Karbohidrat

KARBOHIDRAT
Karbohidrat
Disintesis oleh tanaman menggunakan cahaya
matahari, untuk mengubahn CO2 dan H2O
menjadi glukosa dan O2.
 Termasuk polimer seperti amilum dan
selulosa.
 Sebagian besar gula mempunyai rumus
Cn(H2O)n, atau “hidrat karbon.”

=>
2
Klasifikasi Karbohidrat

Monosakarida atau gula sederhana
◦ Polihidroksialdehida atau aldosa
◦ Polihidroksiketon atau ketosa


Disakarida yang dapat dihidrolisis
menjadi dua monosakarida.
Polisakarida yang dapat terhidrolisis
menjadi banyak unit monosakarida. Yaitu :
amilum dan selulosa yang mempunyai >
1000 unit glukosa.
=>
3
Monosakarida

Dikelompokkan menjadi:
◦ Aldosa atau ketosa
◦ Jumlah karbon dalam rantai
◦ Konfigurasi karbon kiral terjauh dari gugus
karbonil.
glukosa, suatu
D-aldoheksosa
Fruktosa, suatu
D-ketoheksosa
=>
4
Gula D dan L
Gula D adalah gula yang merupakan turunan
dari bentuk dekstrorotatori (+) gliseraldehida.
 Gula L adalah gula yang merupakan turunan
dari bentuk levorotatori (-) gliseraldehida

=>5
Keluarga D Aldosa
=>
6
Erithro dan Threo


Batasan yang digunakan untuk
diastereomer dengan dua atom C kiral
bertetangga, tanpa ujung simetris.
Untuk molekul simetris gunakan istilah
meso atau d,l.
=>
7
Epimer
Gula yang berbeda hanya pada stereokimia
pada sebuah karbon.
=>
8
Struktur Siklis Glukosa
Glukosa siklis adalah hemiasetal yang
terbentuk dari reaksi -CHO dengan -OH
pada C5.
=>
D-glukopiranosa
9
Struktur Siklis Fruktosa
Hemiasetal siklis yang terbentuk melalui
reaksi C=O pada C2 dengan -OH pada C5.
D-fruktofuranosa
=>
10
Anomer
=>
11
Mutarotasi
Glukosa disebut juga
dekstrosa; dekstrorotatori
=>
12
Epimerisasi
Dalam basa, H pada C2 mungkin dihilangkan untuk
membentuk ion enolat. Reprotonasi mengubah
stereokimia C2.
=>
13
Rearragement Enediol
Dalam basa, posisi C=O dapat bergeser.
Ahli kimia menggunakan larutan asam
atau netral untuk mempertahankan
identitasnya.
=>
14
Reduksi Gula Sederhana
Gugus C=O aldosa atau ketosa dapat
direduksi menjadi C-OH oleh NaBH4 atau
H2/Ni.
 Penamaan gula bentuk alkohol adalah dengan
menambahkan akhiran-itol pada nama dasar
gula.
 Reduksi D-glukosa menghasilkan
D-glusitol, dikenal juga dengan nama D-sorbitol.
 Reduksi D-fruktosa menghasilkan campuran Dglusitol dan D-mannitol.
=>

15
Oksidasi oleh Bromin
Air Brom mengoksidasi aldehida, tetapi tidak
keton atau alkohol; membentuk asam aldonat.
=>
16
Oksidasi Asam Nitrat
Asam nitrat mengoksidasi aldehida dan
alkohol terminal; membentuk asam aldarat
=>
17
Oksidasi oleh Pereaksi Tollens


Pereaksi Tollens bereaksi dengan aldehida, tetapi
keberadaan basa mempromosikan rearragement
enediol, sehingga keton bereaksi juga.
Gula yang menghasilkan cermin perak dengan pereaksi
Tollens disebut gula pereduksi.
=>
Chapter 23
18
Gula NonPereduksi


Glikosida adalah asetal, stabil dalam basa,
sehingga tidak bereaksi dengan pereaksi
Tollens.
Disakarida dan polisakarida adalah asetal juga,
jadi gula nonpereduksi.
=>
19
Pembentukan Glikosida



Merupakan hasil reaksi gula dengan alkohol dalam
asam.
Karena gula rantai terbuka berada dalam
kesetimbangan dengan hemiasetal - dan -, maka
kedua anomer asetal terbentuk juga.
Aglikon adalah batasan yang digunakan untuk gugus
yang berikatan dengan karbon anomerik.
=>
20
Pembentukan Eter
Gula sulit direkristalisasi dari air karena
kelarutannya yang tinggi.
 Mengubah semua gugus -OH menjadi -OR,
menggunakan sintesis Williamson
termodifikasi.

