Leçon 35. <br />Disaccharides et oligosaccharides

Leçon 35.
Disaccharides et oligosaccharides

La plupart des glucides naturels consistent en plusieurs résidus monosaccharidiques liés chimiquement. Les glucides contenant deux unités monosaccharidiques sont des disaccharides, ceux à trois unités sont des trisaccharides, etc. Le terme générique «oligosaccharides» est souvent utilisé pour les glucides contenant de trois à dix unités monosaccharides. Les glucides consistant en un plus grand nombre de monosaccharides sont appelés polysaccharides.

Dans les disaccharides, deux unités monosaccharidiques sont liées par une liaison glycosidique entre l’atome de carbone anomère d’une unité et l’atome d’oxygène hydroxyle de l’autre. Selon la structure et les propriétés chimiques des disaccharides sont divisés en deux types.

Dans la formation de composés premier type l'eau est libérée par l'hydroxyle hémiacétal d'une molécule de monosaccharide et par l'un des hydroxyles alcools de la deuxième molécule. Le maltose fait partie de ces disaccharides. Ces disaccharides ont un groupe hydroxyle hémiacétal, leurs propriétés sont similaires à celles des monosaccharides, en particulier, ils peuvent réduire les oxydants tels que les oxydes d'argent et de cuivre (II). Ce sont des disaccharides réducteurs.
Les composés du second type sont formés de sorte que de l'eau soit libérée par les hydroxyles de l'hémiacétal des deux monosaccharides. Dans les sucres de ce type, il n’ya pas d’hydroxyle dans l’hémiacétal et on les appelle disaccharides non réducteurs.
Les trois principaux disaccharides sont le maltose, le lactose et le saccharose.

Le maltose est constitué de deux unités D-glucopyranose liées par une liaison glycosidique entre le carbone C-1 (carbone anomère) d’une unité glucose et le carbone C-4 d’une autre unité glucose. Cette liaison s'appelle la liaison -1,4-glycosidique. Ci-dessous, la formule de Heuors
-le maltose est désigné par le préfixe -, car le groupe OH avec le carbone anomère de l'unité de glucose à droite est le β-hydroxyle. Le maltose est un sucre réducteur. Son groupe hémiacétal est en équilibre avec la forme aldéhyde libre et peut être oxydé en acide multibionique carboxylique.

Formules de maltose Heuors dans des formulations cycliques et aldéhydiques

Le lactose est constitué de résidus des molécules de D-glucose et de D-galactose et représente
4- (-D-galactopyranosyl) -D-glucose, c'est-à-dire n'a pas - et - liaison glycosidique.
A l'état cristallin, les formes u de lactose sont isolées, les deux appartiennent aux sucres réducteurs.

Heuors formule lactose (-form)

Le saccharose (sucre de table, betterave ou sucre de canne) est le disaccharide le plus répandu dans le monde biologique. Dans le saccharose, le carbone C-1 D-glucose est combiné à du carbone
C-2 D-fructose par liaison -1,2-glycosidique. Le glucose est sous la forme cyclique à six membres (pyranose) et le fructose dans la forme cyclique à cinq membres (furanose). Le nom chimique du saccharose est -D-glucopyranosyl-β-D-fructofuranoside. Étant donné que le carbone anomère (glucose et fructose) participe à la formation d'une liaison glycosidique, le glucose est un disaccharide non réducteur. Les substances de ce type ne peuvent former que des éthers et des esters, comme tous les alcools polyvalents. Le saccharose et les autres disaccharides non réducteurs sont particulièrement faciles à hydrolyser.

Formule de saccharose Heuors

Tâche Donnez la formule de Heuors pour le - nombre de disaccharide, dans lequel deux unités
Liaison 1,6-glycosidique liée au D-glucopyranose.
La décision. Dessinez la formule structurelle du lien D-glucopyranose. Ensuite, connectez le carbone anomère de ce monosaccharide à travers le pont d'oxygène avec le carbone C-6 du second lien.
D-glucopyranose (liaison glycosidique). La molécule résultante sera sous forme ou sous une forme en fonction de l'orientation du groupe OH à l'extrémité réductrice de la molécule de disaccharide. Le disaccharide présenté ci-dessous est une forme:

EXERCICES.

1. Quels glucides sont appelés disaccharides et quels sont les oligosaccharides?

2. Donner à Heuors les formules de disaccharide réducteur et non réducteur.

3. Nommez les monosaccharides à partir des restes de disaccharides:

a) le maltose; b) du lactose; c) du saccharose.

4. Composez la formule développée du trisaccharide à partir des résidus de monosaccharide: galactose, glucose et fructose, combinés de toutes les manières possibles.

Leçon 36. Polysaccharides

Les polysaccharides sont des biopolymères. Leurs chaînes polymères consistent en un grand nombre d'unités monosaccharidiques liées ensemble par des liaisons glycosidiques. Les trois polysaccharides les plus importants - l'amidon, le glycogène et la cellulose - sont des polymères de glucose.

Amidon - amylose et amylopectine

Amidon (C₆H₁₀Oh₅) n - nutriment de réserve des plantes - contenu dans les graines, les tubercules, les racines, les feuilles. Par exemple, dans les pommes de terre, 12 à 24% de l'amidon et dans les grains de maïs, entre 57 et 72%.
L'amidon est un mélange de deux polysaccharides différant par la structure de la chaîne de la molécule, l'amylose et l'amylopectine. Dans la plupart des plantes, l’amidon est constitué de 20 à 25% d’amylose et de 75 à 80% d’amylopectine. L'hydrolyse complète de l'amidon (à la fois d'amylose et d'amylopectine) conduit au D-glucose. Dans des conditions douces, il est possible d’isoler des produits intermédiaires d’hydrolyse - dextrines - polysaccharides (C₆H₁₀Oh₅) m de poids moléculaire inférieur à celui de l'amidon (m

Fragment de molécule d'amylose - polymère linéaire D-glucose

L'amylopectine est un polysaccharide ramifié (environ 30 branches par molécule). Il contient deux types de liaisons glycosidiques. Dans chaque chaîne, les unités D-glucose sont connectées
Liaisons 1,4-glycosidiques, comme dans l’amylose, mais la longueur des chaînes de polymère varie de 24 à 30 unités de glucose. Sur les sites des succursales, les nouvelles chaînes sont connectées par
Liaisons 1,6-glycosidiques.

Fragment de molécule d'amylopectine -
D-glucose polymère hautement ramifié

Le glycogène (amidon animal) se forme dans le foie et les muscles des animaux et joue un rôle important dans le métabolisme des glucides chez les organismes animaux. Le glycogène est une poudre blanche amorphe qui se dissout dans l'eau pour former des solutions colloïdales et s'hydrolyse pour produire du maltose et du D-glucose. Comme l’amylopectine, le glycogène est un polymère non linéaire du D-glucose avec -1,4 et
-Liaisons 1,6-glycosidiques. Chaque branche contient 12-18 unités de glucose. Cependant, le glycogène a un poids moléculaire inférieur et une structure encore plus ramifiée (environ 100 branches par molécule) que l'amylopectine. Le contenu total en glycogène dans le corps d'un adulte bien nourri est d'environ 350 g, répartis de manière égale entre le foie et les muscles.

Cellulose (fibre) (C₆H₁₀Oh₅) x - le polysaccharide le plus répandu dans la nature, composant principal des plantes. La cellulose presque pure est une fibre de coton. Dans le bois, la cellulose représente environ la moitié de la matière sèche. De plus, le bois contient d’autres polysaccharides, collectivement appelés «hémicellulose», ainsi que de la lignine, une substance à haut poids moléculaire liée au dérivé du benzène. La cellulose est une substance fibreuse amorphe. Il est insoluble dans l'eau et les solvants organiques.
La cellulose est un polymère linéaire de D-glucose, dans lequel des unités monomères sont connectées
-Liaisons 1,4-glycosidiques. De plus, les liaisons D-glucopyranose sont alternativement pivotées de 180 ° les unes par rapport aux autres. Le poids moléculaire relatif moyen de la cellulose est de 400 000, ce qui correspond à environ 2 800 unités de glucose. Les fibres de cellulose sont des faisceaux (fibrilles) de chaînes polysaccharidiques parallèles maintenues ensemble par des liaisons hydrogène entre les groupes hydroxyle des chaînes adjacentes. La structure ordonnée de la cellulose détermine sa résistance mécanique élevée.

La cellulose est un polymère linéaire de D-glucose avec des liaisons -1,4-glycosidiques

EXERCICES.

1. Quel monosaccharide est utilisé comme unité structurelle des polysaccharides - amidon, glycogène et cellulose?

2. Quel est le mélange de deux amidons polysaccharidiques? Quelle est la différence dans leur structure?

3. Quelle est la différence entre l'amidon et le glycogène dans la structure?

4. Quelle est la différence de solubilité dans l'eau du saccharose, de l'amidon et de la cellulose?

Réponses aux exercices pour le sujet 2

Leçon 35.

1. Les disaccharides et les oligosaccharides sont des glucides complexes, souvent au goût sucré. Au cours de l'hydrolyse, elles forment deux molécules monosaccharidiques ou plus (3 à 10).

Le maltose est un disaccharide réducteur, car contient hydroxyle hémiacétal.

Le saccharose est un disaccharide non réducteur; il n’ya pas d’hydroxyle hémiacétal dans la molécule.

3. a) Le maltose disaccharidique est obtenu par condensation de deux molécules de D-glucopyranose avec élimination de l'eau d'hydroxyles en C-1 et C-4.
b) Le lactose est constitué de résidus de molécules de D-galactose et de D-glucose se présentant sous la forme de pyranose. Lorsque ces monosaccharides se condensent, ils se lient: l’atome C-1 du galactose par le pont de l’oxygène à l’atome C-4 du glucose.
c) Le saccharose contient des résidus de D-glucose et de D-fructose, liés par une liaison 1,2-glycosidique.

4. Formule développée du trisaccharide:

Leçon 36.

1. L'unité structurelle de l'amidon et du glycogène est -glucose et la cellulose est -glucose.

2. L'amidon est un mélange de deux polysaccharides: l'amylose (20-25%) et l'amylopectine (75-80%). L'amylose est un polymère linéaire, tandis que l'amylopectine est ramifiée. Dans chaque chaîne de ces polysaccharides, les unités D-glucose sont liées par des liaisons 1,4-glucosidiques et, aux sites de ramification de l'amylopectine, de nouvelles chaînes sont attachées par des liaisons 1,6-glycosidiques.

3. Le glycogène, comme l'amylopectine d'amidon, est un polymère non linéaire de D-glucose avec
-Liaisons 1,4 et -1,6-glycosidiques. Par rapport à l'amidon, chaque chaîne de glycogène est environ deux fois plus longue. Le glycogène a un poids moléculaire inférieur et une structure plus ramifiée.

