انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة

الكربوهيدرات

Share |
الكلية كلية العلوم     القسم قسم الكيمياء     المرحلة 3
أستاذ المادة محمود حسين هدوان الخفاجي       5/26/2011 8:44:38 AM

الكاربوهيدرات

 

هي مركبات عضوية الالديهادية او كيتونيه متعددة الهيدروكسيل تحتوي على الكاربون والهيدروجين والأوكسجين , اغلب الكاربوهيدرات وليس جميعها تملك الصيغة

 

                                        Cn(H2O)n

 

كاربون

 

 

هيدرات

 

 

 

 

 


سكر الرايموز Rhaminose

 

لايمتلك الصيغة Cn(H2O)n

 

 

 

 

تصنيف الكاربوهيدرات :-

 

يمكن تصنيفها بالاعتماد على عدد ذرات الكاربون المكونة للسكر " بالنسبة للسكريات الاحادية " وتتراوح عدد ذرات السكريات الاحادية من 3-9 ذرات كاربون .

 

 

 

             3 ذرات كاربون                     ثلاثي                      Triose  

 

    4 ذرات كاربون                         رباعي              Te trose       

 

    5 ذرات كارون                   خماسي                     Pentose

 

6ذرات كاربون                          سداسي                   Hexose

 

7 ذرات كاربون                        سباعي                    Hexose

 

9 ذرات كاربون                          Sialic aid

 

 

اكثرالسكريات زمرة هي الخماسية والسداسية .

 

يمكن ان تميز السكريات السداسية بعضها عن بعض (( وكذلك الخماسية )) بالاعتماد على عدد ونوع الايزومرات التي تحتويها تلك السكريات

 

 

الايزومر :- هو الصورة المراتية غير المنطبقة على الاصل , ويمكن القول ان لذرة الكاربون ايزومر عند توفر شرطين :-

 

الاول : ان تكون ذرة الكاربون حاوية على اربع اواصر منفردة .

 

الثاني : ارتباط تلك الاواصر باربع مجاميع مختلفة . ويطلق على ذرة الكاربون في هذه الحالة "ذرة الكاربون الكيرالية " وان عدد الايزومرات في جزيئة السكر =2n حيث n  تساوي عدد ذرات الكاربون الكيرالية

 

مثال :- ابسط السكريات الاحادية الحاوية على متناظرات فراغية هو ,الكيسر الديهايد , يمتلك ذرة كاربون واحدة غير متمثلة ولها متناظرين فراغيين ادناه الصيغ الجزيئية لهذيت التناظريين , حيث تقع ذرة الكاربون غير المتماثلة في مركز رباعي السطوح بينما تقع المجاميع الاربعة عند كل زراوية من زواياه , ويشير الخط المنقط الى اها تقع الى الاسفل من مستوى سطح الورقة .

 

CHO

 

OHH

 

H

 

CH 2OH

 

C

 

    

H

 

CHO

 

OH

 

CH2OH

 

      

CHO

 

HO

 

H

 

CH 2OH

 

C

 

    

HO

 

CHO

 

H

 

CH2OH

 

      
 

( Dextro)

 

D-glyceralde hyde

 

( Leavo)

 

L-Glycexaldehyde

 

Mirror

 

 

 

ويمكن تشبيه الصييغتين بصورة المراة اة بقفازات اليد اليمنى واليسرى ويدعى المركب يميني الدوران Dextrorotatory  عندما يدور مستوى الضوء المستقطب بنحة اليمين ويرمز له بالرمز (d) او (+)بينما يدعى المركب يساوي الدوران (Levo)عندما يدور مستوى الضوء المستقطب نحو اليسار ويركز له بالرمز L او (-) وهكذا فان عدد الايزومرات للسكريات الالديهايدية الخماسية يساوي 8                                    23=8         2n

 

هذه الايزومرات تخلف في توجيهية مجموعة الهيدروكسيل حول ذرة الكربون الكيرالية .اما بالنسبة للسكريات السداسية فان عدد الايزومرات التي تكونها ستكون (16 ايزومر ) اما عدد السكريات فهو (8) انواع من السكريات السداسية الالديهايدية .

 

 

الصيغ الحلقية :- صيغ هورث

 

 

لوحظ بان الدوران الضوئي لمحلول السكريات ذات الشكل (+)D, يتناقص تدريجيا من القيمة البدائية (+133°)وتثبت بعد ذلك عند القيمة (+52.5) .فسَّر هورث سبب ذلك بخاصية الدوران التلقائي Mutro Tation  , وان هذا التغير صفة عامة للبتوزات والهكسوزات والسكريات الثنائية المختزلة , وبسبب هذا التغير في الدوران هو ان الكلوكوز يوجد في المحلول بشكل حلقي والذي يحصل من تكوين هبي استيال ضمن الجزيئة الواحدة:-

 

OH

 

 

C

 

  

O

 

 

H

 

 

C

 

  

OH

 

2

 

  

C

 

 

3

 

  

C

 

 

OH

 

4

 

  

C

 

 

OH

 

5

 

 

6

 

O

 

H

 

 

C

 

 

OH

 

 

C

 

 

H

 

 

OH

 

 

C

 

 

OH

 

H

 

    

C

 

 

C

 

     

OH

 

(OH)

 

(H)

 

 

CH2OH

 

C

 

 

C

 

 

H

 

OH

 

  

C

 

 

C

 

 

C

 

 

O

 

 

H

 

 

OH

 

 

OH

 

 

H

 

 

OH

 

 

H

 

2

 

3

 

5

 

4

 

        

(?)