=>
Chapter 23
21
Pembentukan Ester
Asetat anhidrida dengan katalis piridina
mengubah semua oksigen menjadi
ester asetat
=>
22
Pembentukan Osazon
Kedua C1 dan C2 bereaksi dengan
fenilhidrazina.
=>
23
Degradasi Ruff
Rantai aldosa diperpendek melalui
oksidasi aldehida menjadi -COOH, dan
dilanjutkan dengan dekarboksilasi.
=>
24
Sintesis Kiliani-Fischer
Proses ini memperpanjang rantai aldosa.
 Suatu campuran dari epimer C2 terbentuk.

=>
25
Pembuktian Fischer
Emil Fischer menentukan konfigurasi di
setiap karbon kiral dalam D-glukosa pada
tahun 1891, menggunakan degradasi Ruff dan
reaksi oksidasi.
 Dia menganggap bahwa -OH berada di
kanan pada proyeksi Fischer untuk Dgliseraldehida.
 Dugaannya ternyata benar !

=>
26
Penentuan Ukuran Cincin


Haworth menentukan struktur piranosa
glukosa pada 1926.
Karbon anomerik dapat ditemukan
melalui metilasi -OH, kemudian
dihidrolisis.
H
HO
excess CH3I
Ag2O
CH2OHO
H H
HO
CH3O
OCH3
CH3O
H
H
+
CH3O
H H
CH3O
H
H3O
CH2OCH3
O
OH
OH
H
H
H
CH2OCH3
O
H H
CH3O
OH
CH3O
H
H
=>
27
Pemutusan Asam Periodat


Asam periodat memutuskan diol visinal
untuk menghasilkan dua senyawa
karbonil.
Pemisahan dan identifikasi
produkmenentukan ukuran cincin.
=>
28
Disakarida
Tiga ikatan glikosidik yang terjadi
secara alami::
 Hubungan1-4’ : Karbon anomerik
terikat ke oksigen pada C4 gula kedua.
 Hubungan1-6’ : Karbon anomerik
terikat ke oksigen pada C6 gula kedua.
 Hubungan 1-1’ : Karbon anomerik dari
dua gula terikat melalui sebuah oksigen.
=>

29
Sellobiosa



Dua unit glukosa yang dihubungkan
dengan ikatan 1-4’.
Suatu disakarida dari selulosa.
Suatu mutarotating, gula pereduksi.
=>
30
Maltosa
Dua unit glukosa berhubungan 1-4’.
=>
Chapter 23
31
Laktosa
Galaktosa + glukosa berhubungan 1-4’.
 “Gula susu.”

=>
32
Gentiobiosa
Dua unit glukosa berhubungan 1-6’.
 Jarang ditemui sebagai disakarida, tetapi
sering ditemukan sebagai titik cabang pada
karbohidrat yang lebih besar.

=>
33
Sukrosa
Glukosa + fruktosa, berhubungan 1-1’
 Gula Nonpereduksi

=>
34
REAKSI DISAKARIDA
CH2OH
CH2OH
O
H
H
OH
H H
H
OH
O
H
OH
H
H
OH
OH
O
H
OH
(1) CH3OH, H+
(2) (CH3)2SO4, OH-
Br2,H2O
CH2OH
CH2OH
O
H
H
OH
H H
H
OH
H
OH
CH2OCH3
OH
H
CO2H
H
O
H
CH2OCH3
O
H
OCH3 H
H H
OH
OH
OCH3
O
CH3O
H
O
H
OCH3 H
H
H
OCH 3
OCH3
(CH3)2SO4, OHCH2OCH3
H
O
H
OCH3 H
H+, H 2O
CH2OCH3
OCH3
H
CO2CH3
OCH3 H
H H
O
CH3O
H
H
OCH 3
CH3O
H
H+, H 2O
CH2OCH3
H
O
H
OCH3 H
CH3O
H
O
H
H
OCH3 H
OCH3
CH2OCH3
CH2OCH3
OCH 3
OH
+
O
H
OCH3 H
OH
HO
H
OCH 3
CH2OCH3
H
OH
+
OCH3
H
CO2H
OCH3 H
HO
H
OCH 3
H
OCH3
35
Sellulosa
Polimer dari D-glukosa, ditemukan
pada tanaman.
 Mammalia tidak mempuyai enzim glikosidase

.
=>
36
Amilosa
Polimer D-glukosa,
 Kompleks Kanji-iodida, warna biru gelap.

=>
37
Amilopektin
Bercabang, fraksi kanji yang tidak larut.
=>
Chapter 23
38
Glikogen
Polimer glukosa, serupa dengan
amilopektin, tetapi lebih bercabang.
 Penyimpan energi dalam jaringan otot dan
hati.
 Beberapa ujung cabang menyebabkan
glukosa masuk dalam darah.

=>
39
Kitin
Polymer of N-asetilglukosamina.
 Penyusun cangkang luar serangga.

=>
40