4. Solubilité dans l'eau: dans le saccharose - élevé, dans l'amidon - modéré (faible), cellulose - insoluble.

http://him.1september.ru/2004/44/16.htm

Formule cyclique de maltose

Formule vraie, empirique ou brute: C₁₂H₂₂O₁₁

Composition chimique du maltose

Poids moléculaire: 342,297

Maltose (de l'anglais Malt - malt) - sucre de malt, 4-O-α-D-glucopyranosyl-D-glucose, un disaccharide naturel constitué de deux résidus de glucose; trouvé en grande quantité dans les grains germés (malt) d'orge, de seigle et d'autres grains; également trouvé dans les tomates, dans le pollen et le nectar d'un certain nombre de plantes.
La biosynthèse du maltose à partir de phosphate de β-D-glucopyranosyle et de D-glucose n'est connue que chez certaines espèces de bactéries. Dans les organismes animaux et végétaux, le maltose se forme par décomposition enzymatique d'amidon et de glycogène (voir Amylase).
Le maltose est facilement absorbé par le corps humain. La scission du maltose en deux résidus de glucose résulte de l'action de l'enzyme a-glucosidase, ou maltase, présente dans les sucs digestifs des animaux et des humains, dans les grains germés, dans les moisissures et les levures. L'absence génétiquement déterminée de cette enzyme dans la muqueuse intestinale de l'homme entraîne une intolérance congénitale au maltose, une maladie grave qui nécessite l'exclusion du maltose, de l'amidon et du glycogène de l'alimentation ou l'addition de maltase à la nourriture.

α-maltose - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxy-6- (hydroxyméthyl) oxanyl] oxy-6- (hydroxyméthyl) oxane-2,3,4-triol
β-maltose - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxy-6- (hydroxyméthyl) oxanyl] oxy-6- (hydroxyméthyl) oxane-2,3,4-triol

Le maltose est un sucre réducteur, car il possède un groupe hydroxyle hémiacétal non substitué.
Lorsque le maltose est bouilli avec de l’acide dilué et sous l’action de l’enzyme, le maltose est hydrolysé (deux molécules de glucose se forment).₆H₁₂O₆).
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆

http://formula-info.ru/khimicheskie-formuly/m/formula-maltozy-strukturnaya-khimicheskaya

Le maltose consiste en

Disaccharides (maltose, lactose, saccharose)

Les disaccharides tels que le saccharose, le lactose, le maltose, etc. sont courants et importants en tant que composants de produits alimentaires.

Par structure chimique, les disaccharides sont des glycosides de monosaccharides. La plupart des disaccharides sont constitués d'hexoses, mais les disaccharides consistant en une molécule d'hexose et un molécule de pentose sont connus dans la nature.

Lorsqu'un disaccharide est formé, une molécule de monosaccharide forme toujours une liaison avec la seconde molécule en utilisant son hydroxyle hémiacétal. Une autre molécule de monosaccharide peut être liée soit à l'hydroxyde d'hémiacétal, soit à l'un des hydroxyles de l'alcool. Dans ce dernier cas, un hydroxyle hémiacétal restera libre dans la molécule de disaccharide.

Le maltose, un oligosaccharide de réserve, se trouve dans de nombreuses plantes en petite quantité, s'accumule en grande quantité dans le malt, généralement dans les graines d'orge ayant germé dans certaines conditions. Par conséquent, le maltose est souvent appelé sucre malté. Le maltose se forme dans les organismes végétaux et animaux à la suite de l'hydrolyse de l'amidon sous l'action d'amylases.

Le maltose contient deux résidus de D-glucopyranose liés ensemble par une liaison glycosidique (1®4).

Le maltose a des propriétés réductrices, qui sont utilisées dans sa détermination quantitative. Il est facilement soluble dans l'eau. La solution détecte la mutarotation.

Sous l'action de l'enzyme a-glucosidase (maltase), le sucre de malt s'hydrolyse pour former deux molécules de glucose:

Le maltose est fermenté avec de la levure. Cette capacité du maltose est utilisée dans la technologie de production de fermentation dans la production de bière, d’alcool éthylique, etc. à partir de matières premières contenant de l'amidon.

Le lactose - un disaccharide de réserve (sucre du lait) - est contenu dans du lait (4 à 5%) et est obtenu dans l'industrie du fromage à partir de lactosérum après la séparation du caillé. Fermenté uniquement par la levure lactose spéciale contenue dans le kéfir et le koumiss. Le lactose est construit à partir de résidus de b-D-galactopyranose et d'a-D-glucopyranose, reliés par une liaison b- (1 → 4) -glycosidique. Le lactose est un disaccharide réducteur, l’hydroxyle de l’hémiacétal libre appartenant au résidu de glucose, et le pont à oxygène relie le premier atome de carbone du résidu de galactose au quatrième atome de carbone du résidu de glucose.

Le lactose est hydrolysé par l'action de l'enzyme b-galactosidase (lactase):

Le lactose diffère des autres sucres en l'absence d'hygroscopicité - il ne freine pas. Le sucre de lait est utilisé comme produit pharmaceutique et comme nutriment pour les nourrissons. Les solutions aqueuses de lactose mutarote, le lactose a 4-5 fois moins de goût sucré que le saccharose.

La teneur en lactose dans le lait maternel atteint 8%. Plus de 10 oligosaccharides ont été isolés dans du lait maternel, dont le fragment structural est le lactose. Ces oligosaccharides ont une grande importance pour la formation de la flore intestinale du nouveau-né, dont certains inhibent la croissance des bactéries pathogènes intestinales, en particulier du lactulose.

Le saccharose (sucre de canne, sucre de betterave) - c’est un disaccharide de réserve - est extrêmement répandu dans les plantes, en particulier dans les racines de betterave (de 14 à 20%), ainsi que dans les tiges de canne à sucre (de 14 à 25%). Le saccharose est un sucre de transport, sous la forme duquel du carbone et de l'énergie sont transportés à travers la plante. C'est sous la forme de saccharose que les glucides sont déplacés des lieux de synthèse (feuilles) à l'endroit où ils sont déposés dans le bouillon (fruits, racines, graines).

Le saccharose est constitué d’a-D-glucopyranose et de b-D-fructofuranose, reliés par une liaison a-1 → b-2 en raison d’hydroxyles glycosidiques:

Le saccharose ne contient pas d'hydroxyle d'hémiacétal libre, il n'est donc pas capable d'hydroxy-tautomérie et est un disaccharide non réducteur.

Lorsqu'il est chauffé avec des acides ou sous l'action d'enzymes a-glucosidase et b-fructofuranosidase (invertase), le saccharose est hydrolysé pour former un mélange de quantités égales de glucose et de fructose, appelé sucre inverti.

Les principaux disaccharides sont le saccharose, le maltose et le lactose. Tous ont la formule générale C12H22O11, mais leur structure est différente.

Le saccharose est constitué de 2 cycles liés entre eux par un hydroxyde glycosidique:

Le maltose est constitué de 2 résidus de glucose:

Lactose:

Tous les disaccharides sont des cristaux incolores, de goût sucré et hautement solubles dans l’eau.

Propriétés chimiques des disaccharides.

1) hydrolyse. En conséquence, la connexion entre les 2 cycles est rompue et des monosaccharides sont formés:

Réduire les dicharides - maltose et lactose. Ils réagissent avec une solution ammoniacale d'oxyde d'argent:

Peut réduire l'hydroxyde de cuivre (II) en oxyde de cuivre (I):

La capacité réductrice est expliquée par la nature cyclique de la forme et la teneur en hydroxyle glycosidique.

Dans le saccharose, il n’ya pas d’hydroxyle glycosidique; la forme cyclique ne peut donc pas s’ouvrir et passer dans l’aldéhyde.

L'utilisation de disaccharides.

Le saccharose est le disaccharide le plus courant.

Disaccharides (maltose, lactose, saccharose)

C'est une source de glucides dans l'alimentation humaine.

Le lactose se trouve dans le lait et est obtenu à partir de celui-ci.

Le maltose se trouve dans les graines germées de céréales et est formé par l'hydrolyse enzymatique de l'amidon.

Matériel supplémentaire sur le sujet: Disaccharides. Propriétés des disaccharides.

Calculateurs de chimie

Composés d'éléments chimiques

Classe Chimie 7,8,9,10,11, EGE, GIA

Fer et ses composés.

Bohr et ses composés.

Réduire les disaccharides

Le maltose ou le sucre de malt fait partie des disaccharides réducteurs. Le maltose est obtenu par hydrolyse partielle de l'amidon en présence d'enzymes ou d'une solution aqueuse d'acide. Le maltose est constitué de deux molécules de glucose (c’est-à-dire un glucoside). Le glucose est présent dans le maltose sous la forme d'un demi-acétal cyclique. De plus, la liaison entre les deux cycles est formée par le glycoside hydroxyle d’une molécule et l’hydroxyle du quatrième tétraèdre de l’autre. La particularité de la structure de la molécule de maltose est qu’elle est construite à partir de l’anomère α du glucose:

La présence d'hydroxyle glycosidique libre provoque les principales propriétés du maltose:

Disaccharides

Aptitude au tautomérisme et à la mutarotation:

Le maltose peut être oxydé et réduit:

Pour un disaccharide réducteur, la phénylhydrazone et un espace peuvent être obtenus:

Le disaccharide réducteur peut être alkylé avec de l'alcool méthylique en présence de chlorure d'hydrogène:

Que ce soit réducteur ou non réducteur, le disaccharide peut être alkylé avec de l'iodure de méthyle en présence d'oxyde d'argent humide ou acétylé avec de l'anhydride acétique. Dans ce cas, tous les groupes hydroxyle du disaccharide réagissent:

Un autre produit de l'hydrolyse de polysaccharide supérieur est le disaccharide de cellobiose:

La cellobiose, ainsi que le maltose, est constituée de deux résidus de glucose. La principale différence est que, dans la molécule de cellobiose, les résidus sont liés par un hydroxyle β-glycosidique.

À en juger par la structure de la molécule de cellobiose, il devrait s'agir d'un sucre réducteur. Elle possède également toutes les propriétés chimiques des disaccharides.

Un autre sucre réducteur est le lactose - sucre du lait. Ce disaccharide est présent dans chaque lait et lui donne un goût de lait, bien qu'il soit moins sucré que le sucre. Construit à partir de résidus de β-D-galactose et d'α-D-glucose. Le galactose est un épimère de glucose et se distingue par la configuration du quatrième tétraèdre:

Le lactose a toutes les propriétés des sucres réducteurs: tautomérie, mutarotation, oxydation en acide lactobionique, réduction, formation d'hydrazones et lacunes.

Date d'ajout: 2017-08-01; Vues: 141;

VOIR PLUS:

Question 2. Disaccharides

Formation de glycosides

La liaison glycosidique a une importance biologique importante car c'est à travers cette liaison que se produit la liaison covalente des monosaccharides dans la composition des oligo- et polysaccharides. Lorsqu'une liaison glycosidique est formée, le groupe OH anomère d'un monosaccharide interagit avec le groupe OH d'un autre monosaccharide ou alcool. Lorsque cela se produit, la scission de la molécule d’eau et la formation de Liaison O-glycosidique. Tous les oligomères linéaires (sauf les disaccharides) ou les polymères contiennent des résidus monomères impliqués dans la formation de deux liaisons glycosidiques, à l'exception des résidus terminaux. Certains résidus glycosidiques peuvent former trois liaisons glycosidiques caractéristiques des oligo- et polysaccharides ramifiés. Les oligo et polysaccharides peuvent avoir un résidu terminal d'un monosaccharide avec un groupe OH anomère libre non utilisé dans la formation d'une liaison glycosidique. Dans ce cas, lors de l'ouverture du cycle, la formation d'un groupe carbonyle libre capable de s'oxyder est possible. De tels oligo et polysaccharides ont des propriétés réductrices et sont donc appelés réducteurs ou réducteurs.

Figure - La structure du polysaccharide.

