuelve con degradación parcial en ácidos y álcalis. Su mejor disolvente es el

hidróxido cúprico amoniacal.

La celulosa no puede ser metabolizada por el hombre y carnívoros por carecer de las β-

glicosidasas necesarias para escindir la unión glicosídica presente en su estructura.

Muchos derivados de la celulosa se utilizan como productos con las más diversas

aplicaciones. La celulosa nitrada se emplea en la producción de plásticos (celuloide y celodión),

lacas, pinturas y explosivos. El acetato de celulosa se utiliza con los mismos fines que el nitrato

y además, en la fabricación de fibras y tejidos (acetato de rayón).

Por tratamiento con NaOH y CS2, se obtiene el xantato de celulosa, el cual se emplea en la

producción de fibras (viscosa) y de películas plásticas (celofán).

La cloroacetilación de la celulosa permite obtener su carboximetil derivado, muy empleado

como agente de relleno, espesante y estabilizante en las industrias farmacéutica y alimenticia.

En una forma menos pura, la celulosa contenida en la madera sigue siendo un material

importante de construcción y en la producción de mobiliario. La pulpa de la madera y de otros

materiales celulónicos es la materia prima fundamental para la fabricación de papel y cartón.

9.2 Almidón. Es el segundo polisacárido más abundante. Al ser triturado y tratado con agua caliente se

divide en dos fracciones principales según su solubilidad: la amilosa (soluble) que constituye

alrededor del 20% y la amilopectina (insoluble) el 80% restante.

La hidrólisis completa de la amilosa origina únicamente D-Glucosa y su hidrólisis parcial da

lugar a maltosa como único disacárido, de lo que se infiere que la amilosa es un polímero lineal

de unidades enlazadas mediante uniones (1-4)α-glicosídicos.

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amilosa

O

OH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

CH2OH

O

Existen alrededor de 250 unidades de glucosa por molécula de amilosa, en dependencia de la

especie de planta o animal considerado.

La amilopectina es un polisacárido mucho mayor que la amilosa. Contiene 1000 o más

unidades de glucosa por molécula. Al igual que la amilosa, su cadena principal contiene

unidades enlazadas mediante uniones (1-4)α-glicosídicos, pero a diferencia de ella, que existe

una glucosa terminal por cada 25 unidades de glucosa. La unión en el punto de ramificación

corresponde a un enlace (1-6)α-glicosídico.

amilopectina

O

O

OH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

CH2

La hidrólisis de la amilopectina da únicamente glucosa, ahora bien, su hidrólisis incompleta

origina una mezcla de maltosa e isomaltosa, siendo esta última la que procede de la

ramificación 1-6.

El almidón es más bien insípido, poco soluble en agua fría, aunque cuando se calienta, el

agua penetra en los gránulos, que se hinchan hasta explotar. Se forma así una dispersión

coloidal en forma de engrudo de alta viscosidad.

El almidón constituye una fuente principal de calorías. Es ampliamente consumido como

alimento básico presente en la harina de cereales, patatas, granos. Además, como producto es

muy empleado en la industria alimenticia en la producción de artículos de confitería, embutidos,

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como agente de relleno y plastificante. Constituye la fuente principal de la glucosa, la que se

obtiene por hidrólisis, ya sea en forma de producto puro o como sirope coloreado.

Grandes cantidades de almidón o sus fuentes naturales se consumen anualmente en la

industria fermentativa en la producción de etanol, butanol, acetona y ácidos láctico, cítrico y

glucónico.

9.3 Glucógeno. Es el principal producto de reserva de carbohidratos en los animales. Su estructura es similar

a la de la amilopectina. Consiste en cadenas de unidades de D-glucopiranosa unidas por

enlaces (1-4)α, con ramificaciones (1-6)α superiores a la amilopectina. Su masa molecular

oscila entre 1 y 2 millones.

9.4 Quitina. Es el principal polisacárido estructural en los artrópodos. Es un polisacárido lineal que consta

de unidades de N-acetil-β-D-glucosamina. Por hidrólisis total origina únicamente 2-amino-2-

desoxi-D-glucosa.

O

OH

NH

CH2OH

O

O

OH

CH2OH

O

O

OH

CH2OH

C CH3

O

NH C CH3

O

NH C CH3

Oquitina

La quitina se emplea en la producción de adhesivos, cementos y lacas protectoras. Es una

materia prima empleada en las industrias textil y farmacéutica.

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