GLI ZUCCHERI (DETTI ANCHE CARBOIDRATI O GLUCIDI) Michele Kodrič
GLI ZUCCHERI(DETTI ANCHE CARBOIDRATI O
GLUCIDI)
Michele Kodrič
GLI ZUCCHERICOMPRENDONO TUTTE QUELLE SOSTANZE CHE
SONO POLIOSSIALDEIDI O POLIOSSICHETONI OPPURE
SOSTANZE CHE, SOTTOPOSTE AD IDROLISI,
POSSONO ESSERE RICONDOTTE A QUESTE DUE
CLASSI.AI GLUCIDI APPARTENGONO
AD ESEMPIO:GLUCOSIO, FRUTTOSIO, AMIDO, SACCAROSIO,
CELLULOSA, GLICOGENO.
CARATTERISTICHE GENERALI DEGLI ZUCCHERI:
•I TERMINI PIU’ SEMPLICI PRESENTANO UNA ELEVATA SOLUBILITA’ IN ACQUA ED HANNO SAPORE DOLCE, REAGISCONO CON IL REATTIVO DI FEHLING;•I COMPOSTI DI MAGGIORI DIMENSIONI NON SONO SOLUBILI IN ACQUA, NON PRESENTANO SAPORE DOLCE, NON REAGISCONO CON IL REATTIVO DI FEHLING, INOLTRE MOLTI DI ESSI POSSONO ESSERE DECOMPOSTI IN MOLECOLE DI ZUCCHERI SEMPLICI.
GLI ZUCCHERI SONO DETTI ANCHE CARBOIDRATI O
IDRATI DI CARBONIO PERCHE’, OLTRE AL CARBONIO, PRESENTANO ATOMI DI IDROGENO E DI OSSIGENO IN RAPPORTO 2:1 . SI SUDDIVIDONO IN :
• OSI,zuccheri che non possono essere suddivisi in termini più semplici;
• OLOSIDI, scindibili in 2-3-4 unità di osi;• ETEROSIDI, formati da osi uniti a sostanze di
diversa natura;• GLUCIDI POLIMERICI, formati da molte unità
di zuccheri semplici.
GLI OSI SONO DETTI ANCHE ZUCCHERI SEMPLICI.
SE PRESENTANO IL GRUPPO ALDEIDICO PRENDONO IL PREFISSO ALDO -, SE IL GRUPPO CHETONICO CHETO -.
IN DIPENDENZA DEL NUMERO DI ATOMI DI CARBONIO SI DISTINGUONO IN: TRIOSI, TETROSI, PENTOSI, ESOSI, ECC.
I PIU’ IMPORTANTI SONO IL GLUCOSIO (ALDOESOSO) ED IL FRUTTOSIO (CHETOESOSO).
IL GLUCOSIO•E’ IL PIU’ IMPORTANTE E DIFFUSO ZUCCHERO SEMPLICE, LO SI RISCONTRA NEL SUCCO DI MOLTI FRUTTI (UVA, CIGLIEGE, ECC.), INOLTRE E’ PRESENTE ALLO STATO COMBINATO NEGLI ORGANI DI RISERVA COME OLOSIDE (ES. SACCAROSIO) , ETEROSIDE E ANCHE GLUCIDE POLIMERICO (ES. AMIDO, CELLULOSA, GLICOGENO).•E’ UN SOLIDO BIANCO CRISTALLINO, SOLUBILE IN ACQUA: LE SUE SOLUZIONI DEVIANO A DESTRA IL PIANO DELLA LUCE POLARIZZATA, MA PRESENTA IL FENOMENO DELLA “MUTAROTAZIONE”.
LA FORMULA DEL GLUCOSIO O // C -H l *CHOH l*CHOH l*CHOH l*CHOH l
CH2OH
PREVEDE QUATTRO ATOMI DI CARBONIO ASIMMETRICI, CON LA POSSIBILITA’ QUINDI DI 24 STEREOISOMERI. IN EFFETTI TUTTI I 16 ENANTIOMERI SONO STATI ISOLATI.ALCUNE PROPRIETA’ DEL GLUCOSIO NON POSSONO ESSERE SPIEGATE DA QUESTA FORMULA, BENSI’ DA UNA FORMULA CHIUSA (CICLICA) “PIRANICA”.
IL GLUCOSIO C6H12O6
ECCO 3 DEI 16 STEREOISOMERI DEL GLUCOSIO
IL GLUCOSIO PUÒ VENIRE DESCRITTO SIA IN FORMA
APERTA CHE IN FORMA CHIUSA.