 

(?)

 

 

 

 

 

 

وهذا يؤدي الى تكوين ذرة كاربون غير متناسقة C1

 

ولذا هناك احتمالية تكون شكلين حلقين (الفاوبيتا) والتي تسمى بالانومرات Anomers وهذه الذرة هي ذرة الكاربون الانومرية. وما أهميتها في الاختزال؟ كما وجد هورث بأن هذه العملية قد حصلت للشكل الفا من الكلوكوز. أما الشكل بيتا فأن قيمة الدوران النوعي له قد تغيرت من 19.7? الى 52.5? عن التوازن وبالنتية  فان هورث قد وصل الى ؟؟؟ العلاقة التالية تحصل عن اذابة كلوكوز من نوع الفا اربيتا ي المحلول.

 

 

 

 

 

 

 

?-D-glucose

 

64%

 

 


كذلك نفس العملية يمكن ان تحدث مع السكريات الخماسية الالديهاية كالرايبوز او السداسية الكيتونية كالقركتوز

 

 

CH2OH

 

C

 

  

O

 

 

C

 

 

H

 

 

HO

 

 

C

 

 

H

 

 

OH

 

 

C

 

 

H

 

 

OH

 

 

CH2OH

 

    

CH2OH

 

C

 

 

C

 

 

H

 

OH

 

 

C

 

 

C

 

 

C

 

    

 

CHOH

 

   

O

 

OH

 

    

 

OH

 

 

        

O

 

O

 

H

 

OH

 

HO

 

OH

 

CH2OH

 

 

 

ب- تصنف على أساس عدد الجزئيات السكرية (طول السلسلة السكرية)

 

1- السكريات الاحادية Mono sact وهي السكريات الحاوية على وحدة سكرية واحدة مثل  الكلوكوز والفركتوز والماتوز.

 

2- السكريات الثنائية :- وتتألف من ارتباط وحدتين من السكر الاحادي كلايكوسيدية nglycocsidic bondn مثل المالتوز واللاكتوز والسكروز والسليبايوز.

 

أ- المالتوز:- وهو أبسط السكريات الثنائية المختزلة يتكون من أرتباط جزئيتين من السكر D-gtucoase مرتبطتين بأصرة كلايكوسيدية من نوع (?(1-4)) يتكون اثناء عملية هضم 

 

 


ب- اللاكتوز :- يتكون من جزئيي D-gtucoase W

 

مرتبطة بجزيئة D-gtucoase

 

بآصرة كلايكوسيدية نوع ( B-(1-4))

 

يوجد في حليب اللبائن وفي الإدرار أثناء الحمل.

 

CH2OH

 

    

O

 

       

OH

 

HO

 

 

O

 

 
    

O

 

       

OH

 

OH

 

OH

 

 

 


ج- السكروز:- سكر غير مختزل نظراً لكون الترابط بين كلتا المجموعتين الفعالتين في السكريات الأحادية. يوجد في النباتات وبالأخص قصب السكر والشونذر.

 

 

 

 

 

د- السليبايوز :- يتكون من ارتباط وحدتين كلوكوز بآصرة من ((4-1) ?) يوجد في بعض أنواع النباتات.

 

 

3- السكريات قليلة التعدد :- oligo sacha وتسمى سكريات البضع " Oligo" وتتكون من "3-9" وحدات سكرية.

 

كما هو الحال في سكر الدكستران المتكون من تحلل الدكسترين وكذلك سكر الرافينوز " Raffinose" المتكون من اتحاد فركتوز – كلوكوز – كالاكتوز.

 

 


4- السكريات المتعددة :- Poly Sachari

 

هي تلك السكريات التي تتعدى الوحدات السكرية العشر وقد تصل الى بضع ألاف وتستخدم للأغراض التركيبية أو لخزن الطاقة الكيمياوية وتقسم إلى قسمين :-

 

أ‌-       السكريات المتعددة المتجانسة :- Home poly

 

ومن أمثلتها النشا والكلايكوجين والسليلوز وتتكون من نوع واحد من السكريات الأحادية ، وغالباً ما يكون الكلوكوز.

 

ب‌-   السكريات المتعددة غير المتجانسة :- Hetero poly sack

 

ومن أمثلتها الاكار " agar" وتتكون من أكثر من نوع من السكريات الأحادية.

