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1 2 3 H H OH H H OH O La dihidroxicetona no presenta carbono quiral alguno dentro de su estructura, por lo cual no es ni D ni L. Sin embargo, cuando se adiciona un “carbono hidratado” (CHOH) debajo del grupo funcional principal (grupo cetónico) de la dihidroxicetona para la obtención de la tetrosa respectiva, aparece un carbono quiral, como se muestra a continuación: 1 2 3 H H OH 4 H OH H OH H O CHOH 1 2 3 H H OH H H OH O Esta cetotetrosa es conocida como Eritrulosa. En ésta, se observa claramente que el carbono 3 es un carbono quiral o asimétrico, de modo que es posible obtener dos diferentes aminoácidos, cuya denominación es la siguiente: 1 2 3 H H OH 4 H OH H OH H O D - Eritrulosa 1 2 3 H OH H 4 H OH H OH H O L - Eritrulosa Si a la D – Eritrulosa se le adiciona un grupo CHOH, se obtendrán dos nuevos aminoácidos, cada uno con un nombre específico. Estas cetopentosas son: D 1 2 3 H OHH 4 H OH H OH 5 H OH H O D – Ribulosa D 1 2 3 H HOH 4 H OH H OH 5 H OH H O L – Xilulosa A partir de D – Ribulosa se pueden obtener dos diferentes cetohexosas, mediante la adición del “carbono hidratado” luego del carbono correspondiente al grupo cetónico. D 1 2 3 H OHH 4 H OH OHH 5 H OH 6 H OH H O D - Psicosa D 1 2 3 H HOH 4 H OH OHH 5 H OH 6 H OH H O D - Fuctosa Recordar que “D” significa que el grupo OH del penúltimo carbono o último carbono asimétrico está a la derecha. Así, se ha logrado obtener dos hexosas, dos de la familia de las aldosas y dos de la familia de las hexosas. Sin embargo, de este grupo las más importantes son: 1 2 3 HO H OH OH H 4 H OH 5 H OH 6 H OH H D D - Glucosa D 1 2 3 H HOH 4 H OH OHH 5 H OH 6 H OH H O D - Fuctosa Como el estudio de estas estructuras fue realizado por un científico llamado Fisher, esta forma de representación de los azúcares se conoce como proyecciones de Fisher. Por otro lado, se recordará de Química Orgánica que de la unión de un aldehído con un alcohol se obtiene un hemiacetal, mientras que de la unión de una cetona y un alcohol se llega a un hemicetal. Esto es importante porque para estructuras grandes, con más de cinco carbonos, el grupo aldehído está formando un hemiacetal con el carbono 5 de la aldohexosa, mientras que el grupo cetónico forma un hemicetal con el carbono cinco de la cetohexosa, que contienen un grupo alcohol. Entonces se producen cadenas cíclicas, cuya formación se ve apoyada por las fuerzas de Van der Waals. Además de las aldohexosas y las cetohexosas, también pueden ciclarse las aldopentosas. Así, mientras que la D – Glucosa se cicla en forma de hexano, la D- Fructosa y la D – Ribosa se cicla en forma de pentano. 1 2 3 HO H OH OH H 4 H OH 5 H OH 6 H OH H D - Glucosa D – Glucopiranosa O C C C C C CH2OH H OH H OH H OH H OH H 1 2 3 4 5 6 O CH2OH OH OH OH OH 1 2 3 4 5 6 1 2 3 H HOH 4 H OH OHH 5 H OH 6 H OH H O D - Fuctosa D – Fructofuranosa 1 2 3 HO H OH H OH 4 H OH 5 H OH H D – Ribosa D – Pirofuranosa ó D – Ribosa Estas y únicamente éstas estructuras responden al compuesto. Por ejemplo, no es glucosa: Por otro lado, los sufijos – piranosa y – furanosa se debe a que las estructuras cíclicas obtenidas son muy parecidas al pirano y al furano respectivamente: CH2OH H2OH ⎯ C H H OH H HO OH 6 1 O C C C C 4 5 2 3 CH2OH H2OH ⎯ C H H OH H HO OH 6 1 O 4 5 2 3 H2OH ⎯ C H H OH OH H OH 5 O C C C C 3 4 1 2 H H2OH ⎯ C OH OH OH 5 O 3 4 1 2 O CH2OH OH OH OH OH 1 2 3 4 5 6 Pirano Furano La ribosa es un azúcar muy importante, ya que forma parte de los ácidos nucleicos. Cuando se cicla una hexosa o una pentosa, el carbono del grupo funcional se convierte en un carbono unido a cuatro grupos diferentes. Sin embargo, no se lo puede llamar isómero pues ya no se habla de una estructura lineal sino cíclica. La denominación adecuada para este caso es anómero. El momento en el que la D - Glucosa se cicla, el carbono uno, que es justo el carbono correspondiente al grupo funcional aldehído, está unido a cuatro grupos diferentes, teniéndose por tanto un carbono quiral, conocido también como carbono anomérico. Cuando un compuesto está formado por un carbono anomérico, se lo llama anómero Por lo tanto, nuevamente se puede tener dos anómeros diferentes de D – Glucopiranosa, dependiendo de si el grupo oxhidrilo (OH) se halla arriba o abajo. En este caso, la nomenclatura a utilizar será la siguiente: β si el grupo OH está arriba y α si está abajo. O O O C C C C C CH2OH H OH H OH H OH H OH H 1 2 3 4 5 6 Carbono quiral o anomérico β – D – Glucopiranosa α – D – Glucopiranosa Sin embargo, no se va a tener dos anómeros por cada OH unido a un carbono quiral que forme parte de la estructura, pues para el resto de carbonos quirales la posición ya está definida conjuntamente con los enlaces y con el nombre. Si el compuesto es L o D se estableció antes de ciclarlo, pero no se definió al posición del OH del hemiacetal recién formado, y esa es la que se está variando. La D – Fructofuranosa, por su parte, también presenta un carbono quiral en el carbono 2, que justamente con el carbono del grupo cetónico. β – D – Fructofuranosa α – D – Fructofuranosa En cuanto a la ribosa, también sucede lo mismo: O C C C C C CH2OH H OH H OH H OH H OH H 1 2 3 4 5 6 O C C C C C CH2OH H OH H OH H OH H H OH 1 2 3 4 5 6 CH2OH H2OH ⎯ C H H OH H HO OH 6 1 O C C C C 4 5 2 3 OH H2OH ⎯ C H H OH H HO CH2OH 6 1 O C C C C 4 5 2 3 CH2OH H2OH ⎯ C H H OH H HO OH 6 1 O C C C C 4 5 2 3 Carbono quiral o anomérico β – D – Ribosa α – D – Ribosa Cuando estas estructuras están cicladas, continúan teniendo características de aldehído o de cetona, y de hecho los grupos aldehídico y cetónico continúan siendo los más reactivos. Cuando la circunstancia lo amerite, la estructura puede desdoblarse, recobrar su forma lineal y proceder con la reacción. Una característica importante de los monosacáridos es que son azúcares reductores cuando reaccionan en un medio muy básico (normalmente se trabaja a pHs de 13, que se consiguen con sosa cáustica o con potasa caústica) y en presencia de sales de cobre, plata y bismuto. “Reductores” porque son capaces de reducir a estas sales de plata, cobre y bismuto. Por lo tanto, se oxidan. Teniendo en cuenta que es el grupo funcional el que reacciona, el aldehído se oxida a ácido y la cetona también se convierte en un ácido después de la oxidación. Es decir, después de la oxidación se obtiene el ácido de ese azúcar. El azúcar reduce y se oxida, no importa si está ciclado o no. Aunque, los azúcares en solución siempre van a estar cicladas. H2OH ⎯ C H H OH OH H OH 5 O C C C C 3 4 1 2 H H2OH ⎯ C H H OH OH H H 5 O C C C C 3 4 1 2 OH Carbono quiral o anomérico H2OH ⎯ C H H OH OH H OH 5 O C C C C 3 4 1 2 H
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