O //
C -H
l H-C-OH l HO-C-H l H-C-OH l H-C-OH l
CH2OH
H
H
H
O H
OH
OH
OH
OH
H
OHH
H
FORMA PIRANICA DEL GLUCOSIO
DALLA FORMA APERTA ALLA CHIUSA
HO- C -H l H-C-OH l HO-C-H l H-C-OH l H-C-O l
CH2OH
O //
1 C -H
l H-2C-OH l HO-3C-H l H-4C-OH l H-5C-O H l
6CH2OH
DALLA FORMULALINEARE APERTASI PUO’ PASSAREAD UNA FORMA
CHIUSA:UN LEGAME CON L’OSSIGENO DEL
GRUPPO ALDEIDICOSI SPEZZA ED ACCETTA UN
IDROGENO DELOSSIDRILE DEL C 6,COSI’ L’OSSIGENO DI QUESTO SI LEGA DIRETTAMENTE ALPRIMO CARBONIO.
DALLA FORMA CHIUSA A QUELLA ESAGONALE (PIRANICA):
HO- C -H l H-C-OH l HO-C-H l H-C-OH l H-C-O l
CH2OH
PER OTTENERE LA FORMA PIRANICA:• DISEGNARE SOPRA IL PIANO DELL’ESAGONO IL CARBONIO 6;• SEGNARE IN ALTO GLI ATOMI CHE NELLA FORMULA VERTICALE SI TROVANO A SINISTRA E IN BASSO QUELLI CHE SI TROVANO A DESTRA.
H
H
H
O H
OH
OH
OH
OH
H
OHH
H
DALLA FORMA ESAGONALE A QUELLA A SEDIA
L’IBRIDAZIONE SP3 DEGLI ATOMI DI CARBONIO FA SÌ CHE LA FORMA DELLA MOLECOLA NON SIA ESAGONALE PIANA, BENSÌ PIEGATA A “SEDIA”.
O
H
OH
OH
OHOH
H
OHH
H
H
H
H
H
H
H
O H
OH
OH
OH
OH
H
OHH
H
IL GLUCOSIO α
IL GLUCOSIO α NELLA FORMA A SEDIA
O
H
OH
OH
OHOH
H
OHH
H
H
H
H
IL GLUCOSIO β
IL GLUCOSIO β NELLA FORMA A SEDIA
O
H
OH
OHOH
H
H
H
OHH
H
H
OH
IL GLUCOSIO β
IL GLUCOSIO β NELLA FORMA A SEDIA
LA MUTAROTAZIONEE’ UN FENOMENO CHE RIGUARDA IL GLUCOSIO:
QUANDO ESSO VIENE INTRODOTTO IN ACQUA E SI MISURA SUBITO IL POTERE ROTATORIO DELLA
SOLUZIONE , SI TROVA CHE E’ DI +111,2°. DOPO UN PO’ ESSO DIMINUISCE, STABILIZZANDOSI SUI +52,7°. OLTRE AL GLUCOSIO NATURALE (α), ESISTE
ANCHE UN ALTRO GLUCOSIO ( IL β) CHE, SOTTOPOSTO ALLO STESSO TRATTAMENTO, PASSA DA UN VALORE INIZIALE DI + 19° A UN VALORE DI
EQUILIBRIO SEMPRE DI + 52,7°.CIÒ AVVIENE POICHÉ IL GLUCOSIO ESISTE IN DUE
FORME ISOMERE a E b CHE, IN SOLUZIONE ACQUOSA, IN SEGUITO ALL’APERTURA
DELL’ANELLO, POSSONO APRIRSI E RICHIUDERSI, GENERANDO L’EQUILIBRIO.
LA MUTAROTAZIONE
NELL’ACQUA GLI ANELLI SIA DELL’ α CHE DEL β GLUCOSIO POSSONO APRIRSI E POSSONO QUINDI
RICHIUDERSI NELL’ALTRA FORMA.
IL FRUTTOSIO•DETTO ANCHE ZUCCHERO DELLA FRUTTA PERCHÉ SI TROVA ALLO STATO LIBERO NELLA FRUTTA.• E’ UN CHETOESOSO;•E’ PIU’ DOLCE DEL GLUCOSIO, SOLUBILISSIMO IN ACQUA.•PUO’ ESSERE RAPPRESENTATO CON UNA FORMULA APERTA E DA DUE FORME CICLICHE:
UNA FURANICA ( ASSUNTA ALLO STATO COMBINATO); ED UNA PIRANICA ( ALLO STATO LIBERO).
