Lípidos y Carbohidratos: Química Orgánica PDF

Estructura Química de Lípidos Son biomoléculas orgánicas, que en su mayoría son insolubles en agua. Poseen diferentes funciones pero las más importantes son las siguientes: - Constituyen parte fundamental de las membranas celulares. - Algunos son usados como reserva energética (Grasa Neutra)....

Estructura Química de Lípidos Son biomoléculas orgánicas, que en su mayoría son insolubles en agua. Poseen diferentes funciones pero las más importantes son las siguientes: - Constituyen parte fundamental de las membranas celulares. - Algunos son usados como reserva energética (Grasa Neutra). - Además de movilizar vitaminas liposolubles. Clasificación: - Ácidos Grasos (Lípidos Simples): Está formada por una cabeza polar (-COOH) y un cadena carbonada (Grupo No Polar, Ej: -CH2 o -CH3). Los dobles enlaces son las únicas insaturaciones que se consideran en los A.G. ★ Sistemas de Nomenclatura: ❖ Delta = Se cuenta desde el Ac. Carboxilico, es decir, de arriba hacia abajo. ❖ Omega = Se cuenta desde el -CH3, desde el último carbono de la cadena carbonada hasta el Ac. Carboxílico. ★ Solubilidad: Disminuye a medida que la longitud de la cadena aumenta. ★ Punto de Fusión y Ebullición: El Pto de Fusión y Ebullición aumenta con la cadena carbonada, pero los dobles enlaces provocan la disminución del Pto. de Fusión. ★ Isomería: Los “trans” tienen mayor Pto de Fusion, ya que son mas lineales que los “Cis”. - Triglicéridos (Lípidos Simples): Son derivados del “Glicerol”, formado por el glicerol y 3 A.G. Es una molécula “No Polar”. Se la suele llamar “Grasa Neutra”. - Digliceridos (Lípidos Simples): Está compuesto por 2 A.G y un glicerol, tiene un grupo alcohol (-OH) libre por lo que presenta una mayor polaridad que los triglicéridos. - Monoglicérido (Lípidos Simples): Está compuesto por 1 A.G y un glicerol, tiene dos grupos alcohol (-OH) libre por lo que presenta más polaridad que los diglicéridos y los triglicéridos. ★ Solubilidad: Los mono y diglicéridos son polares gracias a los hidroxilos libres, por lo que tienen poder emulsionante. ★ Hidrólisis: Agua caliente en Medio Ácido, provoca la hidrólisis de los acilgliceroles separándolos en Ácidos Grasos y Glicerol. ★ Saponificación: Ocurre cuando se calientan los acilgliceroles en presencia de bases fuertes (NaOH), provocando una escisión dando como resultado Glicerol + Jabón. - Ceras (Lípidos Simples): Son ésteres de alcohol, ya que está formada por un Ac Carboxílico y por un Alcohol. Es una molécula “No Polar” (Hidrofóbica). Además son sólidas a temperatura ambiente e insolubles en Agua. Generalmente cumplen función de protección y lubricación. - Fosfolípidos (Lípidos Complejos): Es un derivado del “Glicerol”, formado por el glicerol, 2 Ácidos Grasos y además en el carbono 3 del glicerol posee por enlace éster un Ácido Fosfórico (H3PO4). El cual a través de uno de sus -OH, se pueden enganchar Moléculas Polares como: ★ Serina: Un aminoácido que en su cadena R posee un -OH. ★ Etanolamina: Un compuesto con un -OH en un extremo y en el otro una -NH2. ★ Colina:Un compuesto con un -OH en un extremo y en el otro una amina cuaternaria (-N-(CH2)3). Al unirse al compuesto se lo llama “Lecitina”. ★ Inositol: Se trata de un polialcohol cíclico. Además, cuando una enzima como la “Fosfolipasa” hidroliza al fosfolípido, actúa sobre el carbono 2, generando un “Lisofosfolípido”. Su principal función es “Estructural”, ya que forman parte de la bicapa lipídica presente en la pared celular. Además por ser Anfipaticos (Cabeza Polar y Cuerpo No Polar), son usados como detergentes o como emulsionantes. - Esfingolípidos (Lípidos Complejos): Es un derivado de la “Esfingosina”, está compuesta por una Ceramida (Esfingosina + Acido Graso (Enlace Amida 2 Carbono)). Además, en su Carbono 1 se encuentra un -OH. Por el cual se unen otras Moléculas como: ★ Fosfocolina: Se une por uno de los -OH, generando un Enlace Fosfórico. Generando la Esfingomielina,un importante componente de las membranas de los tejidos nerviosos. ★ Monosacárido (Usualmente Galactosa): Es un Glicolípido y un compuesto neutro, al unirse la Ceramida al monosacárido se forma un Enlace Glicosídico. Generando como resultado un Cerebrósido, es parte de sustancias blancas del cerebro. ★ Oligosacárido: No solo es un componente de las membranas celulares sino que actúa como un “Marcador” biológico. - Lipoproteínas: Se trata de un complejo formado por Lípidos Hidrofóbicos (Triglicéridos y Colesterol Esterificado) que se ubica en el interior y los grupos polares de proteínas (algunas de reconocimiento), lípidos complejos (Ej: Fosfolípidos) y colesterol que se disponen en el exterior. Este complejo formado permite movilizar los lípidos por el torrente sanguíneo, hay diferentes tipos de complejos que se clasifican en: ★ Quilomicrones: Son los de menor densidad, pero de mayor tamaño por lo que tienen el mayor contenido de lípidos en su interior. ★ VLDL (lipoproteínas de muy baja densidad): se encargan de movilizar triglicéridos sintetizados en el hígado hacia los tejidos periféricos. ★ HDL (lipoproteínas de alta densidad): También conocido como Colesterol Bueno, lleva el colesterol hacia el hígado. ★ LDL (lipoproteínas de baja densidad): También conocido como Colesterol Malo, lleva el colesterol hacia los tejidos donde pueden acumularse. Es el de Mayor densidad, pero de menor tamaño. La relación entre la densidad, el tamaño y la composición de las lipoproteínas, es que a mayor tamaño, mayor es el contenido de lípidos en el interior por lo que menor es la densidad. - Terpenos(Sustancias Asociadas a Lípidos): Es un derivado del Isopreno, por lo que se forma por la unión de dos o más unidades de isopreno. - Esteroles(Sustancias Asociadas a Lípidos): Son derivados de ciclopentanoperhidrofenantreno. El “perhidro”, significa la Saturación de los dobles enlaces. ★ Colesterol (es de origen animal): Es el esterol más abundante en los tejidos animales. Se encuentran tanto libre como esterificados. Es insoluble en Agua. El colesterol es utilizado para la síntesis de hormonas o Ácidos Biliares. ★ Colesterol Esterificado: Cuando se reemplaza el C3 por un Ácido Graso, este es No Polar. ★ Fitoesteroles (es de origen vegetal): Compuesto similar al colesterol. ★ Ergosterol (es de origen vegetal): Presente en hongos y levaduras, es un precursor de la Vitamina D2. - Vitaminas Liposolubles: Son la Vitamina A, D, K, y E. Estructura Química de Hidrato de Carbono Hidratos de Carbono (HDC): Estos están compuestos estructuralmente por grupos Aldehído (-CHO) o Cetona (-C=O), además de varios grupos Alcohol (-OH). ○ Se clasifican en: ★ Monosacáridos: El compuesto más importante de este grupo es la “GLUCOSA”. Además los monosacáridos se dividen en Aldosas (Aldehído como grupo funcional) o Cetosas (Cetona como grupo funcional). También se consideran el número de carbonos, por lo que, pueden ser llamadas como Aldohexosa cuando tiene 6 carbonos y tiene un grupo funcional Aldehído, como es el caso de la Glucosa. Otros compuestos de importancia son la Galactosa o la Manosa en el caso de las Aldosas, mientras que la Cetosa más importante es la Fructosa. El número de isómeros ópticos posibles se calcula con la fórmula 2𝑛 , donde n es el número de carbonos