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Apuntes de Hidratos de Carbono
HIDRATOS DE CARBONO 1- Definición y clasificación.
2- Síntesis de Kiliani-Fischer.
3- Ciclación de los monosacáridos.
4- Representación de las estructuras cíclicas de los monosacáridos.
5- Equilibrio conformacional de los monosacáridos. Efecto anomérico.
6- Reacciones de los monosacáridos.
6.1- Formación de glicósidos.
6.2- Formación de éteres.
6.3- Formación de ésteres.
6.4- Acción de las bases.
6.4.1- Formación del dienol a partir de glucosa.
6.4.2- Conversión del dienol en manosa.
6.4.3- Conversión del dienol en fructosa.
6.5- Reacción de oxidación. Detección de azúcares reductores.
6.6- Reacción con peryodato.
6.7- Oxidación con fines sintéticos.
6.8- Degradación de la cadena.
6.9- Reacción de reducción.
6.10- Formación de osazonas.
7- Disacáridos. Estructura y propiedades.
7.1- Maltosa.
7.2- Lactosa.
7.3- Sacarosa.
8- Método para la determinación de la estructura de un oligosacárido.
9- Polisacáridos.
9.1- Celulosa.
9.2- Almidón.
9.3- Glucógeno.
9.4- Quitina.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
1- Definición y clasificación. Los carbohidratos se encuentran muy difundidos en los reinos vegetal y animal, en los que,
según sus distintas modificaciones, cumplen funciones tan diversas como constituir fuentes de
energía (alimentos), tejidos de sostén para plantas y algunos animales y ser precursores de
otros compuestos biológicos.
Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas quirales o compuestos que por hidrólisis
conducen a éstos.
Atendiendo al número de unidades que los constituyen, los carbohidratos se clasifican en:
1- Monosacáridos: No se hidrolizan y constituyen las unidades básicas del resto de los
carbohidratos.
2- Oligosacáridos: Producen por hidrólisis de 2 a 9 unidades de monosacáridos.
3- Polisacáridos.
Los monosacáridos a su vez se subdividen en aldosas y cetosas y éstas pueden ser treosas,
tetrosas, pentosas, etc.
Los monosacáridos que existen en la naturaleza son en la mayoría pentosas y hexosas,
siendo estas últimas las más importantes.
2- Síntesis de Kiliani-Fischer.
CHO
CCH2OH
H OH
CCCCH2OH
NH OHH OH
CCCCH2OH
NOH HH OH
COOHCCCH2OH
H OHH OH
COOHCCCH2OH
OH HH OH
H2O / H+
H2O / H+
HCN
Los diasteroisómeros se obtienen en cantidades desiguales, ya que la probabilidad de
entrada del ión CN- será mayor en la cara menos impedida del grupo carbonilo. De esta forma,
el centro quiral vecino dirige la reacción, lo que se conoce como inducción asimétrica.
COOHCCCH2OH
H OHH OH
C
CCH2
H OH
H OH
C
O
OCHOCCCH2OH
H OHH OH
-H2O Na-Hg
(γ−lactona)
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Apuntes de Hidratos de Carbono
Las aldosas así obtenidas, se diferencian solamente en la configuración de C2 y por tanto
son epímeras entre sí (estereoisómeros que difieren sólo en la configuración de uno de los
átomos de carbono quirales).
3- Ciclación de los monosacáridos. Una reacción general de los aldehídos con los alcoholes es la formación de hemiacetales.
CR H
OR' OH+
H+
CR H
OH
OR' En solución acuosa, la glucosa reacciona intramolecularmente para dar hemiacetales
cíclicos, pudiendo formarse tanto hemiacetales con anillo de 5 miembros (forma furanósica)
como anillo de 6 miembros (forma piranósica).
Un monosacárido es miembro de la serie D si el grupo hidroxilo del carbono quiral más
lejano del carbono anomérico está situado a la derecha en la proyección de Fischer.
La ciclación origina un par de diasteroisómeros.
D(+)-glucosa
CHO
CH2OH
C
CH2OH
H OH
O +C
CH2OH
HOH
O
α−D(+)-glucosa β−D(+)-glucosa
A este par de monosacáridos diasteroisómeros, que sólo se diferencian en la configuración
del carbono anomérico se le denominan anómeros.
