Les Glucides - Page d`accueil
Transcription
Les Glucides - Page d`accueil
Les Glucides I. Introduction Définition : Hydrate de carbone : [Cn(H2O)n]p En considérant les H2O qui se détachent, on peut transformer p : [Cn(H2O)n][p-(p-1)*H2O] Pour : - n = 3 Triose n = 4 Tétrose n = 5 Pentose n = 6 Hexose n = 7 heptose n = 8 Octose n = 9 Nonose - P = 1 monosaccharide P = 2 Disaccharide P = 3 Trisaccharide … Exemple : Pour P = 1 on aura Cn(H2O)n Pour P = 2 on aura [Cn(H2O)n]2-H2O Pour P = 3 on aura [Cn(H2O)n]3-2H2O Importance biologique Au niveau extracellulaire : éléments de structure Au niveau intracellulaire : rôle énergétique ou métabolique Au niveau intercellulaire : rôle fonctionnel (ex : glycocalyx) Classification II. Monosaccharides A) Oses neutres 1. Généralités Ils ont plus de 3 carbones et possède obligatoirement : - 1 ou 2 fonctions alcool primaire (CH2OH) 1 ou plusieurs fonction alcool secondaires (OH) 1 fonction carboxyle (aldéhyde ou cétone) Il existe deux grands types d’oses : les aldoses et les cétoses Les oses les plus simples ont trois atomes de carbone : glycéraldéhyde et dihydroxyacétone Aldose : glucide avec fonction aldéhydique en bout de chaîne (C1) Cétose : glucide avec fonction cétone à l’intérieur de la chaîne (C2). Passage d’aldose à cétose (Glc Fru) : suppression d’un carbone asymétrique Conséquence : deux diastéréoisomère sur le C2 donneront le même isomère avec une fonction cétone sur le C2 Abréviation des oses On prend les trois premières lettres (Exemple Galactose Gal) Sauf exception : Glucose = Glc Isomères =compose avec la même formule générale mais des structures différentes dans l’espace. Isomère de configuration = on doit rompre des liaisons covalentes Isomère de conformation = on ne doit pas rompre les liaisons Pour connaitre l’appartenance à une série D ou L on observe l’orientation de OH porté par le carbone asymétrique le plus éloigné du carbonyle. L’appartenance à la série D ou L n’a pas de lien avec le pouvoir rotatoire de la molécule. Pour préciser le pouvoir rotatoire de la molécule on écrira : (+) ou (-) - 50% D(+) Glycéraldéhyde 50% L(-) Glycéraldéhyde Mélange racémique D et L sont des énantiomères. Enantiomère = isomères qui ne sont pas superposable et qui sont image l’une de l’autre dans un miroir. Diastéréoisomère = isomères qui ne sont pas superposable et qui ne sont pas image l’une de l’autre dans un miroir 2. Différentes représentations Filiation chimique des oses selon Fischer Formation à partir du D-Glycéraldéhyde (par addition de C successifs) Triose → Tétrose → Pentose → Hexose Et ainsi de suite … Principaux oses naturels selon Fischer Epimère = Couple de diastéréoisomère de la même série qui ne diffère que dans l’orientation d’un seul hydroxyle (OH) sur le même carbone. Objections à la structure linéaire des oses En solution dans l’eau, les oses existent sous forme cyclique Nous citerons deux objections à la structure linéaire : Mutarotation (anomères) La valeur du pouvoir rotatoire d’un ose (mesurée au polarimètre) n’est pas fixée Immédiatement ; elle le devient au bout d’un certain temps. Ce phénomène est lié à L’existence de 2 formes isomériques, l’anomère α ou β à l’origine de la mutarotation. Ces 2 anomères différent par la position dans l’espace du OH hémiacétalique αD Glucose + 112° βD Glucose + 18°7 + 52°7 Structure cyclique des oses : Représentation de Haworth La forme cyclique des oses représente 99,99% des molécules en solution Un pont oxydique inter dans la molécule se crée, c’est-à-dire les réactions ci-dessus. Cette représentation se base sur un noyau pyrane ou furane, auquel on leur a donné le nom : pyranose et furanose. Le cycle est formé par une liaison dans la molécule d’ose entre la fonction carbonylique (aldéhyde ou cétone) et un OH alcoolique = liaison hémiacétalique. On aurait pu obtenir un glucofuranose si on avait relié au C4. Les anomères sont défini par la position du OH porte par le C1 des aldoses ou le C2 des cétoses comparé au OH qui indique la série. B) Oses basiques Osamines = oses neutre dont l’hydroxyle du C-2 est remplacé par une fonction amine. Dérivés acétylés. Les osamines les plus répandues : - Glucosamine : GlcN Galactosamine : GalN Mannosamine : ManN Il existe des dérivés acétylés : - Glc NAc Man NAc Gal NAc C) Oses acides 1. Acides uroniques = oses neutres oxydé sur C-6 : la fonction alcool primaire est remplacé par une fonction carboxylique. 2. Acides sialiques L’acide neuraminique est le produit de condensation de : Acide pyruvique + D mannosamine. Ce sont des constituants des glycoprotéines et glycolipides de la paroi des cellules eucaryotes. L’acide sialique est l’acide N-acétylneuraminique (NANA). D) Réactivité des oses avec un carbonyle Réaction avec la fonction carbonyle sous forme linéaire : Réaction d’oxydation Oxydation douce : L’oxydation de la fonction carbonyle, réaction avec des sels minéraux. On agit sur le C1, nous obtenons les acides aldoniques. Cétose Le groupement cétone n'est pas oxydé par l'iode en milieu basique. Toutefois les cétoses, par un phénomène de tautomérisation (ènediol) qui a lieu en milieu basique sont en équilibre avec l’aldose correspondant par l'intermédiaire d'un trans-ènediol. Le phénomène est une interconversion (aldose -> cétose) Oxydation brutale : Oxydation de la fonction carbonyle, réaction avec des oxydants fort : Acide nitrique. Par l’eau de Brome ou d’Iode. L’oxydation séléctive du C1. On peut différencier un aldose d’un cétose par cette réaction : seul l’aldose sera oxydé en acide aldonique Réduction d’ose Action du Borchydrure de Na ou de K - Un aldose donne donc un seul itol : Glc Glucitol Un cétose donnera deux itols. Cas particulier du galactose : Plan de symétrie. Réaction de condensation Avec des AA Avec le phényldrazine E) Réactivité des oses avec les fonctions alcool Phosphorylation Acétylation : action de l’anhydride acétique = ester carboxylique. Très réactif Perméthylation : action de l’iodure de méthyle : pas réactif, il faut les rendre réactif en piquant un proton au R-OH pour qu’il devienne R-O(-) Oxydation : action de l’acide périodique. F) Réactivité des oses avec les fonctions alcool et carbonyle. En milieu alcalin faible Le glucose en équilibre avec le mannose par épimérisation et avec le fructose par interconversion. En milieu acide concentré à chaud : Furfural G) Dérivés d’oses - Pour les osamine : réaction avec les fonctions amines Acétylation Pour les oses acides : réaction avec la fonction carboxilique Formation d’ester avec des alcools.