A. Formation de liaisons a-1,4 et a-1,6-glycosidiques.

B. La structure du polysaccharide linéaire:

1 - les liaisons a-1,4-glycosidiques entre les manomères;

2 - extrémité non réductrice (la formation d'un groupe carbonyle libre dans le glucide anomère n'est pas possible);

3 - fin de restauration (ouverture éventuelle du cycle avec formation d'un groupe carbonyle libre dans le carbone anomère).

Le groupe OH monomère du monosaccharide peut interagir avec le groupe NH2 d'autres composés, ce qui conduit à la formation d'une liaison N-glycosidique. Un lien similaire est présent dans les nucléotides et les glycoprotéines.

Figure - Structure de la liaison N-glycosidique

Question 2. Disaccharides

Les oligosaccharides contiennent de deux à dix résidus monosaccharides liés par une liaison glycosidique. Les disaccharides sont les glucides oligomères les plus courants trouvés sous forme libre, c'est-à-dire non lié à d'autres composés. Par nature chimique, les disaccharides sont des glycosides, qui contiennent 2 monosaccharides liés par une liaison glycosidique dans la configuration a ou b. Les aliments contiennent principalement des disaccharides tels que le saccharose, le lactose et le maltose.

Figure - Disaccharides alimentaires

Le saccharose est un disaccharide composé de a-D-glucose et de b-D-fructose liés par une liaison a, b-1,2-glycosidique. Dans le saccharose, les deux groupes OH anomères des résidus de glucose et de fructose sont impliqués dans la formation d'une liaison glycosidique. Donc saccharose ne s'applique pas aux sucres réducteurs. Le saccharose est un disaccharide soluble au goût sucré.

Disaccharides Propriétés des disaccharides.

Les sources de saccharose sont les plantes, en particulier la canne à sucre, la canne à sucre. Ce dernier explique l’apparition du nom trivial saccharose - "sucre de canne".

Lactose - sucre de lait. Le lactose est hydrolysé pour former du glucose et du galactose. Le disaccharide de lait de mammifère le plus important. Dans le lait de vache contient jusqu'à 5% de lactose, chez la femme jusqu'à 8%. Dans le lactose, le groupe OH anomère du premier atome de carbone du résidu D-galactose est lié par une liaison b-glycosidique au quatrième atome de carbone du D-glucose (liaison b-1,4). Puisque l'atome de carbone anomérique du résidu de glucose ne participe pas à la formation de la liaison glycosidique, le lactose fait référence aux sucres réducteurs.

Maltozavod est livré avec des produits contenant de l'amidon partiellement hydrolysé, par exemple du malt, de la bière. Le maltose se forme en séparant l'amidon dans les intestins et partiellement dans la cavité buccale. Maltose se compose de deux résidus D-glucose liés par une liaison a-1,4-glycosidique. Fait référence à la réduction des sucres.

Question 3. Polysaccharides:

Classification

Selon la structure des résidus monosaccharides, les polysaccharides peuvent être divisés en homopolysaccharides (tous les monomères sont identiques) et en hétéropolysaccharides (différents monomères). Les deux types de polysaccharides peuvent avoir à la fois un arrangement linéaire de monomères et ramifié.

Les différences structurelles suivantes entre les polysaccharides sont distinguées:

la structure des monosaccharides qui composent la chaîne;
le type de liaisons glycosidiques reliant les monomères en chaînes;
séquence de résidus monosaccharidiques dans la chaîne.

En fonction des fonctions qu'ils exercent (rôle biologique), les polysaccharides peuvent être divisés en 3 groupes principaux:

polysaccharides de réserve qui remplissent la fonction énergétique. Ces polysaccharides servent de source de glucose, utilisée par l'organisme au besoin. La fonction de réserve des glucides est assurée par leur nature polymérique. Polysaccharides plus difficile soluble, que les monosaccharides, par conséquent, ils n'affectent pas la pression osmotique et donc peut s'accumuler dans la cellule, par exemple, amidon dans les cellules végétales, glycogène dans les cellules animales;
les polysaccharides structurels, qui confèrent aux cellules et aux organes une résistance mécanique;
polysaccharides qui constituent la matrice extracellulaire, participer à la formation des tissus, ainsi qu'à la prolifération et à la différenciation cellulaires. Les polysaccharides de la matrice extracellulaire sont solubles dans l’eau et hautement hydratés.

Date d'ajout: 2016-04-06; Vues: 583;

VOIR PLUS:

Formule vraie, empirique ou brute: C12H22O11

Composition chimique du maltose

Poids moléculaire: 342,297

Le maltose est un sucre réducteur, car il possède un groupe hydroxyle hémiacétal non substitué.
Lorsque le maltose bouille avec de l'acide dilué et sous l'action de l'enzyme, le maltose est hydrolysé (il se forme deux molécules de glucose C6H12O6).
C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6

(from English malt ≈ malt), le sucre de malt, un disaccharide naturel constitué de deux résidus de glucose; trouvé en grande quantité dans les grains germés (malt) d'orge, de seigle et d'autres grains; également trouvé dans les tomates, dans le pollen et le nectar d'un certain nombre de plantes. M. est facilement soluble dans l'eau, a un goût sucré; est un sucre réducteur, car il possède un groupe hydroxyle hémiacétal non substitué. La biosynthèse de M. à partir de phosphate de b-D-glucopyranosyle et de D-glucose n'est connue que chez certaines espèces de bactéries. Chez les organismes animaux et végétaux M.

formé par décomposition enzymatique d'amidon et de glycogène (voir Amylase). La scission de M. en deux résidus de glucose résulte de l'action de l'enzyme a-glucosidase, ou maltase, contenue dans les sucs digestifs des animaux et des humains, dans les grains germés, dans les moisissures et les levures. L'absence génétiquement déterminée de cette enzyme dans la membrane muqueuse de l'intestin humain entraîne une intolérance congénitale de M. - une maladie grave qui nécessite l'exclusion du régime de M., de l'amidon et du glycogène ou de l'ajout de maltase à la nourriture.

Litt.: Chimie des glucides, M., 1967; Harris G., Fondements de la génétique biochimique humaine, traduit de l'anglais, M., 1973.

http://magictemple.ru/maltoza-sostoit-iz/

Maltose

Le maltose ou sucre de malt est un disaccharide naturel qui est un intermédiaire dans la dégradation de l'amidon et du glycogène.

Sous sa forme libre dans les denrées alimentaires, il se trouve dans le miel, le malt, la bière, la mélasse et les grains germés.

Le maltose se compose de deux résidus D-glucose liés ensemble par une liaison O-glycosidique et a la formule développée suivante:

Fig. 6.8. La formule structurelle du maltose

Le maltose est un homo-oligosaccharide, car il se compose de résidus
α-D - glucose.

Une liaison O-glycosidique est formée entre α-С₁-l'atome de carbone d'un résidu de glucose et l'atome d'oxygène du groupe hydroxyle situé en C₄-atome de carbone d'un autre résidu de glucose.

Désignée comme liaison α (1 → 4) glycosidique.

Dans le corps, le maltose est hydrolysé par des enzymes amylases en monosaccharides, qui pénètrent à travers les parois intestinales. Ensuite, ils se transforment en phosphates et entrent déjà sous cette forme dans le sang.

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Formule de maltose

Définition et formule du maltose

Dans des conditions normales, il s'agit de cristaux incolores (Fig. 1), qui se dissolvent bien dans l'eau et qui ont un goût sucré. Le point de fusion du maltose est de 108 ° C.

Fig. 1. Maltose. Apparence.

Formule chimique du maltose

Formule chimique du maltose C₁₂H₂₂O₁₁. Il montre la composition qualitative et quantitative de la molécule (combien et quels atomes sont inclus dans un composé particulier). Par la formule chimique, le poids moléculaire de l'acide linolénique (Ar (C) = 12 amu, Ar (H) = 1 amu) peut être calculé. m., Ar (O) = 16 amu):

M. (C₁₂H₂₂O₁₁) = 12 × 12 + 22 × 1 + 11 × 16 = 144 + 22 + 176 = 342.

Formule structurelle (graphique) du maltose

La formule structurelle (graphique) du maltose est plus visuelle (Fig. 2). Il montre comment les atomes sont connectés les uns aux autres dans la molécule.

http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-maltozy/

Maltose

Le maltose («maltum», traduit du latin «malt») est un disaccharide naturel constitué de deux résidus de D-glucose liés ensemble.

Un autre nom pour la substance est «sucre de malt». Le terme a été attribué au chimiste français Nikol Theodor de Saussure au début du XIXe siècle.

Le rôle principal du composé est d’alimenter le corps humain en énergie. Le maltose est produit par l'action du malt sur l'amidon. Le sucre sous forme libre se trouve dans les tomates, les moisissures, la levure, les grains d'orge germés, les oranges et le miel.

Informations générales

Maltose - qu'est-ce que c'est?

Le 4 - O - α - D - glucopyranosyl - D - glucose est une poudre cristalline blanche, bien soluble dans l 'eau, insoluble dans l' éther et l 'alcool éthylique. Le disaccharide est hydrolysé par l'enzyme maltose et les acides contenus dans le foie, le sang, le suc pancréatique, les intestins et les muscles. Il restaure des solutions de Fehling (réactif au cuivre-tartrate) et de nitrate d'argent.

La formule chimique du maltose est C12H22O11.

Quelle est la valeur nutritionnelle du produit?

Le sucre de malt, contrairement à la canne et à la betterave, est moins sucré. Il est utilisé comme additif alimentaire pour la préparation de sbitya, d'hydromel, de kvas, de bière maison.

Il est intéressant de noter que le sucrose du fructose est estimé à 173 points, le saccharose à 100 points, le glucose à 81, le maltose à 32 et le lactose à 16 points.

Le rapport énergétique du maltose B: W: Y est 0%: 0%: 105%. Calories - 362 kcal pour 100 grammes de produit.

Métabolisme des disaccharides

Le maltose est facilement absorbé par le corps humain. Le composé est clivé par l'action des enzymes maltase et a-glucosidase, contenues dans le suc digestif. Leur absence indique une défaillance génétique dans l'organisme et conduit à une intolérance congénitale au sucre de malt. En conséquence, afin de rester en bonne santé, il est important pour ces personnes d’éliminer de leur régime alimentaire les aliments contenant du glycogène, de l’amidon, du maltose ou de prendre régulièrement de la maltase dans les aliments.

Normalement, chez une personne en bonne santé, après son entrée dans la cavité buccale, le disaccharide est exposé à l'enzyme amylase. Les aliments glucidiques entrent ensuite dans l’estomac et les intestins, où des enzymes pancréatiques sont sécrétées pour leur digestion. Le traitement final du disaccharide en monosaccharides se fait par les villosités qui tapissent l'intestin grêle. Les molécules de glucose libérées couvrent rapidement les coûts énergétiques d'une personne soumise à des charges intenses. De plus, le maltose est formé par le clivage hydrolytique partiel des composés de réserve principaux - l'amidon et le glycogène.

Son index glycémique est de 105. Les diabétiques devraient donc exclure ce produit du menu, car il provoque une forte libération d'insuline et une augmentation rapide du taux de sucre dans le sang.

Besoin quotidien

La composition chimique du maltose dépend des matières premières à partir desquelles il est produit (blé, orge, maïs, seigle).