La glucosa pura existe en dos formas cristalinas. La α-D(+)-glucosa pura tiene un punto de
fusión de 146º C. La rotación específica de una solución recientemente preparada es de +112º.
La β-D(+)-glucosa pura tiene un punto de fusión de 150º C y una rotación específica de +18,7º.
La rotación específica tanto de la α como de la β-D(+)-glucosa varía lentamente con el tiempo,
hasta alcanzar un valor de equilibrio de +52,6º. La variación de la rotación óptica hasta
alcanzar el valor de equilibrio se denomina mutarrotación.
La mutarrotación se produce porque tanto la α como la β-D(+)-glucosa en solución se
equilibran lentamente con la forma abierta y por tanto con el otro anómero. La rotación
específica final es la de la mezcla en equilibrio.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
C
CH2OH
H OH
O
CHO
CH2OH
C
CH2OH
HOH
OH2O H2O
36% 64%
4- Representación de las estructuras cíclicas de los monosacáridos. Las estructuras lineales de los monosacáridos se representan utilizando la proyección de
Fischer, pero es necesario adoptar determinadas condiciones que permitan representaciones
cíclicas de los mismos
1- Fórmula de Tollens:
Utiliza la fórmula de Fischer cerrando el ciclo en el –OH correspondiente de la cadena. El –
OH a la derecha en el carbono anomérico, corresponde a la forma α y a la izquierda a la β.
2- Fórmula de Haworth:
Utiliza la fórmula plana de representación de los ciclos. Esta formulación permite indicar las
proyecciones α (hacia abajo) y las β (hacia arriba).
Existen dos reglas básicas que permiten convertir la fórmula de Tollens en la de Haworth y
viceversa.
a) Todo grupo –OH a la derecha en la fórmula de Tollens corresponde a una posición α en la
representación de Haworth y viceversa.
b) En la serie D de monosacáridos, el grupo –CH2OH se coloca hacia arriba en la proyección
de Haworth.
3- Fórmula de Reeves:
Utiliza la conformación de silla de los ciclohexanos para la forma piranósica. De esta forma,
las posiciones que se encuentran hacia arriba en Haworth, se representan β en Reeves,
pudiéndose corresponder con posiciones axiales o ecuatoriales. De esta forma, el –OH del
carbono anomérico se representa axial, para el isómero α y ecuatorial para el β.
C
CH2OH
H OH
OO
OHOH
OHOH
CH2OH
Tollens Haworth Reeves
O
OHOH
OH
OH
CH2OH
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Apuntes de Hidratos de Carbono
5- Equilibrio conformacional de los monosacáridos. Efecto anomérico. La formas piranósicas de los monosacáridos como todo sistema cíclico de 6 miembros,
existe en el equilibrio conformacional silla-silla invertida (C1-1C).
OH
O
OHOH
CH2OH
O
OH
OH
OH
CH2OH
(H,OH)
(H,OH)
Al invertir la silla, toda posición axial pasa a ser ecuatorial y viceversa, pero se conservan las
posiciones relativas entre los sustituyentes, por lo que toda posición α (ó β) sigue siendo α (ó β)
en la silla invertida.
En este equilibrio conformacional, la de mayor población es la de menor energía, es decir,
aquella conformación donde la suma de todos los factores estéricos sean mínimas.
Una situación especial se presenta en el sustituyente del carbono anomérico. Se conoce que
los derivados sustituidos de la α-D(+)-glucosa son más estables que los correspondientes
derivados β. Esta tendencia del sustituyente en el carbono anomérico de encontrarse axial se
denomina efecto anomérico.
Este fenómeno fue explicado en términos de interacción dipolo-dipolo, por lo que la posición
axial predomina en el equilibrio, donde existe la menor repulsión entre los grupos.
6- Reacciones de los monosacáridos. Los monosacáridos son moléculas muy reactivas; como aldehídos, presentan reacciones
típicas del grupo carbonilo, además de presentar reacciones típicas de compuestos
polihidroxilados. Por otra parte, presentan reacciones más complejas como consecuencia de
las interacciones entre ambos grupos.
6.1- Formación de glicósidos.
