- 23 - 15.- DISACÁRIDOS Los disacáridos producen dos moléculas de monosacáridos cuando se hidrolizan. Pueden existir como tales en la naturaleza, como la sacarosa o azúcar de mesa; o bien, obtenerse por hidrólisis parcial de algún polímero más complejo. Por lo general, el enlace glicosídico puede ser del tipo alfa o beta en el azúcar del que deriva el glicósido, el cual se une al OH en C4´ o C6´ de la otra unidad de azúcar que forma el glicósido o acetal, o cetal. A. Enlace glicosídico 1,4´ O H 4' H O 4' o O O = O 1 1 enlace no fijo OH H 4' 4' O H enlace no fijo 4' CHO O O o H Enlace 1,4´- (Haworth) Enlace 1,4´- (Conformacional) H O OH H HO O OH O H2 O enlace fijo O O H 2O enlace fijo O 1 1 HO enlace fijo 1 B. Enlace glicosídico 1,6´ O O 1 Un enlace 1,6'- (Conformacional) O H2C 6' O o 1 O Un enlace 1,6'- (Conformacional) CH2 6' o O OH OH - 24 C. Enlace glicosídico 1,2´ ó 2,1´ 15.1. SACAROSA CH2 OH CH 2OH O 1 OH -Glucopiranosa HO O HO HO 1 CH2OH OH OH O -Fructofuranosa CH2OH O HO CH 2OH 2' CH2OH H H CH2OH O 1 HO OH 2' CH 2OH OH O HO OH O HO HO O 2' O CH2OH OH H -D-Fructofuranosil- -D-glucofuranósido [2-O-(-D-Glucopranosil)- -D-fructofuranósido] Azúcar Invertido Cuando la sacarosa se hidroliza con : La enzima -D-Glucosidasa ( hidroliza los enlaces -D glucosídicos) La enzima invertasa (hidroliza los enlaces -D-fructosídicos) H3O+ Se produce la mezcla de -D-glucosa y -D-fructosa conocida como azúcar invertido. CH2OH O CH2OH OH O HO OH Hidrólisis CH2OH O OH O + HO CH2OH O HO CH2OH OH OH OH HO CH2OH OH -D-Glucosa -D-Fructosa OH Sacarosa Azúcar invertido PROBLEMA DE ESTUDIO No. 33 El nombre de azúcar invertido para una mezcla de D-glucosa y D-fructosa se originó de la observación experimental de que el signo de la rotación óptica de la mezcla de reacción cambia de (+) a (-) al hidrolizar la sacarosa. La rotación específica de la sacarosa es de +66.5°, mientras que las rotaciones de la D-glucosa y la D-fructosa son, respectivamente, de +52.7° y -92.4°. Prediga el valor de la rotación específica del azúcar invertido. - 25 Cuando la sacarosa se metila y después se hidroliza produce la 2,3,4,6-tetra-O-metil-Dglucopiranosa y la 1,3,4,6-Tetra-O-metil-D-fructofuranosa quedando libres los correspondientes oxidrilos de los carbonos anoméricos; lo que indica que la unión glucosídica está entre estos dos carbonos. CH 2OH O HO CH 2OCH 3 Carbono del hemiacetal CH 2 OH 1 HO O 2' (CH 3) 2SO 4 /NaOH/H 2O HO OH O H 3CO H 3CO CH2 OCH 3 O CH 3 O OCH 3 CH 2OH O CH 2 OCH 3 O OH OCH 3 Carbono del cetal Los carbonos anoméricos no están libres La sacarosa no es un azúcar reductor CH 2OCH 3 H 3CO H 3CO O H OCH 3 + CH 2OCH 3 O CH 3O HO OCH 3 OH 2,3,4,6-Tetra-O-metil-D-Glucopiranosa CH 2OCH 3 1,3,4,6-Tetra-O-metil-D-fructofuranosa PROBLEMA DE ESTUDIO No. 34 Indique el curso de la ruptura oxidativa de la sacarosa con peryodato. 15.2. LACTOSA Se encuentra en la leche de los mamíferos. HO CH2OH O 4' 1 HO O OH -Galactopiranosido HO CH2OH O HO O Hidrólisis OH OH -Glucopiranosa CH2OH OH HO OH -D-Galactosa + HOHO CH2OH O OH OH -D-Glucosa Lactosa, un 1,4'--glicósido [4-O-(-D-Galactopiranosil)--D-glucopiranosa] [4´-O-(-D-Glucopiranosil)--D-galactopiranósido] PROBLEMA DE ESTUDIO No. 35 Para determinar la estructura de la lactosa, se utilizaron los siguientes datos experimentales. Utilice esta información para establecer su estructura a) La hidrólisis de la lactosa mediante la enzima emulsina o ácido diluido produce cantidades equivalentes de D-galactosa y D-glucosa. b) La lactosa es un azúcar reductor. - 26 c) La metilación de la lactosa con sulfato de dimetilo seguido de hidrólisis produce una mezcla de 2,3,4,6-tetra-O-metil-D-galactosa y 2,3,6-tri-O-metil-D-glucosa. d) La oxidación suave de la lactosa con agua de bromo seguida de metilación e hidrólisis conduce a ácido 2,3,5,6-tetra-O-metil-D-glucónico y a 2,3,4,6-tetra-O-metilD-galactosa 15.3. MALTOSA Se produce en un 80% por la hidrólisis del almidón por acción de la maltasa (αglucosidasa). H 2O Almidón -glucosidasa HO HO CH2OH O 1 H O D-Glucosa -glucosidasa CH2OH CH2OH 4' OH H2O Maltosa O O Hidrólisis HO H OH 2 HO HO OH OH OH -D-Glucosa Maltosa, un 1,4'--glicósido [4´-O-(-D-glucopiranosil)- -D-glucopiranosa] PROBLEMA DE ESTUDIO No.36 Dé la estructura del producto de cada una de las siguientes reacciones. (a) -Maltosa HO HO (c) H2O, H+ CH2OH O 1 (b) H 4' OH O O H OH Br2, H2O 1.- (CH3))2SO4, NaOH 2.- H3O+ CH2OH HO -Maltosa OH Ácido maltobiónico 2 Piranosas - 27 - 15.4. CELOBIOSA No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por hidrólisis del algodón o del hidrolizado enzimático de la celulosa. CH2OH 4' O HO CH2OH 1 O HO OH CH2OH O HO H OH OH O HO Emulsina -glucosidasa) 2 OH HO OH H H -D-glucosa Celobiosa, un 1,4'--glicósido [4´-O-( -D-glucopiranosil)--D-glucopiranosa Los disacáridos reductores como la maltosa y la celobiosa sufren también el fenómeno de la mutarrotación en el carbono anomérico libre. CH2OH O OH O GLUCOSA CH2OH CH2OH O O O HO OH OH GLUCOSA H Maltosa o celobiosa (anómeros ) HO CHO OH Maltosa o celobiosa (aldehídos) GLUCOSA HO H OH Maltosa o celobiosa (anómeros ) PROBLEMA DE ESTUDIO No. 37 Indique los productos que se obtendrían de la reacción de la celobiosa con los siguientes reactivos: (a) NaBH4; (b) Br2, H2O; (c) CH3COCl PROBLEMA DE ESTUDIO No. 38 Complete las siguientes reacciones: a) -celobiosa b) -celobiosa c) -celobiosa d) -celobiosa e) -celobiosa H2O, H+ Br2, H2O -glucosidasa H2O, H+ Reactivo de Tollens OH