Hóa học Glucid pot

ĐẠI CƯƠNGceton của polyalcol hoặc các chất tạo ra dẫn xuất này khi bị thủy phân  Phân loại: – Monosaccarid – Oligosaccarid – Polysaccarid...  Cấu tạo thẳng: có C bất đối trừ dihydroxy

HÓA HỌC GLUCID

ĐẠI CƯƠNG

ceton của polyalcol hoặc các chất tạo ra dẫn xuất này khi bị thủy phân

 Phân loại:

– Monosaccarid

– Oligosaccarid

– Polysaccarid

 Glucid đơn giản nhất, không thể thủy phân

thành các đơn vị nhỏ hơn

liên kết với –OH

 (CH2O)n n  3

 n = 4 : tétrose, n = 5: pentose, n = 6: hexose, n = 7:heptose.

 Cấu tạo thẳng: có C bất đối (trừ dihydroxyaceton)có tính quang họat, đồng phân quang học (N=2n, n: số C*)

 Cấu tạo vòng: Monosaccarid ≥ 5C, liên kết giữa –OHalcol và nhóm carbonyl  vòng bán acetal nội -OHbán acetal

D-Altrose D- Glucose D- Manose D- Gulose D- Idose D- Galactose

D-Arabinose D-Xylose D-Lyxose

D-Erythrose D-Threose

D-Glyceraldehyd

Nhóm D-cetose từ 3C-6C

O Dihydroxy aceton

L_Glucose

H OH H

C C C C C

H

H H HO

OH H

OH H

OH H

HO

HO H

HOCH2

_D_Glucopyranose a

b _D_Glucopyranose

OH

o

OH OH HO

CH2OH

Các dạng đồng phân

 Đồng phân D và L

 Đồng phân a và b

 Đồng phân epime

L_Glucose

H OH H OH

C C C C C

H

H HO

C C C C C

H

H H HO

Các dạng đồng phân

 Cấu trúc vòng pyranose và furanose

 Đồng phân aldose và cetose

-Nhóm carbonyl = -CHO  aldose

-Nhóm carbonyl = -CO-  cetose

 Tác dụng với các base

Tính chất

C O

OH

N NH

CH CH CH CH CH

CH2OH OH OH OH

N NH C

CH CH CH CH

CH2OH OH OH OH

OH H O

D-Glucose

Tính chất

 Phản ứng oxy hóa bởi acid nitric  acid aldaric

Định tính và định lượng Galactose

 Phản ứng tạo glycosid

- Liên kết O-glycosid: giữa nhóm –OH bán acetal (cetal) với –OH alcol

- Liên kết N-glycosid: giữa nhóm –OH bán acetal (cetal) với –NH2

Tính chất

 Phản ứng tạo este (với các acid vô cơ)

Este phosphat: chất chuyển hóa trung gian/ dạng hoạt hóa của cơ chất

C= O

P

CHOH

CH2O H

Glyceraldehyd_3_phosphat

Dihydroxyaceton phosphat

CH2OH

CH2O C= O

P

Glucose _6_ phosphat

OH OH HO

OH o

P

DẪN CHẤT CỦA MONOSACCARID

 Dẫn chất alcol nhóm carbonyl bị khử Glycerol, Sorbitol

 Dẫn chất acid

 Acid aldonic: oxy hóa chức aldehyd (dd Br2) Gluconic

 Acid aldaric: oxy hóa chức aldehyd và chức rượu bậc I dosự oxy hóa mạnh Acid saccarid

 Acid uronic: oxy hóa chức rượu I Glucuronic và

galacturonic ; Trong polysaccarid phức tạp, tham gia cơ chế khử độc, liên hợp bilirubin tại gan



 Dẫn chất amin (osamin)

 Thay thế nhóm –OH của C2 bằng nhóm -NH2 Các

osamin có thể được acetyl hóa

 Glucosamin, galactosamin, muramic acid và neuramic

acid … trong cấu tạo polysaccrid phức tạp, glycolipid và glycoprotein

O HCOH HCOH

CH2OH

H

H

HN C

CH3

O H

H COO-OH OH

N_Acetylneuraminic acid (sialic acid)

M uramic acid

OH

NH2HO

OH

o

CH2OH

O CH

CH3

C

CH3O

MỘT SỐ MONOSACCARID THƯỜNG GẶP CÓ VAI TRÒ SINH HỌC QUAN TRỌNG

Monosaccarid Xuất hiện Vai tròsinh học

D-Ribose Acid nucleic nucleic, các coenzym, ct pentose D-Ribulose qt chuyển hóa pentose phosphat