El grupo hemiacetálico de la forma cíclica de un azúcar puede ser transformado en un acetal
y formar compuestos que se conocen como glicósidos por reacción con los alcoholes en
presencia de ácidos.
O
OH
O
ORROH / H+
enlaceglicosídico
aglicón
Los acetales no deben ser confundidos con los éteres, ya que sus propiedades son muy
diferentes:
a) Se obtienen en condiciones suaves de reacción.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
b) Son hidrolizados con facilidad en medio ácido, con ruptura del enlace glicosídico y la
formación del hemiacetal correspondiente.
Los glicósidos también pueden ser hidrolizados selectivamente mediante hidrólisis
enzimática. Así, la maltasa sólo hidroliza los enlaces α-glicosídicos y la emulsina hidroliza los
enlaces β-glicosídicos.
6.2- Formación de éteres
En las investigaciones de los carbohidratos, los más importantes han resultado ser los éteres
metílicos, debido entre otras razones, a la facilidad de su obtención y a la gran estabilidad de
los mismos. Como agentes metilantes se emplean generalmente el MeI/Ag2O y el Me2SO4/ -
OH.
O
HOOH
OH
OMeCH2OH
O
MeOOMe
OMe
OMeCH2OMe
MeI / Ag2Oó Me2SO4 /
-OH
Cuando el producto metilado se somete a un proceso de hidrólisis, sólo se hidroliza el metil
éter del hidroxilo hemiacetálico.
6.3- Formación de ésteres.
Cuando un monosacárido se trata con Ac2O se obtienen los derivados α y β pentacetilados.
O
HOOH
OH
CH2OH
O
OAcAcOOAc
OAc
CH2OAc
O OAc
AcOOAc
OAc
CH2OAc
(H,OH)
Ac2O / ZnCl20ºC
Ac2O / AcONa∆
6.4- Acción de las bases.
En soluciones alcalinas diluidas, las aldosas y cetosas experimentan enolización, lo que
produce reordenamientos en el C2 de las aldosas y permite la existencia de un equilibrio entre
los epímeros a través de una forma enólica común. Independientemente del isómero de
partida, se alcanza la misma mezcla en equilibrio.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
C
CH2OH
O
H OH
OH H
H OH
H OH
H C
C
CH2OH
O
OH
OH H
H OH
H OH
H C
CH2OH
O
HOH
OH H
H OH
H OH
H
C
C
CH2OH
O
OH
OH H
H OH
H OH
H
C
C
CH2OH
OH
OH
OH H
H OH
H OH
H CH2OH
C
CH2OH
O
OH H
H O
H O
H
H
-OHH2O
H2O -OH
H2O -OH
Tautom.
6.4.1- Formación del dienol a partir de glucosa.
C
CH2OH
O
H OH
OH H
H OH
H OH
HC
C
CH2OH
OH
OH
OH H
H O
H O
H
H
H
-H+ (-OH)+H+(H2O)
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Apuntes de Hidratos de Carbono
6.4.2- Conversión del dienol en manosa.
C
C
CH2OH
OH
OH
OH H
H OH
H OH
HC
C
CH2OH
O
OH
OH H
H OH
H OH
HC
C
CH2OH
O
OH
OH H
H OH
H OH
H
-H+ (-OH)
+H+(H2O)
CHO
C
CH2OH
HOH
OH H
H OH
H OH
6.4.3- Conversión del dienol en fructosa.
C
C
CH2OH
OH
OH
OH H
H OH
H OH
HC
C
CH2OH
OH
O
OH H
H OH
H OH
HC
C
CH2OH
OH
O
OH H
H OH
H OH
H
-H+ (-OH)
+H+(H2O)
CH2OH
C
CH2OH
O
OH H
H OH
H OH
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Apuntes de Hidratos de Carbono
6.5- Reacción de oxidación. Detección de azúcares reductores. Los monosacáridos experimentan reacciones positivas a los ensayos de Tollens, Fehling y
Benedict, evidenciando con ellas el carácter reductor de las aldosas y cetosas. Debido a ello,
se define como azúcares reductores a todos los que dan positivo estos ensayos.
