kd2 karbohidrat

LOGO

KARBOHIDRAT

www.themegallery.com

Tim Dosen Pengampu MK Kimia Dasar

SUMBER

Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia

(beras, gandum, jagung, kentang dan

sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar

luas di alam.

www.themegallery.com

FUNGSI

Sumber karbon

Penyusun struktur asam nukleat

Penyusun kerangka luar (eksoskeleton)

Penyusun dinding sel

Sebagai cadangan makanan

Pelumas sendi kerangka

Senyawa perekat di antara sel

www.themegallery.com

STRUKTUR

www.themegallery.com

Terdiri dari C, H dan O

mengandung gugus

fungsi karbonil

(sebagai aldehida atau

keton) dan banyak

gugus hidroksil

Aldosa dan ketosa

polihidroksil-aldehida

atau polihidroksil-

keton

STRUKTUR

www.themegallery.com

Atom C memiliki kerangka

tetrahedral yang

membentuk sudut 109.5oC

menyebabkan molekul

karbohidrat cukup sulit

berbentuk rantai lurus.

Adanya atom karbon

asimetri menyebabkan

molekul karbohidrat

bersifat optik aktif, yaitu

mampu memutar bidang

cahaya terpolarisasi.

Klasifikasi

Monosakarida :

Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut

Disakarida

Karbohidrat yang mengandung 2 satuan monosakarida

Oligosakarida

Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3 – 8 satuan monosakarida

Polisakarida

Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan banyak satuan monosakarida

www.themegallery.com

MONOSAKARIDA

Sistem Penggolongan untuk Monosakarida

Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan

rumus CnH2nOn dimana n = 3 – 8

www.themegallery.com

Jumlah atom C Aldosa Ketosa

3 (triosa)

4 (tetrosa)

5 (pentosa)

6 (heksosa)

7 (heptosa)

Aldotriosa

Aldotetrosa

Aldopentosa

Aldoheksosa

Aldoheptosa

Ketotriosa / triulosa

Ketotetrosa / tetrulosa

Ketopentosa / pentulosa

Ketoheksosa / heksulosa

Ketoheptosa / heptulosa

Representasi Struktur Gula

www.themegallery.com

Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain

dapat digambarkan dalam 3 bentuk

stereokimia sebagai berikut:

Proyeksi Fisher: rantai lurus (linier)

Proyeksi Haworth: siklik/cincin sederhana

Konformasi: konfigurasi kursi dan perahu

Proyeksi Fischer

Emil Fischer (1852-1919) menjelaskan kimia

ruang (stereokimia) dan rumus srtuktur

karbohidrat, menggunakan rumus proyeksi untuk

menuliskan rumus struktur karbohidrat

konfigurasi (R) dan (S) dari karbon chiral

rantai karbon digambarkan secara vertical

(tegak) dengan gugusan aldehid atau keton

berada pada puncak dari rumus.

Di alam lebih banyak ditemukan monosakarida

yang berisomer D

www.themegallery.com

Proyeksi Fischer

C nomor dua pada gliseraldehid

berbentuk chiral gliseraldehid

berbentuk sepasang enansiomer.

Enansiomer ini dinamakan (R)-2,3

dihidroksipropanal dan (S)-2,3

dihidroksipropanal.

Biasanya senyawa ini ditunjukkan

dengan nama klasikalnya, D-

gliseraldehid digambarkan dengan

gugus hidroksil pada karbon chiral

diproyeksikan ke kanan sedangkan

dari L-gliseraldehid digambarkan

dengan gugus hidroksil

diproyeksikan kekiri

www.themegallery.com

Enansiomer dan Epimer

www.themegallery.com

Dua buah aldotetrosa ini

enansiomer, suatu

stereoisomer yang

merupakan bayangan cermin

satu sama lain.

Kedua aldoheksosa ini adalah

epimer C-4, perbedaan hanya

pada posisi OH pada sebuah

atom C asimetri yaitu Carbon 4

www.themegallery.com

Proyeksi Haworth

Sir Walter Norman Haworth (1883-1950) pada

molekul glukosa, kelima atom karbon yang

pertama dengan atom oksigen dapat membentuk

cincin segienam.

penulisan rumus struktur karbohidrat sebagai

bentuk cincin furan dan piran.

www.themegallery.com

Piranosa cincin sakarida 6 anggota

Furanosa cincin sakarida 5 anggota

www.themegallery.com

ß-D-Fruktofuranosa

Cincin 5-anggota hemiketalGugus hidroksil anomerik

diproyeksikan di atas cincin

dalam rumus Haworth

Seri D

www.themegallery.com

Gugus hidroksil disebelah kanan pada proyeksi Fischer terletak dibawah

pada proyeksi Haworth (dan sebaliknya,gugus hidroksil disebelah kiri pada

proyeksi fischer terletak diatas pada proyeksi Haworth)

Untuk gula D,gugus –CH2OH ujung terletak diatas pada proyeksi

Haworth;sedangkan untuk gula D pada proyeksi fischer letaknya dibawah.