 

جميع السكريات المتعددة تفقد الصفة الاختزالية بسبب حجم الجزئية الكبير جداً حيث يتكون من عدة ألاف من الوحدات السكرية الى ملايين. فتكون حجماً مع الهيدروكيل الحرة في ذرات الكاربون الانومرية قليل جداً نسبة الى تلك التي تحولها السكريات الأحادية والثنائية فلا تستطيع اختزال العناصر الانتقالية في حالة تاكسدية عليها إلى أخرى أوطئ.

 

 

·  

O

 

      

? (2-1)

  

O

 

       
  

O

 

       
 

O

 

  
    

O

 

      

CH2OH

 

O

 

 

CH2

 

  
 

O

 

  
 
 

O

 

  
 
 

O

 

  النشا :- بوليمر سكري نباتي ، يتألف من نوعين من سلاسل الكلوكوز الأولى رئيسية غير متفرعة تدعى الاميلوز تتكون من عشر وحدات كلوكوز تقريباً مرتبطة بآصرة كلايكوسيدية نوع (?(1-4)) ، تتفرع من نهايتها السلسلة الثانية " الامايلوبكتين" من خلال آصرة كلايكوسيدية نوع (?(1-6)

 

 

·   الكلايكوجين :- ويطلق عليه بالنشأ الحيواني ، وهو يماثل النشأ النباتي من ناحية التركيب ويكون أكثر منه تفرعاً وهو السكر المخزون في الكبد والعضلات وينتج من الفائض من وحدات الكلوكوز في الجسم.

 

·        السليلوز:- وهو بوليمير سكري نباتي غير متفرع يتكون من ارتباط وحدات كلوكوزية بآصرة نوع (?(1-4))

 

CH2OH

 

    

O

 

      

OH

 

      

O

 

   

CH2OH

 

  

O

 

  
  

O

 

  
    

O

 

      

OH

 

-----------

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

تفاعلات الكاربوهيدرات:-

 

1.  تعد جميع السكريات الأحادية والثنائية عدا السكروز سكريات مختزلة وذلك لقدرة مجموعة الهيدروكسيل الانومرية على اختزال مركبات العناصر الانتقالية من حالة تأكسدية إلى حالة تأكسدية أوطئ في الأوساط الحامضية الضعيفة والقاعدية.

 

     

H

 

C

 

O

 

 

HO

 

HO

 

  

CH2OH

 

كلكوز

 

CU+2

 

+

 

CU2O

 

 
 

+

 

HCOOH

 

+

 

RCOOH

 

Na­­2 co3

 

 


2. 

C

 

H

 

O

 

HO

 

HO

 

OH

 

OH

 

mannitose

 

Na / Hg

 

 

CH2OH

 

HO

 

HO

 

OH

 

OH

 

CH2OH

 

الاختزال :- يمكن ان تختزل الكاربوهيدرات الى مركبات متعددة الهيدروكسيل (الالديتولات) التي لها أهمية طبية خلال الاختزال بملغم (Na/Hg)

 

 

 

3.  تكوين الكلايكوسيدات :- يمكن لمجموعة الهيدروكسيل الانومرية ان تتفاعل بسهولة وتتحول الى (OR ، NR2) مكونة كلايكوسيدات السكر ، بالاوساط الحامضية المخفضة.

 

 


4.    

HCL+ H2SO4

 

  

3H2O

 

         

O

 

CH2OH

 

        

C

 

H

 

O

 

HO

 

OH

 

OH

 

OH

 

CH2OH

 

CHO

 

تأثير الحوامض القوية :- تعمل على سحب جزيئات الماء من السكر وتحويله الى مركب الفورمزال أو إلى مشتقاته.

 

 

 

 

5.  تأثير القواعد القوية:- تعمل القواعد القوية على تكوين الايثول خلال عملية الـ، " enolzation" أي تغير في موقع الآصرة المزدوجة من كاربونيل السكر إلى مجاميع الكاربون الداخلية ، والتي من الممكن ان تًرجع السكر إلى الصيغة الأصلية او التحول إلى الايزو المقابل.

 

     

HO

 

OH

 

OH

 

OH

 

CH2OH

 

كلوكوز

 

CHO

 

KOH

 

   

C

 

H

 

OH

 

   

C

 

  

C

 

  

OH

 

 

OH

 

H

 

 

OH

 

OH

 

  

mannose

 

 


6.    

HNO3

 

    

C

 

H

 

O

 

            

C

 

C

 

C

 

C

 

 

OH

 

HO

 

H

 

OH

 

OH

 

H

 

H

 

H

 

HCN

 

 
     

COOH

 

HO

 

OH

 

OH

 

OH

 

COOH

 

   

C

 

H

 

O

 

CH2OH

 

            

C

 

C

 

C

 

C

 

 

OH

 

HO

 

H

 

OH

 

OH

 

H

 

H

 

H

 

الأكسدة المباشرة :- وتتم إضافة حامض النتريك HNO3 ومن ثم حامض HCN مائياً.

 

 

 

 

 

 

 

 


المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
الرجوع الىلوحة التحكم