CHO
CH2OH
Ag+ / -OH
Cu2+ / -OH
Ag (S) espejo de plata
Cu2O (S) rojo ladrillo
En general, se obtienen mezclas de productos de oxidación debido al medio fuertemente
alcalino de la reacción, en el cual los azúcares se resinifican. De ahí que estas reacciones sólo
son de interés cualitativo y no pueden ser empleadas con fines sintéticos.
6.6- Reacción con peryodato. El ácido peryódico es un oxidante fuerte que actúa sobre los enlaces C-C con grupos –OH
vecinales o con un grupo –OH en posición α con respecto a un grupo carbonilo, produciendo la
oxidación de cada uno de los grupos involucrados. La reacción no ocurre si en posición α al
hidroxilo está presente un grupo carboxilo o carbetoxi.
Esta reacción tiene las siguientes características:
1- Los grupos involucrados en la ruptura aparecen oxidados con un grado superior al del
sustrato:
Alcohol → aldehído
Aldehído → ácido
Ácido → CO2
2- Es cuantitativa. Puede calcularse el número de enlaces C-C rotos mediante
determinación de la cantidad de IO3- producidos (con AgNO3).
3- Como la reacción es cuantitativa, también puede valorarse la cantidad de ácido
producido.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
CH2OH
CH2
CH2OH
+ IO4- No reacción
CH2OR
CHOH
CH2R
ó
C
C
C OH
H OH
H OH
H
H
H
CH O
H
CH O
O
H+ 2 IO4- 2 +
C
C
C OH
H O
H OH
H
H
+ 2 IO4- 2 +CH OH
O
CH O
H
CO O
C
C
C OH
H OH
O
H
H
H
CH O
H
+ 2 IO4- 2 +
Esta reacción es utilizada para determinar el tamaño del anillo de un glicósido.
a) Si es hexosa de 5 miembros:
CHO CHO
O OMeCHO2 IO4
-O OMe
OH
OH
CH2OH
+ +HCHO 2 IO3-
b) Si es hexosa de 6 miembros:
O
HOOH
OH
OMe
CH2OH
O
CHO
CHO
OMe
CH2OH
2 IO4-
+ +HCOOH 2 IO3-
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Apuntes de Hidratos de Carbono
c) Si es pentosa de 5 miembros:
O OMe
OH
OH
CH2OH
CHO CHO
O OMeCH2OHIO4
-
+ IO3-
d) Si es pentosa de 6 miembros:
O
HOOH
OH
OMeO
CHO
CHO
OMe2 IO4-
+ +HCOOH 2 IO3-
6.7- Oxidación con fines sintéticos. Por oxidación de las aldosas, se pueden producir tres tipos de ácidos diferentes, en
dependencia del grado de oxidación de los carbonos terminales. Es frecuente representar
estas reacciones con estructuras abiertas.
a) Acidos aldónicos.
Se forman por acción de oxidantes débiles; Br2/H2O, NaBrO. CHO
CH2OH
Br2 / H2O
COOH
CH2OH b) Acidos aldáricos.
Se producen con oxidantes fuertes; HNO3 al 25%. CHO
CH2OH
HNO3
COOH
COOH c) Acidos urónicos.
Se producen por oxidación selectiva (previa protección de los restantes grupos –OH) del
grupo hidroximetil terminal. CHO
CH2OH
1) Protección2) Oxidación
3) Hidrólisis
CHO
COOH
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Apuntes de Hidratos de Carbono
6.8- Degradación de la cadena. a) Degradación de Wohl-Zemplen.
CHO
CH2OH
CH
CH2OH
N OH
NH2 OH
C
CH2OH
N CHO
CH2OH
Ac2O(-H2O)
MeONaMeOH
b) Degradación de Ruff.
CHO
CH2OH
Br2 / H2OCOOH
CH2OH
CHO
CH2OH
H2O2
Fe2(SO4)3
6.9- Reacción de reducción. Por reacción con amalgama de sodio o por hidrogenación catalítica a altas presiones, tanto
las aldosas como las cetosas se reducen para dar polialcoholes. CHO
CH2OH
Hg-Na
CH2OH
CH2OH Las cetosas en cambio, originan una mezcla de dos alcoholes epímeros.