D-Arabinose Gôm arabic glycoprotein

D-Xylose Proteoglycan glycoprotein

D-Lyxose Cơ tim lyxoflavin

L-Xylulose con đường uronic acid

Monosaccarid Xuất hiện Vai tròsinh học

D-Glucose trái cây, tinh bột, mía monosaccarid cơ thể D-Fructose trái cây, mía, mật ong sử dụng, t.hợp glucose D-Galactose lactose sử dụng, t.hợp glucose

sữa, glycolipid, lycoprotein D-Manose gôm glycoprotein

Glucuronic acid Galactosamin Glucosamin N-Acetylgalactosamin N-Acetylglucosamin Muramic acid

GlcA GalN GlcN GalNAc GluNAc Mur

DISACCARID (oligosaccarid)

 Hai monosaccarid

 Liên kết glycosid

 Hai -OH bán acetal tham gia: không còn tính khử

 Một -OH bán acetal tham gia: còn tính khử

 Phổ biến nhất: Saccarose (Sucrose), Lactose, Maltose

o

OH OH

CH2OH

 Lactose

 Cấu tạo: một b-D-galactopyranose kết hợp một

a-D-glucopyranose bằng liên kết b–1,4 glycosid

CH2OH

 Sucrose (saccarose):

 Do một a-D-glucopyranose kết hợp với một b

-D-fructofuranose bằng liên kết ab–1,2

 Không có tính khử

 Mía và củ cải đường

1 _2_ b _D_fructofuranosyl _D_Glucopyranosyl

CH2OH

O

CH2OH OH

O HO

CH2OH

 Phần lớn glucid tìm thấy trong thiên nhiên

 Thủy phân bằng acid hay bằng các enzym đặc hiệu 

monosaccarid / dẫn xuất

 Không có vị ngọt, hòa tan trong nước tạo dung dịch keo

 D-glucose là chất thường gặp nhất trong thành phần của polysaccarid

 Cấu tạo: Homopolysaccarid (thuần) và

Heteropolysaccarid (tạp)

 Chức năng: Polysaccarid dự trữ (cung cấp năng lượng) vàpolysaccarid cấu tạo (cấu tử tế bào)

 Hàng ngàn a.D-glucopyranose , (C6H10O5)n

 Tinh bột cấu tạo: amylose và amylopectin

 Amylose:

-Liên kết a-1,4-glycosid

-Mạch thẳng

 Amylopectin

-Liên kết a-1,4-glycosid và a-1,6-glycosid

-Nhiều mạch nhánh (dài không quá 24 glucose)

OH OH

CH2OH

O

1 4

O OH OH

CH2OH

O

O 4 1

O OH OH

CH2OH

1 4

O OH OH

CH 2 OH

O

O 4 1

O OH OH

CH 2 OH

O

1 4

 Glucid dự trữ của động vật

 Có nhiều nhất ở gan và cơ

 Cấu tạo giống amylopectin nhưng mang nhiều nhánh hơn và các nhánh ngắn hơn (8-12 gốc glucose)

 Số lượng đầu không có tính khử (cuối mỗi nhánh) bằng số lượng nhánh

mesenteroides có enzym

dextransucrase biến đổi

saccarose thành dextran

 Dung dịch có độ nhớt cao, trong y học là chất thay thế huyết tương

 Polysaccarid có nhiều trong thiên nhiên vì là thành phần cấu tạo chính của thực vật

 Gỗ 50% cellulose và bông cellulose gần như tinh khiết

 Cellulose gồm b-D-glucose nối với nhau chỉ bằng nối b–1,4, vì vậy cellulose không có mạch nhánh

OH OH

CH2OH

1 O

O

OH OH

CH2OH

1 O

O

OH OH

CH2OH

1 O O

 Sự thủy phân hoàn toàn cho glucose (acid loãng)

 Vì cơ thể người không có enzym thủy phân liên kết b 1-4 glycosid nên cellulose không có giá trị dinh dưỡng

 Ơû động vật ăn cỏ trong ống tiêu hóa có các vi sinh vật có thể sản xuất enzym thủy phân cellulose

