Ano ang kimika ng karbohidrat?

Ang kimika ng karbohidrat ay naglalarawan ng istraktura, mga katangian at reaksyon ng mga compound ng carbon, hydrogen at oxygen na kilala bilang mga karbohidrat.Ang mga compound na ito ay may pangkalahatang pormula c (h 2 o) n , kung saan ang n ay maaaring maging anumang numero mula sa tatlo paitaas.Makikita na ang mga karbohidrat ay palaging naglalaman ng hydrogen at oxygen sa mga proporsyon ng tubig (H 2 O), samakatuwid ang "hydrate" na bahagi ng pangalan.Kasama sa mga karbohidrat ang mga sugars, starch, cellulose at maraming iba pang mga karaniwang sangkap.Ang mga ito ay gawa mula sa carbon dioxide at tubig sa pamamagitan ng fotosintesis sa mga halaman at isang mahalagang mapagkukunan ng enerhiya sa mga diyeta ng lahat ng mga hayop.Ang kimika ng karbohidrat ay maaaring, gayunpaman, ay maaaring maging kumplikado, dahil ang mga bilang ng mga maliliit na molekula ng karbohidrat ay maaaring sumali upang mabuo ang mas malaking istruktura.Ang mga simpleng karbohidrat, tulad ng glucose, ay kilala bilang monosaccharides.Ang kimika ng karbohidrat ay sumulong nang malaki kapag ang detalyadong mga istruktura ng maraming mga monosaccharides ay unang nilinaw ni Emil Fischer, isang chemist ng Aleman, sa huling bahagi ng ika -19 na siglo.Ang mga kumplikadong karbohidrat ay binubuo ng mga yunit ng monosaccharide na magkasama.Ang isang karaniwang halimbawa ay ang Sucrose Mdash;mas kilala bilang Table Sugar Mdash;na binubuo ng monosaccharides glucose at fructose.Ang mga oligosaccharides ay may maraming mga yunit ng monosaccharide, at ang mga polysaccharides ay binubuo ng mga mahabang kadena ng mga yunit na ito, kung minsan ay may bilang ng libu -libo;Ang mga halimbawa ay almirol sa iba't ibang anyo at cellulose.Ang bawat yunit ng molekular sa chain ay sumali sa kapitbahay nito sa pamamagitan ng isang glycosidic bond, na nabuo sa pamamagitan ng pag -alis ng hydrogen (H) at hydroxyl (OH) na mga grupo at MDASH;bumubuo ng tubig at mdash;mula sa mga katabing molekula ng monosaccharide.Ang Monosaccharides, halimbawa, ay maaaring nahahati sa mga aldoses, na mayroong at aldehyde group, at ketoses, na mayroong isang Keto Group Mdash;Isang carbon-oxygen double bond na kilala rin bilang isang pangkat ng carbonyl.Bagaman ang glucose at fructose ay may parehong pormula ng kemikal (C

6

H

12

O

6

), naiiba ang mga ito na nakabalangkas: ang glucose ay isang aldose at ang fructose ay isang ketose.Ito ay isang pangkaraniwang tampok ng chemistry ng karbohidrat. Posible rin para sa isang uri ng karbohidrat na umiiral sa iba't ibang mga form.Ang glucose ay maaaring kumuha ng isang linear form, kasama ang anim na carbon atoms na bumubuo ng isang maikling kadena;Ang mga carbon atoms ay maaaring mabilang C1-C6, na may C1 na bumubuo ng aldehyde group at C6, sa kabilang dulo, na nakagapos sa dalawang hydrogen atoms at isang pangkat na hydroxyl.Ang apat na carbon atoms sa pagitan ng bawat isa ay may isang hydrogen atom sa isang tabi at isang pangkat na hydroxyl sa kabilang.Mayroong dalawang anyo ng glucose, d-glucose at l-glucose, na naiiba lamang sa na ang dating ay may isa lamang sa mga pangkat na hydroxyl sa parehong panig ng molekula bilang ang oxygen mula sa pangkat ng aldehyde, habang nasa huli, itoAng pag -aayos ay eksaktong baligtad.Nalalapat ito sa maraming mga monosaccharides, na may mga "D" na form na namamayani sa mga likas na asukal.Ang C1 sa paraang ang isang anim na singsing na singsing ay nabuo na may 5 carbon atoms at isang oxygen atom.Ito ay kilala bilang isang singsing na glucopyranose.Ang singsing ay maaaring tumagal ng dalawang magkakaibang form, depende sa posisyon ng hydroxyl group sa C1.Kung ito ay nasa parehong eroplano tulad ng singsing, ang tambalan ay kilala bilang beta;D-glucopyranose, ngunit kung ito ay namamalagi patayo sa eroplano ng singsing, kilala ito bilang alpha;D-Glucopyranose.Ang dalawang magkakaibang anyo ay kilala bilang mga anomalya at ang C1 carbon atom ay kilala bilang anomeriko na carbon. ang beta;Ang form ay mukhang mas istruktura na matatag, at sa kaso ng d-glucopyranose itoay, ngunit sa ilang mga monosaccharides, ang alpha;Ang form ay mas karaniwan.Ito ay dahil sa mga compound na ito, ang electrostatic repulsion sa pagitan ng mga pares ng elektron sa anomerikong hydroxyl group at ang mga mula sa atom ng oxygen sa singsing ay maaaring pagtagumpayan ang mas malaking istruktura na katatagan ng beta;form, isang kababalaghan na kilala bilang anomeriko na epekto.Aling form ang mas matatag ay nakasalalay hindi lamang sa tambalan, kundi pati na rin sa solvent at sa temperatura.Ang mga karbohidrat ay bumubuo ng batayan ng maraming iba pang mga biologically mahalagang compound.Halimbawa, ang ribose at deoxyribose, isang kaugnay na tambalan, ay ang mga pangunahing yunit na kung saan nabuo ang mga nucleic acid DNA at RNA.Ang mga glycosides ay nabuo mula sa mga karbohidrat at alkohol;Ang Fischer glycosidation, na pinangalanan kay Emil Fischer, ay nagsasangkot ng paggamit ng isang katalista upang mabuo ang glycoside methyl glucoside mula sa glucose at methanol.Ang isa pang ruta sa produksiyon ng glycoside ay ang reaksyon ng Koenigs-Knorr, na pinagsasama ang isang glycosyl halide na may alkohol upang mabuo ang glycoside.