Proyeksi HaworthProyeksi Fischer

Konformasi Monosakarida

Cincin piranosa beranggotakan enam karbon

tidak merupakan bidang datar, seperti

ditunjukkan oleh proyeksi Haworth. Pada

kebanyakan gula, cincin ini berada dalam

konformasi kursi, tetapi pada beberapa gula

cincin tersebut berada dalam bentuk kapal.

Bentuk-bentuk ini digambarkan oleh rumus

konformasi. Konformasi dimensi spesifik gula

sederhana 6 karbon penting dalam menentukan

sifat biologis dan fungsi beberapa polisakarida.

www.themegallery.com

Konformasi Monosakarida

www.themegallery.com

O

OH OH ()

OH

OH

CH2OH

*

O

OH

OH

H

OH

OH

CH2OH

*Struktur Haworth

HO

O

HO

OH ()

OH

HOH2C

*

HO

O

HO

H

OH

HOH2C

OH*

( a )

( e )

Konformasi kursi

()

www.themegallery.com

Sifat-sifat Fisik Monosakarida

www.themegallery.com

Padatan kristal tidak berwarna

Larut dalam air ikatan hidrogen

Sedikit larut dalam alkohol

Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena

Rasanya manis.

Diantara monosakarida fruktosa yang

paling manis

Beberapa Reaksi Monosakarida

www.themegallery.com

1. Reaksi Oksidasi Berdasarkan kemampuannya untuk mereduksi

pereaksi (Tohlens, Benedict, Fehling), monosakarida dapat digolongkan :

1. Gula pereduksi

2. Gula non pereduksi

Monosakarida dapat mereduksi TBF karenapada monosakarida terdapat gugus aldehidatau gugus -hidroksi keton, yang akandioksidasi oleh TBF menjadi karboksilat/keton.

www.themegallery.com

HC

CHO

OH

CHO

C OH

C OH

CH2OH

+ Cu2+

C

O

OH

C OH

CHO

C OH

C OH

CH2OH

+ Cu2O

merah bata

D - glukosa asam D - glukonat

Semua monosakaridaadalah Gula Pereduksi

• Benedict

• Fehling

www.themegallery.com

C

CHO

OH

CHO

C OH

C OH

CH2OH

C

COOH

OH

CHO

C OH

C OH

COOH

HNO3

D - glukosa asam D - glukarik

C

CHO

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

HO + Ag+

C

COOH

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

HO + Ag

Cermin perak

www.themegallery.com

2. Reaksi reduksiGugus karbonil dari monosakarida dapat direduksi

menjadi alkohol oleh beberapa pereaksi

menghasilkan alditol

C

CHO

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

D - glukosa

HOkatalis

logam

C

CH2

OH

C

C OH

C OH

CH2OH

D -glukitol (sorbitol)

HO

OH

+ H2

www.themegallery.com

Reduksi monosakarida

Dapat dilakukan dengan:

» Logam + H2

» enzimatis

Produknya polyol gula alkohol (alditol)

glucose membentuk sorbitol (glucitol)

mannose membentuk mannitol

fructose membentuk mannitol + sorbitol

glyceraldehyde membentuk glycerol

www.themegallery.com

3. Reaksi pembentukan glikosida

Reaksi antara monosakarida hemiasetal/hemiketal

siklis dengan 1 molekul alkohol membentuk

asetal/ketal. Pada reaksi ini gugus OH pada C –

anomerik digantikan oleh gugus OR dari alcohol.

O

OH

OH

H

OH

OH

CH2OH

* + CH3OH

O

OH

OCH3

H

OH

OH

CH2OH

* + H2OH

+

-D-glukopiranosa metil--D-glukopiranosida

Ikatan glikosida

Glikosida terbentuk antara gugus OH pada atom C

(kiral/anomer/no 1) monosakarida (hemiasetal/hemiketal /

asetal/ketal) dengan sebuah molekul alkohol

DISAKARIDA

Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari 2

satuan monosakarida.