CH2OH
C
CH2OH
O
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
Hg-Na +
6.10- Formación de osazonas. Esta reacción, típica de aldehídos y cetonas α-hidroxiladas es de suma importancia en la
caracterización de los monosacáridos, ya que el tratamiento con la fenilhidracina en exceso,
convierte en los monosacáridos en osazonas sólidas que se pueden aislar, purificar y
caracterizar con facilidad.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
CHO
CH2OH
CH
C
CH2OH
N NH C6H5
N NH C6H5NH NH2C6H53
NH2C6H5 NH3 OH2+ + +
La D-glucosa y la D-manosa que son epímeras, así como también la D-fructosa dan lugar a
la misma osazona.
Además del grupo carbonilo, reacciona el grupo hidroxilo vecinal, el cual pierde la
configuración tetrahédrica y forma el doble enlace C=N. Por tanto, se pierde la quiralidad de
ese carbono y a partir de cualquier configuración, origina la misma osazona.
La reacción se detiene en la formación de la osazona y no continua más adelante debido a la
estabilización intramolecular por quelación, implicando la posición del C3.
NC
HC
NN
HO
NC
Ar
H
Ar
7- Disacáridos. Estructura y propiedades. Los disacáridos están constituidos por dos unidades de monosacáridos enlazados mediante
un enlace glicosídico. Por lo tanto, los disacáridos pueden considerarse glicósidos, en el cual el
aglicón es otra molécula de azúcar. El aglicón en este caso puede unirse por diferentes grupos
hidroxilo, siendo estas uniones del tipo cabeza-cola o cabeza-cabeza.
En el caso de la unión cabeza-cola, uno de los monosacáridos posee libre el grupo –OH del
carbono anomérico y por lo tanto el disacárido poseerá carácter reductor.
Para el caso de la unión cabeza-cabeza, ambos carbonos anoméricos están enlazados entre
sí y no queda grupo hemiacetálico libre en la molécula. Por tanto, estos disacáridos pertenecen
a los grupos de los no reductores.
Los disacáridos reductores presentan un equilibrio entre la forma cíclica y la abierta, los
cuales darán positivo todos los ensayos de los azúcares reductores; forman osazonas,
presentan mutarrotación, se oxidan con Br2/H2O, etc.
Los disacáridos no reductores existen sólo en forma cíclica y no presentan ninguna de las
propiedades anteriores.
7.1- Maltosa. La maltosa o azúcar de malta se obtiene por hidrólisis del almidón con la enzima diastasa.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
Características:
1- Cuando 1 mol del maltosa es sometida a hidrólisis catalizada por ácido, se obtienen 2
moles de D(+)-glucosa.
2- Es un azúcar reductor. Da positivo los ensayos con las soluciones de Tollens, Fehling y
Benedict. También reacciona con fenilhidracina para formar osazonas.
3- Existe en dos formas anoméricas; α-(+)maltosa, [α]=168º y β-(+)maltosa, [α]=+112º. Los
anómeros de la maltosa experimentan mutarrotación, obteniéndose una mezcla en equilibrio,
[α]=+136º.
4- Es hidrolizada por α-glicosidasas.
5- Reacciona con agua de bromo para formar un ácido monocarboxílico: ácido maltónico.
6- Metilación del ácido maltónico seguida de hidrólisis da 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-glucosa y
ácido 2,3,5,6-tetra-O-metil-D-glucónico.
O
OHOH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
(H,OH)
4−O−(α−D−glucopiranosil)−D−glucopiranosamaltosa
7.2- Lactosa. La lactosa es el principal carbohidrato presente en la leche de los mamíferos. Se le obtiene
comercialmente por evaporación del suero de la leche, luego de la coagulación de las proteínas
presentes durante la fabricación de queso.
Características:
1- Hidrólisis ácida de la lactosa (C12H22O11), proporciona cantidades equimolares de D-
glucosa y D-galactosa. Experimenta similar hidrólisis en presencia de β-galactosidasas.
2- Es un azúcar reductor y forma osazonas. Experimenta también mutarrotación.
3- La oxidación con agua de bromo, seguida de hidrólisis con ácido diluido da D-galactosa y
ácido D-glucónico.