Dans le même temps, le complexe vitamino-minéral composé de sucre de malt comprend les nutriments suivants:

Les nutritionnistes recommandent de limiter la consommation de sucre à 100 grammes par jour. Dans le même temps, le nombre de maltose par jour pour un adulte peut atteindre 35 grammes.

Pour réduire la charge sur le pancréas et prévenir le développement de l'obésité, il convient d'éviter l'utilisation de la norme quotidienne de sucre de malt dans les autres produits contenant du sucre (fructose, glucose, saccharose). Il est conseillé aux personnes âgées de réduire le composé à 20 grammes par jour.

Une activité physique intense, le sport, une activité mentale accrue nécessitent des coûts énergétiques élevés et augmentent les besoins du corps en maltose et en glucides simples. Un mode de vie sédentaire, le diabète sucré, le travail sédentaire exigent au contraire de limiter la quantité de disaccharide à 10 grammes par jour.

Symptômes signalant une déficience en maltose dans le corps:

humeur dépressive;
faiblesse
manque de force;
l'apathie;
la léthargie;
épuisement de l'énergie.

En règle générale, l’absence de disaccharide est rare car le corps humain produit lui-même un composé à partir de glycogène, l’amidon.

Symptômes de surdosage en sucre malté:

une indigestion;
réactions allergiques (éruption cutanée, démangeaisons, brûlures des yeux, dermatite, conjonctivite);
des nausées;
des ballonnements;
l'apathie;
bouche sèche.

Si des symptômes d'excès apparaissent, la prise d'aliments riches contre le maltose doit être annulée.

Bénéfice et préjudice

Le maltose, dans la composition des pâtes de purée de blé germé, est un entrepôt de vitamines, de minéraux, de fibres et d’acides aminés.

C'est une source d'énergie universelle pour les cellules du corps. N'oubliez pas que le stockage à long terme du sucre de malt entraîne une perte de propriétés bénéfiques.

Il est interdit au maltose de prendre les personnes intolérantes au produit, car il peut causer de graves dommages à la santé humaine.

De plus, une substance sucrée dont l'utilisation est non contrôlée conduit à:

perturbation du métabolisme des glucides;
l'obésité;
le développement de maladies cardiaques;
augmentation de la glycémie;
augmenter le cholestérol;
l'apparition de l'athérosclérose précoce;
réduction de la fonction de l'appareil insulaire, la formation de l'état de prédiabète;
violation de la sécrétion d'enzymes de l'estomac, des intestins;
la destruction de l'émail des dents;
l'hypertension;
immunité réduite;
fatigue accrue;
maux de tête.

Pour maintenir une bonne santé et la santé du corps, il est recommandé d’utiliser du sucre de malt en quantité modérée, ne dépassant pas le taux journalier. Autrement, les propriétés bénéfiques du produit sont mises à mal, et il commence justement à justifier son nom tacite "douce mort".

Des sources

Le maltose est obtenu à partir de la fermentation du malt, dans lequel les cultures céréalières suivantes sont utilisées: blé, maïs, seigle, riz ou avoine. Fait intéressant, la mélasse contient du sucre de malt extrait de moisissures.

http://foodandhealth.ru/komponenty-pitaniya/maltoza/

Formule cyclique de maltose

Neurofibromatose de type II - Maladie humaine héréditaire proche de la neurofibromatose de type I, à partir de laquelle elle se différencie par la formation fréquente de tumeurs bénignes et par le fait qu'elle est beaucoup moins fréquente (1: 40000). La neurofibromatose de type II est causée par des mutations du gène suppresseur de tumeur, qui code pour une protéine appelée "merlin".

Manuel

La plasmolyse est le processus de séparation du protoplaste de la paroi cellulaire sous l'action d'une solution de concentration supérieure à la concentration de sève cellulaire.

Manuel

Les protéines de haute qualité sont des protéines contenant un ensemble complet d'acides aminés essentiels.

Manuel

Cistron - Unité génétique, détectée par le test de complémentation; est équivalent à un gène et signifie une unité d'ADN qui code pour une protéine.

Manuel

Mitose - La division du noyau, après la réplication des chromosomes, a pour résultat que les noyaux filles contiennent le même nombre de chromosomes que les noyaux parents.

Manuel

Une situation extrême est une situation extraordinaire et critique qui nécessite des solutions non triviales (inhabituelles, originales) pour la surmonter ou en sortir.

http://molbiol.kirov.ru/spravochnik/structure/39/228.html

Conférences sur la biochimie

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Un certain nombre de maladies sont étroitement liées à la perturbation du métabolisme des glucides: diabète sucré, galactosémie, violation du système de dépôt de glycogène, intolérance au lait, etc.

Il convient de noter que, dans le corps humain et le corps animal, les glucides sont présents en plus petite quantité (pas plus de 2% du poids sec du corps) que les protéines et les lipides; Dans les organismes végétaux, les glucides représentent jusqu'à 80% du poids sec des glucides, c'est pourquoi la biosphère contient en général plus de glucides que tous les autres composés organiques combinés.

6. Rédigez un schéma d'oxydation du glucose dans différentes conditions et nommez les composés formés.

7. Écris l'équation des réactions de la fermentation alcoolique et lactique.

L'équation chimique de la fermentation alcoolique: C6H22O6 ® 2C2H5OH + 2CO2 a été donnée par les chimistes français A. Lavoisier (1789) et J. Gay-Lussac (1815).

L'équation de la fermentation alcoolique peut être résumée comme suit:

C6H22O6 + 2H3PO4 + 2ADPH ® 2CH3CH3OH + 2CO2 + 2ATP.

L'acide lactique B. Les bactéries de l'acide lactique sont divisées en 2 groupes - homofermentatif et hétérofermentaire. Des bactéries homofermentaires (par exemple, Lactobacillus delbrückii) ont fractionné des monosaccharides pour former deux molécules d'acide lactique conformément à l'équation résultante: C6H22O6 = 2CH3CHOH-COOH.

1. Examiner la structure et les propriétés des disaccharides réducteurs et non réducteurs.

Les disaccharides sont des O-glycosides de monosaccharides et forment deux monosaccharides identiques ou différents au cours de l'hydrolyse. Les disaccharides sont divisés en non réducteurs et réducteurs. Pour réduire, inclure, par exemple, le tréhalose:

Les deux hydroxyles glycosidiques sont impliqués dans la formation de la liaison glycosidique, les disaccharides non réducteurs ne sont donc pas capables de tautomériser avec la formation de la forme ouverte et du groupe oxo libre. Par conséquent, les disaccharides non réducteurs ne donnent pas de réactions caractéristiques de la forme ouverte de monosaccharides, à savoir: ne pas interagir avec l'hydroxyde de diamine-argent, l'hydroxyde de cuivre, la phénylhydrazine, l'hydroxylamine, l'acide cyanhydrique. Pour réduire les disaccharides, il reste un hydroxyle glycoside libre (sur les figures, il est souligné par deux tirets rouges), par exemple:

Les disaccharides réducteurs sont capables de tautomérisme. Ainsi, un résidu de monosaccharide qui a conservé son hydroxyle glycosidique peut passer à une forme ouverte (sans perdre le lien avec le résidu du second monosaccharide):

Pour cette raison, les disaccharides réducteurs sont capables de mutarotation et d'épimérisation. Ils s'oxydent (d'où le nom - restaurant):

Restauré par l'amalgame de sodium ou les hydrures métalliques complexes:

Alkylés par des alcools en milieu acide (généralement en présence de HCl), formant des glycosides disaccharidiques:

Les disaccharides réducteurs et non réducteurs sont alkylés par des haloalkyles:

et sont acylés par des anhydrides ou des halogénures d'acide:

Au cours de l'hydrolyse, qui survient lorsqu'une solution aqueuse d'un disaccharide est chauffée en présence d'un acide (généralement sulfurique), des monosaccharides sont formés, par exemple, lorsque le saccharose hydrolyse un mélange de glucose et de fructose et hydrolyse le lactose, un mélange de galactose et de glucose.

Écrivez les formules pour le maltose, le lactose et le saccharose et donnez-leur des noms systématiques.

Le maltose (sucre de malt) se trouve dans le malt, c.-à-d. dans les grains de céréales germés. Le maltose est obtenu par hydrolyse incomplète de l'amidon par les enzymes du malt. Le maltose est isolé à l'état cristallin, il est bien soluble dans l'eau, fermenté par la levure. Le maltose est constitué de deux unités D-glucopyranose liées par une liaison glycosidique entre le carbone C-1 (carbone anomère) d’une unité glucose et le carbone C-4 d’une autre unité glucose. Cette liaison s'appelle la liaison -1,4-glycosidique. La formule de Heors-Maltose indiquée ci-dessous est indiquée par le préfixe - car le groupe OH avec le carbone anomère de l'unité de glucose à droite est -hydroxyle. Le maltose est un sucre réducteur. Son groupe hémiacétal est en équilibre avec la forme aldéhyde libre et peut être oxydé en acide multibionique carboxylique.

Formules de maltose Heuors dans des formulations cycliques et aldéhydiques

Le lactose (sucre du lait) est contenu dans le lait (4–6%). Il est obtenu à partir de lactosérum après avoir retiré le caillé. Le lactose est nettement moins sucré que le sucre de betterave. Il est utilisé pour la fabrication d'aliments pour bébés et de produits pharmaceutiques. Le lactose est constitué de résidus de molécules de D-glucose et de D-galactose et est du 4- (-D-galactopyranosyl) -D-glucose, c'est-à-dire n'a pas - et - liaison glycosidique.
A l'état cristallin, les formes u de lactose sont isolées, les deux appartiennent aux sucres réducteurs.

Heuors formule lactose (-form)

Formule de saccharose Heuors

3. Décrivez le rôle biologique et l’utilisation des disaccharides.

Disaccharides, bios, glucides, dont les molécules consistent en deux résidus monosaccharidiques. Tous les disaccharides sont construits en fonction du type de glycosides. Dans ce cas, l'atome d'hydrogène de l'hydroxyle glycosidique d'une molécule de monosaccharide est remplacé par le reste des autres molécules de monosaccharide en raison d'un hydroxyle hémiacétal ou alcoolique. Dans le premier cas, il se forme des disaccharides sans propriétés réductrices, dans le second, des disaccharides à propriétés réductrices. Le groupe des disaccharides non réducteurs comprend le tréhalose (mycose ou sucre fongique) constitué de 2 résidus de glucose; le saccharose, constitué de résidus de glucose et de fructose, etc. Le groupe des disaccharides réducteurs comprend le maltose, le cellobiose, le lactose, etc. Les disaccharides peuvent contenir des cycles de monosaccharides à 5 et 6 chaînons (pentoses et hexoses) et peuvent varier ou b-glycosides). Les formes spatiales (conformations) des anneaux de résidus monosaccharidiques dans différents disaccharides peuvent varier. Ainsi, le cellobiose et le maltose diffèrent non seulement par la configuration de la liaison glycosidique (a - dans le maltose et b - dans le cellobiose), mais aussi par le fait que dans le cellobiose, les deux résidus sont dans la même conformation et dans le maltose - dans différents.

Disaccharides - substances bien cristallisantes, facilement solubles dans l’eau et dans l’alcool à 45 - 48 ° C, peu solubles dans l’alcool à 96 ° C; optiquement actif; doux au goût. L'hydrolyse de D. (pour le saccharose s'appelle l'inversion) se produit sous l'action des acides; en présence d'un cycle à 5 chaînons dans le résidu de monosaccharide, le taux d'hydrolyse acide de D. augmente. L'hydrolyse de D. est également effectuée par des enzymes (carbohydrases), par exemple les glycosidases a ou b (en fonction du type de liaison glycosidique dans les disaccharides). À la suite de l'hydrolyse, des monosaccharides sont formés.

