Karbohidrat Monosakarida Disakarida Oligosakarida Polisakarida.

Transcript

1 KARBOHIDRAT Monosakarida Disakarida Oligosakarida Polisakarida2 KIMIA KARBOHIDRAT Karbohidrat adalah senyawa polihidroksi aldehid atau polihidroksiketon. Oleh karena itu karbohidrat mempunyai dua gugus fungsional yang penting : * Gugus hidroksil * Gugus keton/aldehid3 Penggolongan KarbohidratMonosakarida : Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut Disakarida Karbohidrat yang mengandung 2 satuan monosakarida Oligosakarida Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3 – 8 satuan monosakarida Polisakarida Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan banyak satuan monosakarida4 Monosakarida Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan rumus CnH2nOn dimana n = 3 – 8 C3H6O3 : triosa C4H8O4 : tetrosa dan seterusnya. Macam-macam monosakarida a. Aldosa : monosakarida yang mengandung gugus aldehid Contoh : Gliseraldehid5 Monosakarida Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan rumus CnH2nOn dimana n = 3 – C3H6O3 : triosa C4H8O4 : tetrosa C5H10O4 : pentosa C6H12O4 : heksosa Macam-macam monosakarida a. Aldosa : monosakarida yang mengandung gugus aldehid Contoh : Gliseraldehid b. Ketosa : monosakarida yang mengandung gugus keton Contoh: Dihidroksiaseton6 Contoh : Gliseraldehida7 b. Ketosa : monosakarida yang mengandung gugus ketonContoh : Dihidroksiaseton8 Penamaan Monosakarida D, LMonosakarida diberi nama D jika gugus -OH pada atom C* yang letaknya paling jauh dari gugus terletak disebelah kanan. Monosakarida diberi nama L jika gugus OH pada atom C* tersebut berada disebelah kiri. atau9 Contoh10 Turunan D-aldosa11 Turunan D-ketosa Atom C kiral pada ketopentosa (proyeksi Fisher): C no 3 dan 4 Jumlah stereo isomer pada ketopentosa (proyeksi Fisher) . . .12 Heksosa yang paling banyak di alam13 Enansiomer and epimer Dua buah aldotetrosa ini enansiomer, suatu stereoisomer yang merupakan bayangan cermin satu sama lain. Kedua aldoheksosa ini adalah epimer C-4, perbedaan hanya pada posisi OH pada sebuah atom C asimetri yaitu Carbon 41415 Representasi Struktur GulaStruktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam 3 bentuk stereokimia sebagai berikut: Proyeksi Fisher: rantai lurus (linier) Proyeksi Haworth: siklik/cincin sederhana Konformasi: konfigurasi kursi dan perahu16 Struktur Siklis MonosakaridaAldehid / keton dapat bereaksi dengan alcohol membentuk hemiasetal / hemiketal. - + ..17 Monosakarida dapat membentuk struktur siklikHemiasetal atau hemiaketal siklis terbentuk jika gugus keton/aldehid dan alkohol terdapat dalam 1 molekul. Contoh : 4 – hidroksipentanal Monosakarida dapat membentuk struktur siklik karena dalam molekulnya terdapat …….. - atom C* - gugus aldehid - carbonyl dan hidroksil - gugus keton - gugus hidroksil18 Pembentukan hemiasetal pada glukosaContoh : Pembentukan hemiasetal pada glukosa C C19 Pada glukosa, hemiasetal siklis terbentuk antara gugus aldehid pada C1 dengan gugus OH pada C5 sehingga membentuk cincin-6 yang stabil. Dalam bentuk hemiasetal siklis: atom C1 bersifat kiral  C anomerik sehingga memberikan 2 kemungkinan struktur isomer D-glukosa : 1.  - D – glukosa 2.  - D – glukosa keduanya merupakan senyawa berbeda dengan sifat yang sangat berbeda.20 SIFAT-SIFAT FISIK []21 Sifat-sifat Fisik (lanjutan) - D – glukosa  - D – glukosa - kristal - padat  > 98C - m.p m.p. = 150C - []D = + 112 []D = + 19  - D – glukosa  - D – glukosa +112o  o  - D – galaktosa  - D – galaktosa + 151    - D – fruktosa  - D – fruktosa + 21  -133 Mutarotasi dalam air22 POLARIMETRY Measurement of optical activity in chiral or asymmetric molecules using plane polarized light Certain molecules be chiral - because of certain atoms or - because of chiral axes or chiral planes Measurement uses an instrument called a polarimeter2324 Proyeksi Fisher & Struktur Haworh↔25 Struktur Haworth dan Konformasi Kursi26 Sifat-sifat Fisik MonosakaridaPadatan kristal tidak berwarna Larut dalam air  ikatan hidrogen Sedikit larut dalam alkohol Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena Rasanya manis. Diantara monosakarida  fruktosa yang paling manis27 Gugus fungsi yang ada pada monosakarida . .Gugus fungsi yang ada pada ketosa . . Atom C kiral pada aldoheksosa28 Tingkat kemanisan monosakarida dan disakaridaMonosakarida Disakarida D – fruktosa Sukrosa 100 D – glukosa Laktosa 0.16 D – xylosa 0.40 D – galaktosa 0.2229 Beberapa Reaksi Monosakarida1. Reaksi Oksidasi Berdasarkan kemampuannya untuk mereduksi pereaksi (Tohlens, Benedict, Fehling), monosakarida dapat digolongkan : Gula pereduksi Gula non pereduksi Monosakarida dapat mereduksi TBF karena pada monosakarida terdapat gugus aldehid atau gugus -hidroksi keton, yang akan dioksidasi oleh TBF menjadi karboksilat/keton.30 Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi Benedict Fehling31 Oksidasi aldosa oleh pereaksi TBF menghasilkan asam monokarboksilat: Asam Aldonat.Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat (HNO3 panas) menghasilkan asam dikarboksilat karena HNO3 selain mengoksidasi gugus aldehid juga mengoksidasi gugus CH2OH terminal32 Reaksi dg HNO3 Reaksi dg Tohlens3334 2. Reaksi reduksi Gugus karbonil dari monosakarida dapat direduksi menjadi alkohol oleh beberapa pereaksi menghasilkan alditol35 Reduksi monosakarida Logam + H2 Dapat dilakukan dengan: enzimatisProduknya polyol gula alkohol (alditol) glucose membentuk sorbitol (glucitol) mannose membentuk mannitol fructose membentuk mannitol + sorbitol glyceraldehyde membentuk glycerol36 Sugar alcohols are very usefulMannitol is used as an osmotic diuretic Glycerol is used as a humectant and can be nitrated to nitroglycerin Sorbitol can be dehydrated to tetrahydropyrans and tetrahydrofuran compounds (sorbitans) Sorbitans are converted to detergents known as spans and tweens (used in emulsification procedures) Sorbitol can also be dehydrated to 1,4,3,6-dianhydro-D-sorbitol (isosorbide) which is nitrated to ISDN and ISMN (both used in treatment of angina)37 3. Reaksi pembentukan glikosidaReaksi antara monosakarida hemiasetal/hemiketal siklis dengan 1 molekul alkohol membentuk asetal/ketal. Pada reaksi ini gugus OH pada C – anomerik digantikan oleh gugus OR dari alcohol. …. (nonpereduksi) Glikosida terbentuk antara gugus OH pada atom C ….. (kiral/anomer/no 1) monosakarida …… (hemiasetal/hemiketal / asetal/ketal) dengan sebuah molekul alkohol38 Ikatan Glikosidik Asetal/ketal seperti ini dinamakan glikosida dan ikatan antara karbon anomerik dengan gugus OR disebut ikatan glikosidik. Glikosida dinamai berdasarkan nama monosakaridanya, dengan mengganti akhiran –a dengan –ida. Misal: glukosa  glukosida manosa  manosida39 DISAKARIDA Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari 2 satuan monosakarida. Dua monosakarida dihubungkan dengan ikatan glikosidik antara C-anomerik dari satu unit monosakarida dengan gugus –OH dari unit monosakarida yang lainnya. Beberapa disakarida yang sering dijumpai : Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa40 JENIS DISAKARIDA Selubiosa  -D-Glukosa + -D-GlukosaMaltosa  -D-Glukosa + -D-Glukosa Sukrosa  -D-Glukosa + -D-Fruktosa Laktosa  -D-Glukosa + -D-Galaktosa41 MALTOSA42 IKATAN PADA MALTOSA Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada atom C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4 dari glukosa yang lain, sehingga ikatannya disebut ikatan glikosidik--1,4 Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan pada maltosa dalam bentuk hemiasetal, sehingga akan dapat berkesetimbangan dengan struktur terbuka. Oleh karena itu maltosa dpt bereaksi + dg Tohlens43 SELOBIOSA44 LAKTOSA Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi (4-8 % laktosa).Karbon anomerik pada unit galaktosa mempunyai konfigurasi  pada C-1 dan berikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit glukosa Diare setelah minum susu, disebabkan karena tidak memiliki enzim laktase (galaktosidase), sehingga tidak dapat mencerna laktosa dalam susu. Galaktosemia adalah penyakit gangguan metabolisme galaktosa, berakibat penumpukan galaktosa dalam darah: sirosis hepatik, hepatomegali, katarak, retardasi mental45 Struktur Laktosa46 SUKROSA Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat pada tumbuhan fotosintetik yang berfungsi sebagai sumber energi. Misal : pada tebu, bit gula Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada kedua unit monosakarida terlibat dalam ikatan glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1 pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa, sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.47 Struktur Sukrosa48 POLISAKARIDA Karbohidrat yang mengandung banyak monosakarida dan mempunyai berat molekul yang besar Hidrolisis polisakarida secara sempurna akan menghasilkan satu/beberapa jenis monosakarida Unit-unit monosakarida dihubungkan secara linier atau bercabang Jenis polisakarida : pati glikogen selulosa hemiselulosa49 P A T I Polisakarida yang tersimpan dalam tumbuhan.Merupakan komponen utama pada biji-bijian, kentang, jagung dan beras Tersusun atas unit D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik -1,4 Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan glikosidik -1,650 JENIS PATI A M I L O S A : 20 % bagian pati, tersusun atas 50 – 300 unit glukosa melalui ikatan -1,4 glikosidik larut di dalam air AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati, Tersusun atas 300 – unit glukosa melalui ikatan glikosidik dan -1,6 Setiap unit glukosa dihubungkan oleh ikatan -1,4. Rantai-rantai berikatan -1,4 tesebut dihubung-silangkan melalui ikatan -1,6 sehingga menghasilkan struktur bercabang dengan Mr tinggi Strukturnya bercabang  sangat besar (Mr besar)  tidak larut dalam air51 GLIKOGEN Karbohidrat penyimpan energi yang tersimpan dalam hewanMr Glikogen > pati Tersusun lebih dari unit glukosa Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan 1,6 glikosidik Tidak larut dalam air Larut dalam pelarut organik non polar : eter, kloroform, heksana.52 POLISAKARIDA LAIN Selulosa: polimer tidak bercabang dari glukosa melalui ikatan -1,4-glikosidik Kitin : polisakarida yang mengandung nitrogen, membentuk cangkang krustasea dan kerangka luar serangga Pektin : polimer linier dari D-galakturonat melalui ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat pada buah-buahan dan buni-bunian