4- La oxidación con agua de bromo, seguida de metilación e hidrólisis da 2,3,6-tri-O-metil-D-
gluconolactona y 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-galactosa.
5- Metilación e hidrólisis proporciona 2,3,6-tri-O-metil-D-glucosa y 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-
galactosa.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
(H,OH)
4−O−(β−D−galactopiranosil)−D−glucopiranosalactosa
OHO
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
7.3- Sacarosa. La sacarosa se obtiene comúnmente de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera.
Características:
1- Tiene fórmula molecular C12H22O11.
2- Hidrólisis catalizada por ácido de 1 mol de sacarosa da 1 mol de D-glucosa y 1 mol de D-
fructosa.
3- Es un azúcar no reductor.
4- La sacarosa es hidrolizada por una α-glucosidasa obtenida a partir de la levadura, pero no
por β-glucosidasas.
5- La sacarosa es también hidrolizada por sucrosa, una enzima conocida que hidroliza β-
fructofuranósidos pero no α-fructofuranósidos.
6- Metilación de la sacarosa da un octametilado que por hidrólisis origina 2,3,4,6-tetra-O-
metil-D-glucosa y 1,3,4,6-tetra-O-metil-D-fructosa.
O
OHOH
OH
CH2OH
O
O
CH2OH
OH
OH
HOH2C
α−D−glucopiranosil−β−D−fructofuranósidosacarosa
La hidrólisis ácida o enzimática rinde D-glucosa y D-fructosa en cantidades equimoleculares.
C12H22O11Hidrólisis
C6H12O6 + C6H12O6
sacarosa D−glucosa D−fructosa
[α]= +66,5º [α]= +52º [α]= −92º
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Apuntes de Hidratos de Carbono
Como se puede observar, a diferencia de la sacarosa, la mezcla resultante es levógira. Este
fenómeno se conoce como inversión de la sacarosa y el producto de hidrólisis obtenido se le
denomina azúcar invertido.
8- Método para la determinación de la estructura de un oligosacárido. Para determinar la estructura de un oligosacárido, es necesario conocer:
1- La fórmula molecular del compuesto.
2- Si es reductor o no.
3- Monoscáridos que lo constituyen.
4- Tipo de unión glicosídica.
5- Atomos en que se realiza la unión glicosídica, mediante reacciones química en secuencia:
a) Oxidación.
b) Metilación.
c) Hidrólisis.
9- Polisacáridos. Los polisacáridos se presentan como sólidos, usualmente no cristalinos, insolubles en
solventes orgánicos. Su solubilidad en agua está en dependencia de su estructura. Se
diferencian de los monosacáridos y oligosacáridos en que carecen de sabor dulce, ni son
reductores. Pueden presentarse en forma de polímeros lineales, ramificados o cíclicos.
Los polisacáridos cumplen 3 misiones principales en los seres vivos: de sostén, de reserva
nutritiva y como agentes específicos, ejemplos:
Polisacáridos de sostén;
- Celulosa (proporciona rigidez a los tallos y ramas de las plantas).
- Quitina (constituye el componente principal del exoesqueleto de los insectos).
Polisacáridos de reserva;
- Almidón (se encuentra en el trigo y la papa).
- Glucógeno (fuente de reserva de los animales).
Polisacáridos de especificidad;
- Hiperina (impide la coagulación de la sangre).
9.1- Celulosa. Es el compuesto orgánico más abundante en la tierra. Las hojas secas contienen 10-20% de
celulosa, la madera el 50% y el algodón el 90%.
Las moléculas de celulosa son cadenas de hasta 14000 unidades de D-glucosa, que se
agrupan en haces torsionados, a manera de lazos sujetos por puentes de hidrógeno.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
celulosa
Una molécula aislada de celulosa es un polímero lineal de unidades enlazadas mediante
uniones (1-4)β-glicosídicos.
La celulosa se presenta comúnmente en forma de polvo blanco, insípido, insoluble en agua y
alcohol. Se disuelve con degradación parcial en ácidos y álcalis. Su mejor disolvente es el
hidróxido cúprico amoniacal.
La celulosa no puede ser metabolizada por el hombre y carnívoros por carecer de las β-
glicosidasas necesarias para escindir la unión glicosídica presente en su estructura.