asimétricos. También debemos de la capacidad reductora de los monosacáridos, esta capacidad se la confieren los grupos Aldehídos y Cetonas. ➤ Glucosa: Es una Aldohexosa, la cual tiene 4 carbonos quirales (C2,C3,C4,C5). La estructura cíclica existe en dos configuración llamada Anomero, por lo que al Carbono 1 se lo denomina “Carbono Anomérico” el cual puede ser en forma Alfa (α) con el -OH del C1 hacia abajo. Mientras que la forma Beta (β), cuando el -OH del C1 está hacia arriba. ➤ Galactosa: Es un Epímero (Tipo de Diastereómero) de la Glucosa, porque difieren en la configuración de un carbono quiral el C4. En su forma cíclica también presenta forma Alfa y Beta. ➤ Manosa: Es un epímero de la Glucosa, ya que difiere en la configuración del C2. ➤ Fructosa: Es una Cetohexosa, ya que en el C2 posee un grupo funcional Cetona. Además hay que considerar que la glucosa y la fructosa son “Isómeros de Función”. Es No reductor, pero da un Falso Positivo porque la reducción se da al aumentar la temperatura lo que provoca una isomerización la cetona pasa a ser un aldehído. Reacciones de Reducción: La reducción de la glucosa origina un poliol o hexa-alcohol llamado Glucitol (o Sorbitol), que provoca la pérdida de la forma cíclica D-Glucosa + 𝐻2 → Glucitol (E.O =-2) (Cambia el C1 de un -CHO a un -CH2OH). Reacciones de Oxidación: ⦿ Oxidación Suave: Se origina en el C1, cuando el grupo Aldehído se oxida a Ácido Carboxílico. Generando un “Ácido Aldónico” o en este caso un Ácido Glucónico (E.O=+2). ⦿ Oxidación Fuerte: Se origina en el C1 y C6, donde el Aldehído pasa a Ac. Carboxílico. Generando un “Ácido Aldarico” o en este caso un Ácido Glucurónico (E.O=+6). ⦿ Oxidación Enzimática: Se origina en el C6, cuando el grupo Aldehído se oxida a Ácido Carboxílico. Generando un “Ácido Urónico” o en este caso un Ácido Glucurónico (E.O=+4). El estado de oxidación de todos los Hidratos de carbono dan cero. ★ Disacáridos: Se forman a partir de la unión de dos monosacáridos con pérdida de una molécula de agua. A la unión se la conoce como “Enlace Glicosidico” es un tipo de enlace covalente. ➤ Maltosa: Se trata de la unión de dos glucosas, por unión α-1,4. Al quedar libre un “Aldehído Potencial”, el disacárido es “Reductor”.  ➤ Lactosa: Se trata de la unión de una Glucosa y una Galactosa, por unión β-1,4. También es Reductor. ➤ Sacarosa: Se trata de la unión de una Glucosa y una Fructosa, por unión α1,β2. Este es “No Reductor", porque no hay un grupo funcional libre capaz de reaccionar como reductor. ➤ Isomaltosa: Se trata de la unión de dos glucosas, por unión α-1,6. ➤ Celobiosa: Se trata de la unión de dos glucosas, por unión β-1,4. ➤ Trehalosa: Se trata de la unión de dos glucosas, por unión α-1,1. Polisacáridos: Se forman a partir de la unión de más de dos monosacáridos. Se pueden clasificar en: ⧫ Homopolisacárido: Son polímeros que tiene un solo tipo de monosacárido. ➤ Almidón: Su función es ser Reserva Energética de Origen Vegetal, está conformada por dos tipos de glucanos la Amilosa (unión de glucosas por enlace α-1,4 ; estructura lineal) representa el 20% de la estructura del Almidón y la Amilopectina (unión de glucosas por enlace α-1,6 ; estructura ramificada). ➤ Glucógeno: Su función es ser Reserva Energética de Origen Animal, está conformado por un glucano similar a la Amilopectina. ➤ Celulosa: Su función es Estructural, se considera fibra por lo que es No Asimilable. Conformada por enlace β-1,4. ➤ Quitina: Su función es Estructural. ⧫ Heteropolisacárido: Está compuesto por más de un tipo de monosacárido. Asimilables; monosacaridos, disacaridos y almidón. No Asimilables; fibra alimentaria y celulosa.