LA FORMA CHIUSA DEL FRUTTOSIO
C H2OH
l C=O l HO-C-H l H-C-OH l H-C-O H l
CH2OH
CH2OH l H O -C l HO-C-H l H-C-OH l H-C-O l
CH2OH
DALLA FORMA CHIUSA A QUELLA PENTAGONALE FURANICA
CH2OH l H O -C l HO-C-H l H-C-OH l H-C-O l
CH2OH
VALGONO LE REGOLE VISTE PER IL GLUCOSIO
CH3
O
H
OH
OH
OHH
H
OHH
H
I DIOLOSIDI SONO FORMATI DA DUE UNITA’ DI OSI, I PIU’
IMPORTANTI SONO: IL MALTOSIO, IL LATTOSIO ED IL SACCAROSIO.
I DUE ZUCCHERI SEMPLICI POSSONO ESSERE UNITI TRA LORO IN DUE DIVERSI MODI:
• PER ELIMINAZIONE DI UNA MOLECOLA D’ACQUA TRA GLI OSSIDRILI DEL CARBONIO 1 E DEL CARBONIO 4 ( UNIONE 1- 4 );
• PER ELIMINAZIONE DI UNA MOLECOLA D’ACQUA TRA I DUE ATOMI DI CARBONIO 1 ( UNIONE 1-1 ).
UNIONE 1-4 H-1C O H l 2CHOH l 3CHOH l 4CHOH l O-5C- H l 6CH2OH
1CHOH l
2CHOH l
3CHOH l
4CH OH l
H-5C-O l
6CH2OH
AVVIENE CON ELIMINAZIONE D’ACQUA TRA C 1 E C 4
UNIONE 1-1 H-1C- OH l 2CHOH l 3CHOH l 4CHOH l O-5C- H l 6CH2OH
H O-1CH l
2CHOH l
3CHOH l
4CHOH l
H-5C-O l
6CH2OH
AVVIENE CON ELIMINAZIONE D’ACQUA TRA I DUE C 1 .
IL MALTOSIO
DUE UNITA’ DI α GLUCOSIO SI UNISCONO FORMANDO UN PONTE OSSIGENO ELIMINANDO UNA MOLECOLA D’ACQUA
O
H
OH
OHOH
H
H
H
OH
H
H
H
OHO
H
OH
OHOH
H
H
H
OH
H
H
H
OH
IL MALTOSIO
E’ FORMATO DA DUE
UNITA’ DI α GLUCOSIO ( UNIONE 1-4 )
O
H
OH
OHOH
O
H
H
H
OH
H
O
OHOH
OH
H
H
H
OHH
H
H
H H
H
IL SACCAROSIO
E’ FORMATO DA UNA UNITA’ DI GLUCOSIO α ED UNA DI FRUTTOSIO
O
H
OH
OHOH
H
H
H
OHH
H
H
H
CH3
O
O
OH
OHH
H
OHH
H
I GLUCIDI POLIMERICI
RICORDIAMO I PIU’ IMPORTANTI:•L’AMIDO (AMILOSIO E
AMILOPECTINA);• LA CELLULOSA;•IL GLICOGENO;
•L’INULINA.
L’AMIDO LO SI TROVA NEI VEGETALI, DOVE HA
FUNZIONI DI RISERVA (SEMI, TUBERI, RADICI, FOGLIE, ECC.). DA ESSO, PER TRATTAMENTO CON ACQUA, SI OTTENGONO DUE DIVERSE SOSTANZE:
• L’AMILOSIO ( 20% );• L’AMILOPECTINA ( 80% ). AMBEDUE QUESTI COMPOSTI, SE TRATTATI
CON ACIDI DILUITI O CON ENZIMI, SI SCINDONO ULTERIORMENTE, FINO A DARE
UNITA DI α GLUCOSIO.
L’AMIDO
Le patate sono ricche di amidoVincent Wan Gogh: I MANGIATORI DI PATATE
L’AMILOSIO DELL’AMIDO
SI PRESENTA CON LUNGHE CATENE FORMATE DA UNITA’
DI α GLUCOSIO CON UNIONE 1-4.
O
H
OH
OHOH
O
H
H
H
OHH
O
OHOH
O
H
H
H
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HH H
H
O
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O
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H
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O
OHOH
OH
H
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H
OHH
H
HH H
HH
H
IL GLICOGENO E’ DETTO ANCHE “AMIDO ANIMALE”. HA UNA
STRUTTURA SIMILE ALL’AMILOPECTINA. NELL’UOMO E’ PRESENTE SOPRATTUTTO NEL FEGATO, DOVE VIENE ACCUMULATO PER COSTITUIRE RISERVE. LO SI TROVA ANCHE NEI MUSCOLI.