Muchos derivados de la celulosa se utilizan como productos con las más diversas
aplicaciones. La celulosa nitrada se emplea en la producción de plásticos (celuloide y celodión),
lacas, pinturas y explosivos. El acetato de celulosa se utiliza con los mismos fines que el nitrato
y además, en la fabricación de fibras y tejidos (acetato de rayón).
Por tratamiento con NaOH y CS2, se obtiene el xantato de celulosa, el cual se emplea en la
producción de fibras (viscosa) y de películas plásticas (celofán).
La cloroacetilación de la celulosa permite obtener su carboximetil derivado, muy empleado
como agente de relleno, espesante y estabilizante en las industrias farmacéutica y alimenticia.
En una forma menos pura, la celulosa contenida en la madera sigue siendo un material
importante de construcción y en la producción de mobiliario. La pulpa de la madera y de otros
materiales celulónicos es la materia prima fundamental para la fabricación de papel y cartón.
9.2 Almidón. Es el segundo polisacárido más abundante. Al ser triturado y tratado con agua caliente se
divide en dos fracciones principales según su solubilidad: la amilosa (soluble) que constituye
alrededor del 20% y la amilopectina (insoluble) el 80% restante.
La hidrólisis completa de la amilosa origina únicamente D-Glucosa y su hidrólisis parcial da
lugar a maltosa como único disacárido, de lo que se infiere que la amilosa es un polímero lineal
de unidades enlazadas mediante uniones (1-4)α-glicosídicos.
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Apuntes de Hidratos de Carbono
amilosa
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O
Existen alrededor de 250 unidades de glucosa por molécula de amilosa, en dependencia de la
especie de planta o animal considerado.
La amilopectina es un polisacárido mucho mayor que la amilosa. Contiene 1000 o más
unidades de glucosa por molécula. Al igual que la amilosa, su cadena principal contiene
unidades enlazadas mediante uniones (1-4)α-glicosídicos, pero a diferencia de ella, que existe
una glucosa terminal por cada 25 unidades de glucosa. La unión en el punto de ramificación
corresponde a un enlace (1-6)α-glicosídico.
amilopectina
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2
La hidrólisis de la amilopectina da únicamente glucosa, ahora bien, su hidrólisis incompleta
origina una mezcla de maltosa e isomaltosa, siendo esta última la que procede de la
ramificación 1-6.
El almidón es más bien insípido, poco soluble en agua fría, aunque cuando se calienta, el
agua penetra en los gránulos, que se hinchan hasta explotar. Se forma así una dispersión
coloidal en forma de engrudo de alta viscosidad.
El almidón constituye una fuente principal de calorías. Es ampliamente consumido como
alimento básico presente en la harina de cereales, patatas, granos. Además, como producto es
muy empleado en la industria alimenticia en la producción de artículos de confitería, embutidos,
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Apuntes de Hidratos de Carbono
como agente de relleno y plastificante. Constituye la fuente principal de la glucosa, la que se
obtiene por hidrólisis, ya sea en forma de producto puro o como sirope coloreado.
Grandes cantidades de almidón o sus fuentes naturales se consumen anualmente en la
industria fermentativa en la producción de etanol, butanol, acetona y ácidos láctico, cítrico y
glucónico.
9.3 Glucógeno. Es el principal producto de reserva de carbohidratos en los animales. Su estructura es similar
a la de la amilopectina. Consiste en cadenas de unidades de D-glucopiranosa unidas por
enlaces (1-4)α, con ramificaciones (1-6)α superiores a la amilopectina. Su masa molecular
oscila entre 1 y 2 millones.
9.4 Quitina. Es el principal polisacárido estructural en los artrópodos. Es un polisacárido lineal que consta
de unidades de N-acetil-β-D-glucosamina. Por hidrólisis total origina únicamente 2-amino-2-
desoxi-D-glucosa.
O
OH
NH
CH2OH
O
O
OH
CH2OH
O
O
OH
CH2OH
C CH3
O
NH C CH3
O
NH C CH3
Oquitina
La quitina se emplea en la producción de adhesivos, cementos y lacas protectoras. Es una
materia prima empleada en las industrias textil y farmacéutica.
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