 Là một homopolysaccarid của N-acetyl-b-D-glucosamin

 Có cấu trúc cơ bản giống như cellulose trừ nhóm –OH ở C2 được thay thế bằng nhóm acetyl amin

 Chitin phân bố nhiều trong giới sinh vật

 Nấm, tảo: thay thế cho cellulose hay các glucan

 Cấu tạo lớp vỏ của động vật chân đốt như giáp xác và thân mềm

 Là một homopolysaccarid của D-galacturonic acid

 Có nhiều trong trái cây

 Có giá trị kinh tế với khả năng tạo gel

POLYSACCARID PHỨC TẠP

 Glycosaminoglycan (mucopolysaccarid) và Proteoglycan

 Vai trò quan trọng trong cấu tạo của động vật có xương sống

 Đơn vị là disaccarid: monosaccarid là

N-acetylglucosamin (N-acetyl galactosamin), monosaccarid còn lại là uronic acid (D-glucuronic) hoặc L-iduronic

 Proteoglycan: glycosaminoglycan gắn với protein ngọai bào

 Những glycosaminoglycan quan trọng là chondroitin

sulfat và keratan sulfat của mô liên kết, dermatan sulfatcủa da, hyaluronic acid và heparin

 Keratan sulfat:

- N-acetyl b-glucosamin 6-sulfat liên kết b-galactose-có nhiều trong mô liên kết

 Hyaluronic acid: polyme rất tan trong nước, có nhiều trong

hoạt dịch của khớp , tạo độ trơn nhớt giúp khớp xương vận chuyển dể dàng và trong dịch thủy tinh thể

-Acid D.b Glucuronic (GlcUA), N-acetyl b-Glucosamin

(GlcNAc)

-Liên kết b-1,3 và b-1,4 glycosid

 Heparin: chất chống đông máu tự nhiên có mặt ở các môcủa cơ thể, trong tế bào mast của mạch máu và ở bề mặt của tế bào nội mô

 Gắn với protein antithrombin  chống đông máu

 Heparin tổng hợp được dùng như là một dược phẩm ngăn chặn sự tạo cục máu đông trong mạch máu

 Là các protein có gắn những chuỗi oligosaccarid hay

polysaccarid

 Glycoprotein có những chức năng sinh lý quan trọng như

 Tham gia vào thành phần cấu tạo mô, màng tế bào

 Thành phần của các dịch nhầy (mucus)

 Một số hornome như LH, FSH, TSH có bản chất là

 Kháng nguyên nhóm máu A, B, O ở màng tế bào hồng cầu là các oligosaccarid gắn vào protein ở bề mặt của màng tế bào

O

O

O

o Sia

o GalNAc

NHCOCH3

o Gal

o Fuc

 Nhiều loại tế bào trên bề mặt được đánh dấu (marker) để nhận biết các tế bào cùng loại hay nhận biết các khác biệt miễn dịch từ tế bào lạ ở ngoài vào Các tác nhân nhận biết thường là các saccarid gắn trên các thành phần protein hay lipid của màng tế bào.

oo

ooo oooooooooooo

oooooo oooooo

Protein Lipid

Oligosaccarid

Polysaccarid của lớp màng tế bào vi khuẩn

 Vi khuẩn Gram dương : thành tế bào có mặt ngoài cấu tạo bởi

trong là lớp lipid

 Vi khuẩn Gram âm : cấu tạo của vi khuẩn Gram âm là lớp lipid

lớp lipid thứ hai

 Sự khác nhau này đưa đến sự khác nhau về phương pháp

nhuộm và sự khác nhau về độ nhạy với kháng sinh

 Một số kháng sinh (ví dụ như penicillin) ngăn chặn quá trình

đường tổng hợp carbohydrat Một số chất tấn công trực tiếp

bào, lòng trắng trứng, nước mắt.

Tóm tắt

 Glucid: dẫn xuất aldehyd/ceton của polyalcol

-Monosaccarid (ose): aldose, cetose

-Oligosaccarid: 2-6 gốc đường đơn (disaccarid) liên kết glycosid

-Polysaccarid: các monosaccarid liên kết osid

 Monosaccarid có cấu tạo thẳng và cấu tạo vòng

 Tính chất quan trọng: tính khử, phản ứng tạo glycosid, tạo este (este phosphat)

 3 Disaccarid hay gặp: saccarose, lactose, maltose

 Homopolysaccarid: tinh bột, glycogen, cellulose,

dextran, chitin, pectin