Dua monosakarida dihubungkan dengan ikatan

glikosidik antara C-anomerik dari satu unit

monosakarida dengan gugus –OH dari unit

monosakarida yang lainnya.

Beberapa disakarida yang sering dijumpai :

Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa

JENIS DISAKARIDA

Selubiosa -D-Glukosa + -D-Glukosa

Maltosa -D-Glukosa + -D-Glukosa

Sukrosa -D-Glukosa + -D-Fruktosa

Laktosa -D-Glukosa + -D-Galaktosa

Maltosa

www.themegallery.com

IKATAN PADA MALTOSA

Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada

atom C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4

dari glukosa yang lain, sehingga ikatannya

disebut ikatan glikosidik--1,4

Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan

pada maltosa dalam bentuk hemiasetal,

sehingga akan dapat berkesetimbangan dengan

struktur terbuka. Oleh karena itu maltosa dpt

bereaksi + dg Tohlens

SELOBIOSA

O

OH

o

OH

OH

CH2OH

*

H O OH

H

OH

OH

CH2OH

*

1'

4

Ikatan -1',4 glikosidik

HO

O

HO

HOH

HOH2C

O

CH2OHO

1'4

()

4-O-(D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa

(Selubiosa)

H

OH

H

HO

H

H

OH

LAKTOSA

Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi(4-8 % laktosa).

Karbon anomerik pada unit galaktosamempunyai konfigurasi pada C-1 danberikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit glukosa

Diare setelah minum susu, disebabkan karenatidak memiliki enzim laktase (galaktosidase), sehingga tidak dapat mencerna laktosa dalamsusu.

www.themegallery.com

SUKROSA

Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat

pada tumbuhan fotosintetik yang berfungsi

sebagai sumber energi. Misal : pada tebu, bit

gula

Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada

kedua unit monosakarida terlibat dalam ikatan

glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1

pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa,

sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.

OH O

OH

OH

CH2OH

* 1'

konfigurasi

D-glukopiranosil-D-fruktofuranosida(Sukrosa)

H

H

O

HOOH

HOH2C

CH2OHH

CH2OHO

1'

2

HO

O

OH

OH

CH2OH

CH2OH

O

O

()

H

OHOH

H

2

Struktur Sukrosa

POLISAKARIDA

Karbohidrat yang mengandung banyak

monosakarida dan mempunyai berat molekul yang

besar

Hidrolisis polisakarida secara sempurna akan

menghasilkan satu/beberapa jenis monosakarida

Unit-unit monosakarida dihubungkan secara linier

atau bercabang

Jenis polisakarida :

• pati

• glikogen

selulosa

hemiselulosa

P A T I

Polisakarida yang tersimpan dalam tumbuhan.

Merupakan komponen utama pada biji-bijian,

kentang, jagung dan beras

Tersusun atas unit D-glukosa yang dihubungkan

oleh ikatan glikosidik -1,4 Rantai cabang

dihubungkan oleh ikatan glikosidik -1,6

JENIS PATI

A M I L O S A : 20 % bagian pati, tersusun atas 50 – 300 unit glukosamelalui ikatan -1,4 glikosidik

larut di dalam air

AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati, Tersusun atas 300 – 5.000 unit glukosa melalui ikatanglikosidik dan -1,6

Setiap 25-50 unit glukosa dihubungkan oleh ikatan -1,4. Rantai-rantai berikatan -1,4 tesebut dihubung-silangkanmelalui ikatan -1,6 sehingga menghasilkan strukturbercabang dengan Mr tinggi

Strukturnya bercabang sangat besar (Mr besar) tidaklarut dalam air

GLIKOGEN

Karbohidrat penyimpan energi yang tersimpan

dalam hewan

Mr Glikogen > pati

Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa

Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan 1,6

glikosidik

Tidak larut dalam air

Larut dalam pelarut organik non polar : eter,

kloroform, heksana.

POLISAKARIDA LAIN

Selulosa: polimer tidak bercabang dari glukosa

melalui ikatan -1,4-glikosidik

Kitin : polisakarida yang mengandung nitrogen,

membentuk cangkang krustasea dan kerangka

luar serangga

Pektin : polimer linier dari D-galakturonat melalui

ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat pada buah-

buahan dan buni-bunian

LOGO

www.themegallery.com