Les disaccharides sont largement distribués chez les animaux et les plantes. On les trouve à l'état libre (en tant que produits de la biosynthèse ou de l'hydrolyse partielle de polysaccharides), ainsi qu'en tant que composants structurels de glycosides et d'autres composés. Habituellement, D. provient de sources naturelles (par exemple, le saccharose - de la betterave à sucre ou de la canne à sucre, le lactose - du lait de vache). Beaucoup de D. synthétisent des méthodes chimiques et biochimiques.

Le saccharose, le lactose et le maltose sont des substances alimentaires et aromatisantes précieuses. L'industrie du sucre est engagée dans la production de saccharose.

1. Décris la structure de l’amidon.

L'amidon est constitué de 2 polysaccharides - l'amylose et l'amylopectine, formés par des résidus de glucose. Il a été prouvé expérimentalement que la formule chimique de l'amidon (C6H20O5) n.

Il est établi que l'amidon est constitué non seulement de molécules linéaires, mais également de molécules à structure ramifiée. Ceci explique la structure granulaire de l'amidon. Il s'accumule sous forme de grains, principalement dans les cellules de graines, bulbes, tubercules, ainsi que dans les feuilles et les tiges. L'amidon est une poudre blanche, insoluble dans l'eau froide. Dans l'eau chaude, il gonfle et forme une pâte.

2. Écris les formules des unités structurelles de l’amylose et de l’amylopectine.

Décrivez le rôle biologique de l'amidon.

L'amidon, l'un des produits de la photosynthèse, est largement distribué dans la nature. Pour les plantes, il s'agit d'un stock d'éléments nutritifs, principalement dans les fruits, les graines et les tubercules. Les céréales des plantes céréalières sont les plus riches en amidon: riz (jusqu'à 86%), blé (jusqu'à 75%), maïs (jusqu'à 72%) et tubercules de pomme de terre (jusqu'à 24%). Pour le corps humain, l’amidon et le saccharose sont le principal fournisseur de glucides - l’un des composants les plus importants de l’alimentation. Sous l'action d'enzymes, l'amidon est hydrolysé en glucose, lequel est oxydé dans les cellules en dioxyde de carbone et en eau avec la libération de l'énergie nécessaire au fonctionnement d'un organisme vivant.

La solution d'amidon dans l'eau est un liquide non newtonien.

4. Écris la formule de l’unité structurelle de la cellulose.

http://works.doklad.ru/view/Yh3ILZZWyfY/6.html

CHAPITRE 11. GLUCIDES

Les glucides font partie des cellules et des tissus de tous les organismes végétaux et animaux. Ils sont d’une grande importance en tant que sources d’énergie dans les processus métaboliques.

Les glucides sont l'ingrédient principal de la nourriture des mammifères. Leur représentant bien connu - le glucose - se trouve dans les jus de légumes, les fruits, les fruits et plus particulièrement les raisins (d'où son nom - le sucre de raisin). C'est un composant essentiel du sang et des tissus des animaux et une source d'énergie directe pour les réactions cellulaires.

Les glucides se forment lors de la photosynthèse dans les plantes à partir de dioxyde de carbone et d’eau. Pour les humains, la principale source de glucides est la nourriture végétale.

Les glucides sont divisés en monosaccharides et polysaccharides. Les monosaccharides ne s'hydrolysent pas pour former des glucides plus simples. Les polysaccharides capables d'hydrolyse peuvent être considérés comme des produits de polycondensation de monosaccharides. Les polysaccharides sont des composés de masse moléculaire élevée dont les macromolécules contiennent des centaines et des milliers de résidus monosaccharides. Le groupe intermédiaire entre les mono- et polysaccharides est constitué d'oligosaccharides (du grec. Oligos - un peu), ayant un poids moléculaire relativement faible.

Une partie des noms ci-dessus, saccharides, est associée au nom commun des glucides, sucre, qui est toujours utilisé.

11.1.1. Structure et stéréoisomérie

En règle générale, les monosaccharides sont des solides très solubles dans l’eau, faiblement alcooliques et insolubles dans la plupart des solvants organiques. Presque tous les monosaccharides ont un goût sucré.

Les monosaccharides peuvent exister à la fois sous forme ouverte (oxoforme) et sous forme cyclique. En solution, ces formes isomères sont en équilibre dynamique.

Formulaires ouverts. Les monosaccharides (monosaccharides) sont des composés hétérofonctionnels. Leurs molécules contiennent simultanément du carbonyle (aldéhyde ou cétone) et plusieurs groupes hydroxyle, c’est-à-dire que les monosaccharides sont des composés polyhydroxycarbonyle - polyhydroxyaldéhydes et polyhydroxycétones. Ils ont une chaîne de carbone non ramifiée.

Les monosaccharides sont classés en fonction de la nature du groupe carbonyle et de la longueur de la chaîne carbonée. Les monosaccharides contenant un groupe aldéhyde sont appelés aldoses, et un groupe cétone (généralement en position 2), cétose (le suffixe -ose est utilisé pour les noms de monosaccharides: glucose, galactose, fructose, etc.). En général, la structure des aldoses et de la cétose peut être représentée comme suit.

En fonction de la longueur de la chaîne carbonée (3 à 10 atomes), les monosaccharides sont divisés en trioses, tétroses, pentoses, hexoses, heptoses, etc. Les pentoses et les hexoses sont les plus courants.

Stéréoisomérie. Les molécules de monosaccharide contiennent plusieurs centres de chiralité, ce qui explique l'existence de nombreux stéréoisomères correspondant à la même formule développée. Par exemple, il y a quatre atomes de carbone asymétriques dans l'aldohexose et 16 stéréoisomères (24) lui correspondent, à savoir 8 paires d'énantiomères. Par rapport aux aldoses correspondants, les cétohexoses contiennent un atome de carbone de moins chiral, le nombre de stéréoisomères (2 3) est donc réduit à 8 (4 paires d’énantiomères).

Les formes ouvertes (non cycliques) de monosaccharides sont décrites sous forme de formules de projection de Fisher (voir 7.1.2). La chaîne de carbone en eux est enregistrée verticalement. Dans le cas des aldoses, un groupe aldéhyde est placé en haut et, dans la cétose, le groupe alcool primaire adjacent au carbonyle. De ces groupes commencent la numérotation de la chaîne.

Pour désigner la stéréochimie, le système D, L est utilisé. L'affectation d'un monosaccharide aux séries D ou L est effectuée en fonction de la configuration du centre chiral, qui est le plus éloigné du groupe oxo, quelle que soit la configuration des autres centres! Pour les pentoses, ce centre "déterminant" est l'atome de C-4 et pour les hexoses - C-5. La position du groupe OH au dernier centre de la chiralité à droite indique que le monosaccharide appartient à la série D, à gauche à la série L, c'est-à-dire par analogie avec le standard stéréochimique - glycérol aldéhyde (voir 7.1.2).

Il est connu que pour désigner la structure stéréochimique de composés à plusieurs centres de chiralité, le système R, S est universel (voir 7.1.2). Cependant, la maladresse des noms de monosaccharides ainsi obtenus limite son application pratique.

La plupart des monosaccharides naturels appartiennent à la série D. Le D-ribose et le D-xylose sont courants parmi l'aldopentose, et le D-ribulose et le D-xylulose du cétopentose.

Les noms communs de cétose sont formés par l'introduction du suffixe -ul dans les noms de l'aldose correspondant: ribose correspond au ribulose, xylose au xylulose (le nom «fructose» tombe de cette règle, qui n'a aucun lien avec le nom de l'aldose correspondant).

Comme on peut le voir à partir des formules ci-dessus, les d-aldohexoses stéréoisomères, ainsi que les d-aldopentoses et les d-cétopentoses, sont des diastéréomères. Parmi eux se trouvent ceux qui diffèrent par la configuration d'un seul centre de chiralité. Les diastéréoisomères différant dans la configuration d'un seul atome de carbone asymétrique sont appelés épimères. Les épimères sont un cas particulier de diastéréoisomères. Par exemple, le d-glucose et le d-galactose sont différents.

de l'autre, seule la configuration de l'atome de C-4, c'est-à-dire qu'ils sont des épimères de C-4. De même, le d-glucose et le d-mannose sont des épimères en C-2 et le d-ribose et le d-xylose en C-3.

Chaque aldose de la série d correspond à l'énantiomère de la série l avec la configuration opposée de tous les centres de la chiralité.

Formes cycliques. Les formes ouvertes de monosaccharides sont pratiques pour considérer les relations spatiales entre les monosaccharides stéréoisomères. En fait, les monosaccharides ont une structure à demi-acétal cyclique. La formation de formes cycliques de monosaccharides peut être représentée à la suite de l'interaction intramoléculaire des groupes carbonyle et hydroxyle (voir 9.2.2) contenus dans la molécule de monosaccharide.

Le groupe hydroxyle semi-acétal dans la chimie des glucides est appelé glycosidique. Par ses propriétés, il est significativement différent des autres groupes hydroxyle (alcool).

À la suite de la cyclisation, des cycles furanose (à cinq chaînons) et pyranose (à six chaînons) plus stables sur le plan thermodynamique sont formés. Les noms des cycles sont dérivés des noms de composés hétérocycliques apparentés - furane et pyranne.

La formation de ces cycles est associée à la capacité des chaînes carbonées des monosaccharides à adopter une conformation en forme de triche suffisamment avantageuse (voir 7.2.1). En conséquence, les groupes aldéhyde (ou cétone) et hydroxyle en C-4 (ou C-5) se rencontrent dans l’espace, c’est-à-dire les groupes fonctionnels résultant de l’interaction entre laquelle se produit la cyclisation intramoléculaire. Si un groupe hydroxyle en C-5 réagit en aldohexose, un hémiacétal avec un cycle de pyranose à six chaînons apparaît. Un cycle similaire en cétohexose est obtenu lorsqu'un groupe hydroxyle est impliqué dans la réaction en C-6.

Dans les noms de formes cycliques, ainsi que le nom du monosaccharide, indiquez la taille du cycle avec les mots pyranose ou furanose. Si un groupe hydroxyle est impliqué dans la cyclisation de l'aldohexose en C-4 et de la cétohexose en C-5, des hémisphères à cycle furanose à cinq chaînons sont obtenus.

Dans la forme cyclique, un centre de chiralité supplémentaire est créé - un atome de carbone qui faisait auparavant partie du groupe carbonyle (pour les aldoses, il s'agit de C-1). Cet atome est appelé anomère et les deux stéréoisomères correspondants sont appelés anomères α et β (Fig. 11.1). Les anomères sont un cas particulier d'épimères.

Différentes configurations de l'atome de carbone anomère sont dues au fait que le groupe aldéhyde, du fait de la rotation autour de la liaison σ C-1-C-2, est attaqué par l'atome d'oxygène nucléophile de différents côtés (voir Fig. 11.1). En conséquence, des hémiacétals présentant des configurations opposées du centre anomérique sont formés.

Dans l'anomère α, la configuration du centre anomérique est identique à celle du centre chiral «d'extrémité», qui détermine s'il appartient à la rangée d ou l, alors qu'il est opposé dans l'anomère β. Dans les formules de projection de Fisher des monosaccharides de la rangée D de l’anomère α, le groupe OH glycoside est situé à droite et dans l’anomère β, à gauche de la chaîne carbonée.