DURANTE L’ATTIVITA’ FISICA IL GLICOGENO DEI MUSCOLI VIENE CONSUMATO, PER ESSERE RIPRISTINATO DURANTE IL RIPOSO. ALLORA, INFATTI,IL GLICOGENO EPATICO VIENE SCISSO IN MOLECOLE DI GLUCOSIO CHE IL SANGUE RIPORTA AI MUSCOLI
CELLULOSA E DERIVATI•E’ IL COMPONENTE PRINCIPALE DELLA PARETE DELLE CELLULE VEGETALI, CON FUNZIONI DI SOSTEGNO. E’ PRESENTE NEL LEGNO ED IN MOLTE FIBRE VEGETALI (COTONE, LINO, CANAPA, IUTA). IN ACQUA NON SI SCIOGLIE, MA L’ASSORBE RIGONFIANDOSI. •VIENE UTILIZZATA PER PRODURRE LA CARTA E , PER ESTERIFICAZIONE, NUMEROSI PRODOTTI ARTIFICIALI :
–CON L’ACIDO NITRICO:•FULMICOTONE;•PIROSSILINA;•NITROCELLULOSA.
–CON L’ACIDO ACETICO: L’ACETATO DI CELLULOSA
LA CELLULOSA
IL COTONE E’ CELLULOSA AL 99 %NELL’IMMAGINE: LA RACCOLTA DEL COTONE
SI PRESENTA CON LUNGHE CATENE FORMATE DA ALMENO 1500 UNITA’ DI β -
GLUCOSIO, SISTEMATE ALTERNATIVAMENTE UNA NORMALE ED UNA RUOTATA DI 180°,
UNITESI ELIMINANDO MOLECOLE D’ACQUA, UNA PER OGNI UNIONE,
OH
O
H
O
OHOH
H
H
H
OHH
H
H
OO
H
OHOH
H
H
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H
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OH
O
H
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H
H
H
OHH
H
H
LA CELLULOSA E’ UN POLIMERO
NATURALE ( C6H10O5) n
NEL FILMATO VEDIAMO COME VENGONO ELIMINATE LE MOLECOLE D’ACQUA TRA LE
UNITA’ DI BETA GLUCOSIO CHE SI UNISCONO A FORMARE LA CELLULOSA
I DERIVATI DELLA CELLULOSA
I PIU’ IMPORTANTI DERIVATI DELLA CELLULOSA SONO:
• LE NITROCELLULOSE;• L’ACETATO DI CELLULOSA. QUESTI DERIVATI VENGONO OTTENUTI
ATTRAVERSO REAZIONI DI ESTERIFICAZIONE TRA GLI OSSIDRILI ALCOLICI DELLA CELLULOSA E L’ACIDO NITRICO ( NITROCELLULOSE ) O L’ACIDO ACETICO ( ACETATO DI CELLULOSA ).
LE NITROCELLULOSE IN DIPENDENZA DEL NUMERO DI OSSIDRILI
ESTERIFICATI SI PUO’ OTTENERE:• IL FULMICOTONE, USATO PER ESPLOSIVI;• LA PIROSSILINA,USATA PER LA
CELLULOIDE;• LA NITROCELLULOSA, QUANDO LA
CELLULOSA E’ SOLO MONO O BINITRATA; QUESTA SOSTANZA, DISCIOLTA IN OPPORTUNI SOLVENTI, COME AD ESEMPIO ACETONE O ACETATO DI AMILE, RAPPRESENTA IL “VEICOLO” DELLA “VERNICE ALLA NITRO”, FACILMENTE INFIAMMABILE, MA LARGAMENTE USATA PER LE VERNICIATURE A “SPRUZZO” ANCHE PERCHÉ ASCIUGA RAPIDAMENTE.
LA NITROCELLULOSA
LE UNITA’ DI β -GLUCOSIO SONO TUTTE MONO O
BINITRATE CON L’ACIDO NITRICO HNO3
OH
O
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H
H
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H
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OO
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O
O
NV
OO
NVO
O
NVOO
L’ACETATO DI CELLULOSA E’ UNA SOSTANZA MENO INFIAMMABILE
DELLE NITROCELLULOSE. VIENE IMPIEGATO SOPRATTUTTO PER
PRODURRE IL RAYON ALL’ACETATO, OTTIMA FIBRA ARTIFICIALE ( IMPIEGATA PER FODERE, INDUMENTI LEGGERI, TUTE SPORTIVE, ECC.), CHE VIENE FILATA DOPO ESSERE STATA DISCIOLTA IN ACETONE.
L’ACETATO PRESENTA ALCUNI OSSIDRILI NON ESTERIFICATI.
L’ACETATO DI CELLULOSA
LE UNITA’ DI β -GLUCOSIO SONO TUTTE ESTERIFICATE
CON L’ACIDO ACETICO
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H
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CH3
O
CH3
O CH3
O
CH3
O
CH3
O
CH3O CH
3
O
CH3
O CH3
O
FINE