Fig. 11.1. Formation d'anomères α et β sur l'exemple du d-glucose

Formule de Heuors. Les formes cycliques des monosaccharides sont décrites sous la forme de formules prometteuses de Heuors, dans lesquelles les cycles sont représentés sous la forme de polygones plats perpendiculaires au plan de la figure. L'atome d'oxygène est situé dans le cycle du pyranose à l'extrême droite, dans le furane - derrière le plan du cycle. Les symboles d'atomes de carbone dans les cycles n'indiquent pas.

Pour passer aux formules de Heuors, la formule cyclique de Fisher est transformée afin que l’atome d’oxygène du cycle soit situé sur la même ligne droite que les atomes de carbone du cycle. Ceci est illustré ci-dessous par l'exemple de l'a-d-glucopyranose par deux permutations sur l'atome de C-5, ce qui ne modifie pas la configuration de ce centre asymétrique (voir 7.1.2). Si la formule de Fisher transformée est positionnée horizontalement, comme requis par les règles d'écriture des formules de Heuors, les substituants situés à droite de la ligne verticale de la chaîne carbonée seront sous le plan du cycle et ceux qui se trouvaient à gauche seront au-dessus de ce plan.

Dans la d-aldohexose sous forme de pyranose (et dans la d-aldopentose sous la forme de furanose), le groupe CH 2 OH est toujours situé au-dessus du plan du cycle, ce qui est un signe formel de la série d. Le groupe hydroxyle glycosidique dans les a-anomères de d-aldose apparaît sous le plan du cycle, dans les β-anomères - au-dessus du plan.

Par souci de simplicité, les formules de Heuors ne décrivent souvent pas les symboles des atomes d’hydrogène et leurs liaisons aux atomes de carbone du cycle. Si nous parlons d'un mélange d'anomères ou d'un stéréoisomère avec une configuration inconnue du centre de l'anomère, la position du groupe glycosidique OH est indiquée par une ligne ondulée.

Selon les mêmes règles, la transition s’effectue également dans le cas de la cétose, qui est illustrée ci-dessous par l’exemple de l’un des anomères de la forme furanose du d-fructose.

À l'état solide, les monosaccharides sont sous forme cyclique. Selon le solvant à partir duquel le d-glucose a été recristallisé, il est obtenu soit sous forme de d-glucopyranose (à partir d'alcool ou d'eau), soit sous forme de β-d-glucopyranose (à partir de pyridine). Ils diffèrent par la magnitude de l'angle de rotation spécifique [a]_D 20, à savoir +112? à un anomère et +19? à l'anomère β. Dans une solution fraîchement préparée

chaque anomère, au repos, une modification de la rotation spécifique est observée jusqu'à ce qu'un angle de rotation constant, égal pour celle-ci et l'autre solution, soit +52,5?.

La variation temporelle de l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière avec des solutions glucidiques est appelée mutarotation.

L'essence chimique de la mutarotation est la capacité des monosaccharides à exister sous la forme d'un mélange à l'équilibre de tautomères - formes ouvertes et cycliques. Ce type de tautomérie s'appelle cyclo-oxo-tautomérie.

Dans les solutions, l'équilibre entre les quatre tautomères cycliques de monosaccharides est établi par la forme ouverte, l'oxoforme. L'interconversion des anomères a et β l'un par l'autre à travers un oxoforme intermédiaire est appelée anomérisation.

Ainsi, la solution de d-glucose existe sous forme de tautomères: oxoformes et anomères a et β des formes cycliques pyranose et furanose.

Dans un mélange de tautomères, les formes de pyranose prédominent. L'oxoforme ainsi que les tautomères avec les cycles du furanose sont contenus en petites quantités. Il importe cependant, non pas le contenu absolu d'un tautomère, mais la possibilité de son passage l'un dans l'autre, ce qui conduit à reconstituer la quantité de la forme «souhaitée» au fur et à mesure de sa consommation.

dans n'importe quel processus. Par exemple, malgré la faible teneur en oxoforme, le glucose réagit de manière caractéristique du groupe aldéhyde.

Des transformations tautomères similaires se produisent dans des solutions contenant tous les monosaccharides et les oligosaccharides les plus connus. Vous trouverez ci-dessous un diagramme des transformations tautomères du principal représentant du cétohexose, le d-fructose, contenu dans les fruits, le miel et une partie du saccharose (voir 11.2.2).

Les formules visuelles des Hewors ne reflètent toutefois pas la géométrie réelle des molécules de monosaccharide, car les cycles à cinq et six membres ne sont pas plats. Ainsi, le cycle du pyranose à six chaînons, à l'instar du cyclohexane, adopte la conformation de chaise la plus favorable (voir 7.2.2). Dans les monosaccharides courants, le groupe d'alcool primaire en vrac CH 2 OH et la plupart des groupes hydroxyle se trouvent dans des positions équatoriales plus favorables.

Parmi les deux anomères du d-glucopyranose, l’anomère β domine dans la solution, dans laquelle tous les substituants, y compris l’hydroxyle de l’hémiacétal, sont situés de manière équatoriale.

La stabilité thermodynamique élevée du d-glucopyranose due à sa structure conformationnelle explique la plus grande distribution de d-glucose dans la nature parmi les monosaccharides.

La structure conformationnelle des monosaccharides prédétermine l'arrangement spatial des chaînes de polysaccharides, formant leur structure secondaire.

11.1.4. Monosaccharides non classiques

Les monosaccharides non classiques sont une série de composés qui ont une «architecture» structurelle commune aux monosaccharides «classiques» ordinaires (aldoses et cétoses), mais se différencient par la modification d'un ou de plusieurs groupes fonctionnels ou par l'absence de certains d'entre eux. Dans ces composés, le groupe OH est souvent absent. On les appelle en ajoutant au nom du monosaccharide d'origine le préfixe désoxy - (signifiant l'absence du groupe OH) et le nom du «nouveau» substituant.

Dezoxy sucre. Le plus commun des désoxy sucres, le 2-désoxy-D-ribose, est un composant structurel de l'ADN. Les glycosides cardiaques naturels (voir 15.3.5) utilisés en cardiologie contiennent des résidus de didésoxy sucres, par exemple des digitoxoses (glycosides cardiaques de la digitale).

Aminosugara. Ces dérivés, qui contiennent un groupe amino au lieu d'un groupe hydroxyle (généralement en C-2), possèdent des propriétés basiques et forment des sels cristallins avec des acides. Les représentants les plus importants des sucres aminés sont les analogues du d-glucose et du d-galactose, pour lesquels ils utilisent souvent des substances semi-triviales.

Les autres noms sont d-glucosamine et d-galactosamine, respectivement. Le groupe amino en eux peut être acylé avec des résidus d'acide acétique, parfois d'acide sulfurique.

Aldite. Les alditols, également appelés sucres alcools, comprennent les alcools polyhydriques contenant un groupe hydroxyle au lieu du groupe oxo = 0. Chaque aldose correspond à un aldit, au nom duquel le suffixe -it est utilisé à la place de -thru, par exemple, d-mannitol (de d-mannose). Les aldiths ont une structure plus symétrique que les aldoses, c'est pourquoi ils contiennent des composés méso (symétriques intérieurement), par exemple le xylitol.

Sucre aigre. Les monosaccharides, qui contiennent le groupe COOH à la place de l’unité CH 2 OH, ont pour nom commun acides uroniques. Leurs noms utilisent la combinaison d'acide uronique au lieu du suffixe -Oza de l'aldose correspondant. Notez que la numérotation de la chaîne est effectuée à partir de l'atome de carbone de l'aldéhyde, et non de l'atome de carbone, afin de préserver la relation structurelle avec le monosaccharide d'origine.

Les acides uroniques sont des composants de polysaccharides végétaux et bactériens (voir 13.3.2).

Les monosaccharides contenant un groupe carboxyle au lieu d'un groupe aldéhyde sont appelés acides aldoniques. Si des groupes carboxyle sont présents aux deux extrémités de la chaîne carbonée, ces composés sont appelés collectivement acides aldariques. Dans la nomenclature de ces types d’acides, on utilise respectivement les combinaisons de nouvel acide et d’acide de printemps.

Les acides aldoniques et aldariques ne peuvent pas former de formes cycliques tautomères, car ils ne possèdent pas de groupe aldéhyde. Les acides aldariques, comme les alditols, peuvent exister en tant que composés méso (par exemple, l'acide galactarique).

Acide ascorbique (vitamine C). Cette vitamine, peut-être la plus ancienne et la plus populaire, a une structure proche des monosaccharides et est une γ-lactone d'acide (I). Acide ascorbique

trouvé dans les fruits, en particulier les agrumes, les baies (rose sauvage, cassis), les légumes, le lait. Il est produit à grande échelle dans l'industrie à partir de d-glucose.

L'acide ascorbique présente des propriétés acides assez fortes (pK_un 4,2) en raison de l'un des groupes hydroxyle du fragment d'endiol. Lorsque les sels se forment, le cycle γ-lactone ne s'ouvre pas.

L'acide ascorbique a de fortes propriétés réductrices. L'acide déhydroascorbique formé lors de son oxydation est facilement réduit en acide ascorbique. Ce processus fournit une série de réactions rédox dans le corps.

11.1.5. Propriétés chimiques

Les monosaccharides sont des substances à réactivité élevée. Leurs molécules contiennent les centres de réaction les plus importants suivants:

• hydroxyle de l’hémiacétal (surligné en couleur);

• groupes hydroxyle alcooliques (tous les autres, sauf hémiacétal);

• groupe carbonyle de forme acyclique.

Les glycosides. Les glycosides comprennent des dérivés d'hydrates de carbone cycliques, dans lesquels le groupe hydroxyle de l'hémiacétal est remplacé par le groupe OR. Le composant non glucidique du glycoside est appelé aglycone. La connexion entre le centre anomérique (dans les aldoses c'est C-1, dans la cétose - C-2) et le groupe OR est appelée glycosidique. Les glycosides sont des acétates de formes cycliques d'aldose ou de cétose.

Selon la taille du cycle des oxydes, les glycosides sont subdivisés en pyranosides et furanosides. Les glucosides glycosides sont appelés glucosides, ribose - ribosides, etc. Le nom complet de glycosides est suivi du nom du radical R, de la configuration du centre anomère (α- ou β-) et du nom du résidu glucidique avec remplacement du suffixe-to -ide (voir exemples dans le schéma réactionnel ci-dessous).

Les glycosides sont formés par l’interaction de monosaccharides avec des alcools dans des conditions de catalyse acide; dans ce cas, seul le groupe hémiacétal OH réagit.

Les solutions glycosidiques ne mutarote pas.

La transformation d'un monosaccharide en glycoside est un processus complexe qui se déroule dans une série de réactions consécutives. En général, il est

il est logique d'obtenir des acétals acycliques (voir 5.3). Cependant, en raison de la réversibilité de la réaction en solution, les formes tautomères du monosaccharide de départ et de quatre glycosides isomères (les anomères α et β des furanosides et des pyranosides) peuvent être en équilibre.

Comme tous les acétals, les glycosides sont hydrolysés avec des acides dilués, mais résistent à l'hydrolyse en milieu faiblement alcalin. L'hydrolyse des glycosides conduit aux alcools et aux monosaccharides correspondants et constitue une réaction, l'inverse de leur formation. L'hydrolyse enzymatique des glycosides sous-tend le clivage des polysaccharides effectué chez des organismes animaux.

Les esters Les monosaccharides sont facilement acylés par des anhydrides d'acides organiques, formant des esters avec la participation de tous les groupes hydroxyle. Par exemple, lors de l'interaction avec l'anhydride acétique, des dérivés acétylés de monosaccharides sont obtenus. Les esters monosaccharidiques sont hydrolysés en milieu acide et alcalin.

Les esters d'acides inorganiques, en particulier les esters de phosphate - phosphates, sont particulièrement importants. Ils se trouvent dans tous les organismes végétaux et animaux et sont des formes de monosaccharides actives sur le plan métabolique. Le rôle le plus important est joué par les phosphates de d-glucose et de d-fructose.

Les esters d'acide sulfurique - les sulfates - font partie des polysaccharides du tissu conjonctif (voir 11.3.2).

Récupération. Lorsque les monosaccharides sont réduits (leur groupe aldéhyde ou cétone), des alditols sont formés.

Les alcools à six atomes - le D-glucite (sorbitol) et le D-mannitol - sont obtenus en réduisant le glucose et le mannose, respectivement. Les aldithes sont facilement solubles dans l'eau et ont un goût sucré. Certains d'entre eux (xylitol et sorbitol) sont utilisés comme substituts du sucre pour les diabétiques.

Lors de la réduction de l'aldose, un seul polyol est obtenu, tout en réduisant la cétose, un mélange de deux polyols; par exemple, le d-glucite et le d-mannitol sont formés à partir de d-fructose.

Oxydation. Les réactions d’oxydation sont utilisées pour détecter les monosaccharides, en particulier le glucose, dans les fluides biologiques (urine, sang).

Tout atome de carbone peut subir une oxydation dans une molécule de monosaccharide, mais le groupe aldéhyde de l'aldose sous forme ouverte s'oxyde plus facilement.

Les agents d’oxydation doux (eau de brome) peuvent oxyder le groupe aldéhyde en carboxyle, sans affecter les autres groupes. Avec

Cela forme des acides aldoniques. Ainsi, lorsque le d-glucose est oxydé avec de l'eau de brome, de l'acide d-gluconique est obtenu. En médecine, son sel de calcium est utilisé - gluconate de calcium.

L'action d'oxydants plus puissants, tels que l'acide nitrique, le permanganate de potassium et même les ions Cu 2+ ou Ag + conduit à une dégradation profonde des monosaccharides avec rupture des liaisons carbone-carbone. La chaîne carbonée n'est préservée que dans certains cas, par exemple lorsque le d-glucose est oxydé en acide d-glucarique ou que le d-galactose en acide galactarique (mucus).

L'acide galactarique résultant est difficilement soluble dans l'eau et précipite, ce qui est utilisé pour détecter le galactose par le procédé indiqué.

Les aldoses sont facilement oxydables par des composés complexes de cuivre (11) et d'argent, respectivement, par les réactifs de Fehling et de Tollens (voir aussi 5.5). De telles réactions sont possibles du fait de la présence de la forme aldéhyde (ouverte) dans le mélange tautomère.

En raison de leur capacité à régénérer les ions Cu 2+ ou Ag +, les monosaccharides et leurs dérivés contenant un groupe aldéhyde potentiel sont appelés réducteurs.

Les glycosides ne montrent pas de capacité réductrice et ne donnent pas un échantillon positif avec ces réactifs. Cependant, les cétoses sont capables de réduire les cations métalliques car, en milieu alcalin, ils sont isomérisés en aldoses.

L'oxydation directe du motif CH2OH des monosaccharides en groupe carboxyle est impossible en raison de la présence du groupe aldéhyde qui est plus enclin à l'oxydation, c'est pourquoi on convertit le monosaccharide en acide uronique, par exemple sous forme de glycoside.

La formation de glycosides d’acide glucuronique - les glucuronides - est un exemple de processus de conjugaison biosynthétique, c’est-à-dire le processus de liaison des médicaments ou de leurs métabolites avec des nutriments, ainsi que des substances toxiques, suivi de leur élimination par l’urine.

Les oligosaccharides sont des glucides composés de plusieurs résidus monosaccharidiques (de 2 à 10) liés par une liaison glycosidique.

Les oligosaccharides les plus simples sont les disaccharides (bios), constitués de deux résidus monosaccharides et de glycosides (acétals complets), dans lesquels l'un des résidus joue le rôle d'aglycone. La capacité des disaccharides à s'hydrolyser dans un environnement acide avec la formation de monosaccharides est associée à la nature acétal.

Il existe deux types de liaison des résidus monosaccharidiques:

• en raison du groupe hémiacétal OH d'un monosaccharide et de tout groupe alcool de l'autre (dans l'exemple ci-dessous, hydroxyle en C-4); c'est un groupe de disaccharides réducteurs;

• avec la participation de groupes OH d'hémiacétal des deux monosaccharides; Ceci est un groupe de disaccharides non réducteurs.

11.2.1. Réduire les disaccharides

Dans ces disaccharides, l'un des résidus monosaccharides participe à la formation de la liaison glycosidique due au groupe hydroxyle (le plus souvent en C-4). Le disaccharide a un groupe hydroxyle hémiacétal libre, de sorte que la capacité d'ouvrir un cycle est conservée.

Les propriétés réductrices de ces disaccharides et la mutarotation de leurs solutions sont dues au cyclo-oxo-tautomérie.

Les représentants des disaccharides réducteurs sont le maltose, la cellobiose, le lactose.

Maltose. Ce disaccharide est également appelé sucre de malt (du lat. Maltum - malt). C'est le produit principal du clivage de l'amidon par l'action de l'enzyme β-amylase sécrétée par la glande salivaire et également contenue dans du malt (grains de céréales germés, puis séchés et broyés). Le maltose a un goût moins sucré que le saccharose.

Le maltose est un disaccharide dans lequel les résidus de deux molécules de d-glucopyranose sont liés par une liaison (1 ^ 4) -glucoside.

L'atome de carbone aomérique participant à la formation de cette liaison a la configuration a et l'atome anomère avec un groupe hydroxyle de l'hémiacétal peut avoir à la fois la configuration a et la configuration β (respectivement le maltose et le β-maltose).

Dans le nom systématique du disaccharide, la «première» molécule acquiert le suffixe -osyl, tandis que la «seconde» conserve le suffixe -ose. De plus, le nom complet indique la configuration des deux atomes de carbone anomériques.

Cellobiose. Ce disaccharide est formé par hydrolyse incomplète du polysaccharide de cellulose.

Cellobiose est un disaccharide dans lequel les résidus de deux molécules de d-glucopyranose sont liés par une liaison β (1-4) -glycosidique.

La différence entre le cellobiose et le maltose est que l'atome de carbone anomérique impliqué dans la formation de la liaison glycosidique a la configuration β.

Le maltose est clivé par l'enzyme α-glucosidase, qui n'est pas active contre le cellobiose. La cellobiose peut être décomposée par l'enzyme β-glucosidase, mais cette enzyme est absente dans le corps humain. Par conséquent, la cellobiose et la polysaccharide-cellulose correspondante ne peuvent pas être transformées dans le corps humain. Les ruminants peuvent manger de la cellulose d'herbe (fibre) parce que les bactéries présentes dans leur tractus gastro-intestinal ont la β-glucosidase.

La différence de configuration entre le maltose et le cellobiose implique une différence de conformation: la liaison α-glycosidique dans le maltose est située axialement et la liaison β-glycosidique dans la cellobiose est équatoriale. L'état conformationnel des disaccharides est la principale cause de la structure linéaire de la cellulose, qui comprend le cellobiose, et de la structure en forme de bobine d'amylose (amidon), construite à partir d'unités de maltose.

Le lactose est contenu dans le lait (4 à 5%) et provient du lactosérum après séparation du caillé (d'où son nom «sucre du lait»).

Le lactose est un disaccharide dans lequel les résidus de d-galactopyranose et de d-glucopyranose sont liés par une liaison P (1-4) -glycosidique.

L'atome de carbone anomérique du d-galactopyranose participant à la formation de cette liaison a la configuration β. L'atome atomique du fragment de glucopyranose peut avoir à la fois la configuration α et β (respectivement le lactose α et β).

11.2.2. Disaccharides non réducteurs

Le saccharose est le principal disaccharide non réducteur. Sa source est la canne à sucre, la betterave à sucre (jusqu'à 28% de la matière sèche), les jus de plantes et de fruits.

Le saccharose est un disaccharide dans lequel les résidus de a-d-glucopyranose et de β-d-fructofuranose sont liés par des liaisons glycosidiques dues aux groupes hydroxyle hémiacétal de chaque monosaccharide.

Comme il n’ya pas de groupe hydroxyle hémiacétal dans la molécule de saccharose, il n’est pas capable de cyclo-oxo-tautomérie. Les solutions de saccharose ne mutarote pas.

11.2.3. Propriétés chimiques

Chimiquement, les oligosaccharides sont des glycosides et les oligosaccharides réducteurs possèdent également des signes de monosaccharides, car ils contiennent un groupe aldéhyde potentiel (sous forme ouverte) et un hydroxyle hémiacétal. C'est ce qui détermine leur comportement chimique. Ils entrent dans de nombreuses réactions caractéristiques des monosaccharides: ils forment des esters, peuvent être oxydés et réduits par l'action des mêmes réactifs.

La réaction la plus caractéristique des disaccharides est l’hydrolyse acide, qui conduit au clivage de la liaison glycosidique avec formation de monosaccharides (sous toutes les formes tautomères). De manière générale, cette réaction est similaire à l'hydrolyse d'alkyl glycosides (voir 11.1.5).

Les polysaccharides constituent la majeure partie de la matière organique de la biosphère terrestre. Ils remplissent trois fonctions biologiques importantes, agissant en tant que composants structurels des cellules et des tissus, réserve d’énergie et substances protectrices.

Les polysaccharides (glycanes) sont des glucides de haut poids moléculaire. Par nature chimique, ce sont des polyglycosides (polyacétal).

Par le principe de structure, les polysaccharides ne diffèrent pas des oligosaccharides réducteurs (voir 11.2). Chaque unité monosaccharidique est liée par des liaisons glycosidiques aux unités précédente et suivante. En même temps, pour la connexion avec la liaison suivante, un groupe hydroxyle hémiacétal est fourni, et avec le précédent - un groupe alcool. La différence ne réside que dans la quantité de résidus de monosaccharides: les polysaccharides peuvent en contenir des centaines voire des milliers.

Dans les polysaccharides d'origine végétale, les liaisons (1-4) -glycosidiques sont les plus courantes et dans les polysaccharides d'origine animale et bactérienne, il existe d'autres types de liaisons. Le résidu du monosaccharide réducteur se trouve à une extrémité de la chaîne du polymère. Etant donné que sa part dans la macromolécule entière est très petite, les polysaccharides ne présentent pratiquement pas de propriétés réductrices.

La nature glycosidique des polysaccharides provoque leur hydrolyse en milieu acide et leur stabilité en milieu alcalin. Une hydrolyse complète conduit à la formation de monosaccharides ou de leurs dérivés, incomplets, en un certain nombre d'oligosaccharides intermédiaires, y compris les disaccharides.

Les polysaccharides ont un poids moléculaire élevé. Ils se caractérisent par un niveau plus élevé d'organisation structurelle des macromolécules typique des substances de haut poids moléculaire. Parallèlement à la structure primaire, c'est-à-dire à une séquence spécifique de résidus monomères, la structure secondaire définie par l'arrangement spatial de la chaîne macromoléculaire joue un rôle important.

Les chaînes polysaccharidiques peuvent être ramifiées ou non ramifiées (linéaires).

Les polysaccharides sont divisés en groupes:

• homopolysaccharides constitués de résidus d'un monosaccharide;

• hétéropolysaccharides constitués de résidus de différents monosaccharides.

Les homopolysaccharides comprennent de nombreux polysaccharides d'origine végétale (amidon, cellulose, pectine), d'origine animale (glycogène, chitine) et bactérienne (dextrans).

Les hétéropolysaccharides, qui comprennent de nombreux animaux et polysaccharides bactériens, sont moins étudiés, mais jouent un rôle biologique important. Les hétéropolysaccharides présents dans le corps sont associés aux protéines et forment des complexes complexes supramoléculaires.

Amidon Ce polysaccharide est constitué de deux types de polymères construits à partir de d-glucopyranose: l'amylose (10-20%) et l'amylopectine (80-90%). L'amidon est formé dans les plantes pendant la photosynthèse et «stocké» dans les tubercules, les racines et les graines.

L'amidon est une substance amorphe blanche. Il est insoluble dans l’eau froide, gonfle dans l’eau chaude et une partie se dissout progressivement. Lorsque l'amidon est rapidement chauffé en raison de l'humidité (10 à 20%) qu'il contient, le clivage hydrolytique de la chaîne macromoléculaire se produit en morceaux plus petits et un mélange de polysaccharides, appelé dextrines, est formé. Les dextrines sont plus solubles dans l'eau que l'amidon.

Ce processus de séparation de l'amidon, ou dextrinisation, est effectué pendant la cuisson. L'amidon de la farine converti en dextrines est plus facile à digérer en raison de sa plus grande solubilité.

L'amylose est un polysaccharide dans lequel les résidus de d-glucopyranose sont liés par des liaisons (1-4) -glycosides, c'est-à-dire que le fragment disaccharide de l'amylose est du maltose.

La chaîne d'amylose est non ramifiée, comprend jusqu'à mille résidus de glucose, son poids moléculaire peut atteindre 160 000.

Selon l'analyse aux rayons X, la macromolécule d'amylose est enroulée dans une spirale (figure 11.2). Pour chaque tour de l'hélice, il existe six liaisons monosaccharidiques. Les molécules de taille correspondante, par exemple les molécules d'iode, peuvent former le canal interne de l'hélice en formant des complexes appelés composés d'inclusion. Le complexe d'amylose avec l'iode est bleu. Il est utilisé à des fins d'analyse pour découvrir à la fois l'amidon et l'iode (test iodkrahmal).

Fig. 11.2 Structure en amylose en spirale (vue suivant l'axe de l'hélice)

L'amylopectine, contrairement à l'amylose, a une structure ramifiée (Fig. 11.3). Son poids moléculaire atteint 1-6 ppm.

Fig. 11.3 Macromolécule d'amylopectine ramifiée (cercles colorés - points de ramification des chaînes latérales)

L'amylopectine est un polysaccharide ramifié, dans les chaînes duquel les résidus D-glucopyranose sont reliés par des liaisons (1 ^ 4) -glucoside et, aux points de ramification, par des liaisons (1 ^ 6). 20-25 résidus de glucose sont situés entre les points de ramification.

L'hydrolyse de l'amidon dans le tractus gastro-intestinal se produit sous l'action d'enzymes qui décomposent les liaisons (1-4) - et (1-6) glycosidiques. Les produits finaux de l'hydrolyse sont le glucose et le maltose.

Glycogène. Dans les organismes animaux, ce polysaccharide est un analogue structurel et fonctionnel de l'amidon végétal. Sa structure est semblable à celle de l'amylopectine, mais ses chaînes de ramification sont encore plus grandes. Habituellement, entre les points de ramification contient 10-12, parfois même 6 unités de glucose. Conditionnellement, on peut dire que la ramification de la macromolécule de glycogène est deux fois plus grande que celle de l'amylopectine. Une forte ramification contribue à la fonction énergétique du glycogène, puisqu’il n’est possible d’éliminer rapidement le nombre requis de molécules de glucose avec un grand nombre de résidus terminaux.

La masse moléculaire du glycogène est inhabituellement grande et atteint 100 millions, ce qui contribue à la fonction des glucides de secours. Ainsi, la macromolécule de glycogène due à sa grande taille ne traverse pas la membrane et reste à l'intérieur de la cellule jusqu'à ce que le besoin d'énergie apparaisse.

L'hydrolyse du glycogène en milieu acide se déroule très facilement avec un rendement quantitatif en glucose. Ceci est utilisé dans l'analyse des tissus pour la teneur en glycogène par la quantité de glucose formée.

Comme le glycogène chez les organismes animaux, l’amylopectine, qui a une structure moins ramifiée, joue le même rôle que le polysaccharide de réserve chez les plantes. Cela est dû au fait que les processus métaboliques se déroulent beaucoup plus lentement chez les plantes et ne nécessitent pas de flux d'énergie rapide, ce qui est parfois nécessaire pour un organisme animal (situations stressantes, stress physique ou mental).

Pulpe Ce polysaccharide, également appelé fibre, est le polysaccharide végétal le plus courant. La cellulose a une grande résistance mécanique et remplit la fonction de matériau de support des plantes. Le bois contient 50 à 70% de cellulose; le coton est presque de la cellulose pure. La cellulose est une matière première importante pour plusieurs industries (pâtes et papiers, textile, etc.).

La cellulose est un polysaccharide linéaire dans lequel les résidus de d-gluco-pyranose sont liés par des liaisons P (1-4) -glycosidiques. Le fragment de cellulose disaccharidique est la cellobiose.

La chaîne macromoléculaire n'a pas de branches, elle contient 2,5 à 12 000 résidus de glucose, ce qui correspond à un poids moléculaire de 400 000 à 1 à 2 millions.

La configuration β de l'atome de carbone anomère conduit à ce que la macromolécule de cellulose présente une structure strictement linéaire. Ceci est facilité par la formation de liaisons hydrogène dans la chaîne, ainsi qu'entre les chaînes adjacentes.

Cet assemblage de chaînes procure une résistance mécanique élevée, des fibres, une insolubilité dans l'eau et une inertie chimique, faisant de la cellulose un excellent matériau pour la construction de parois cellulaires de plantes. La cellulose n'est pas clivée par les enzymes habituelles du tractus gastro-intestinal, mais est nécessaire à la nutrition normale sous forme de ballast.

Les dérivés essentiels de la cellulose ont une grande importance pratique: acétates (soie artificielle), nitrates (explosifs, colloxyline) et autres (rayonne, cellophane).

Polysaccharides du tissu conjonctif. Parmi les polysaccharides du tissu conjonctif, les chondroïtines sulfates (peau, cartilage, tendons), l'acide hyaluronique (corps vitré de l'œil, le cordon ombilical, le cartilage, le liquide articulaire) et l'héparine (foie) ont été étudiés de la manière la plus approfondie. Structurellement, ces polysaccharides présentent certaines caractéristiques communes: leurs chaînes non ramifiées sont constituées de résidus disaccharidiques composés d'acide uronique (d-glucuronique, d-galacturonique, l-iduronique - épimère de l'acide d-glucuronique selon C-5) et d'aminosugar. (N-acétylglucosamine, N-acétylgalactosamine). Certains d'entre eux contiennent des résidus d'acide sulfurique.

Les polysaccharides du tissu conjonctif sont parfois appelés mucopolysaccharides acides (du latin mucus - mucus), car ils contiennent des groupes carboxyle et des groupes sulfo.

Sulfates de chondroïtine. Ils sont constitués de résidus disaccharidiques de chondrosine N-acétylée, reliés par des liaisons β (1-4) -glycosidiques.

La N-acétylchondrosine est construite à partir de résidus d'acide D-glucuronique et de N-acétyl-D-galactosamine liés par une liaison β (1-3) -glycosidique.

Comme leur nom l'indique, ces polysaccharides sont des esters d'acide sulfurique (sulfates). Le groupe sulfate forme une liaison éther avec le groupe hydroxyle de la N-acétyl-D-galactosamine, qui est en position 4 ou 6. Respectivement, ils distinguent hondroïtine-4-sulfate et chondroïtine-6-sulfate. La masse moléculaire du sulfate de chondroïtine est de 10 000 à 60 000.

Acide hyaluronique. Ce polysaccharide est construit à partir de résidus de disaccharide liés par des liaisons β (1-4) -glucoside.

Le fragment disaccharidique est constitué de résidus d'acide D-glucuronique et de N-acétyl-D-glucosamine, liés par une liaison β (1-3) glycosidique.

L'héparine. Dans l'héparine, les unités disaccharidiques récurrentes contiennent des résidus de d-glucosamine et l'un des acides uroniques, d-glucuronique ou l-iduronique. Quantitativement, l’acide l-iduronique l’emporte. À l'intérieur du fragment de disaccharide, une liaison α (1-4) -glucoside est établie et entre les fragments de disaccharide, une liaison α (1-4), si le fragment se termine par un acide l-édonique, et une connexion β (1-4), si d - acide glucuronique.

Le groupe amino de la plupart des résidus de glucosamine est sulfaté et certains d'entre eux sont acétylés. De plus, les groupes sulfate sont contenus dans un certain nombre de résidus d’acide l-iduronique (en position 2), ainsi que dans la glucosamine (en position 6). Les résidus d'acide d-glucuronique ne sont pas sulfatés. En moyenne, 2,5 à 3 groupes sulfate tombent sur un fragment de disaccharide. Le poids moléculaire de l'héparine est compris entre 16 et 20 000.

L’héparine empêche la coagulation du sang, c’est-à-dire qu’elle présente des propriétés anticoagulantes.

De nombreux hétéropolysaccharides, y compris ceux décrits ci-dessus, ne sont pas contenus sous forme libre, mais sous forme liée avec des chaînes polypeptidiques. Ces composés de haut poids moléculaire sont appelés biopolymères mélangés, pour lesquels le terme glycoconjugué est actuellement utilisé.

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Leçon 35. Disaccharides et oligosaccharides

Formules de maltose Heuors dans des formulations cycliques et aldéhydiques

Heuors formule lactose (-form)

Formule de saccharose Heuors

Leçon 36. Polysaccharides

Amidon - amylose et amylopectine

Fragment de molécule d'amylose - polymère linéaire D-glucose

Fragment de molécule d'amylopectine - D-glucose polymère hautement ramifié

La cellulose est un polymère linéaire de D-glucose avec des liaisons -1,4-glycosidiques

Réponses aux exercices pour le sujet 2

Leçon 35.

Leçon 36.

Formule cyclique de maltose

Le maltose consiste en

Disaccharides (maltose, lactose, saccharose)

Propriétés chimiques des disaccharides.

L'utilisation de disaccharides.

Disaccharides (maltose, lactose, saccharose)

Matériel supplémentaire sur le sujet: Disaccharides. Propriétés des disaccharides.

Calculateurs de chimie

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Fer et ses composés.

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Maltose

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Disaccharides et oligosaccharides

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D-glucose polymère hautement ramifié