karbohidrat kimia organik

8/15/2019 KARBOHIDRAT KIMIA Organik

1/53

KARBOHIDRAT

KIMIA DASAR II

LABORATORIUM KIMIA ORGANIKDEPARTEMEN KIMIA – FST UNAIR


2/53

Karbohidrat adalah

senyawa polihidroksi aldehidatau polihidroksiketon.

• Oleh karena itu karbohidrat mempunyaidua gugus fungsional yang penting :

* Gugus hidroksil* Gugus keton/aldehid


3/53

Penggolongan Karbohidrat

•Monosakarida :Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak dapatdihidrolisis lebih lanjut

• Disakarida

Karbohidrat yang mengandung 2 satuanmonosakarida

• Oligosakarida

Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3 – 8

satuan monosakarida• Polisakarida

Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkanbanyak satuan monosakarida


4/53

Monosakarida

Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan

rumus CnH2nOn dimana n = 3 – 8

C3

H6

O3

: triosa

C4H8O4 : tetrosa

dan seterusnya.


5/53

Macam-macam monosakarida

a.Aldosa :

monosakarida yang mengandung

gugus aldehid

b. Ketosa :

monosakarida yang mengandung

gugus keton


6/53

6

Atom karbon Aldosa ketosa

3 Aldotriosa Ketotriosa

4 Aldotetrosa Ketotetrosa

5 Aldopentosa Ketopentosa

6 Aldoheksosa Ketoheksosa


7/53

5/20/2014 7

contoh


8/53

BEBERAPA GULA YANG PENTING

5/20/2014 8

D-Gliseraldehid : karbohidrat paling sederhana

D-Glukosa : penting dalam dietD-Fruktosa : gula paling manis

D-Galaktosa : penyusun gula susu

D-Ribosa : ditemukan pada RNA

D-Glukosa

- Suatu gula aldoheksosa

-Nama umum: dekstrosa, gula

anggur, gula darah

- Gula paling penting dalam diet

-Senyawa organik yg paling banyakditemukan di alam

- Kadar dalam darah + 0,1%

D-Fruktosa

-Gula umum yg lain

- Suatu ketoheksosa

- Gula plaing manis


9/53

KONFIGURASI MONOSAKARIDA

(SISTEM D dan L)

• Monosakarida disebut D jika gugus OH dari atom

C* (kiral) yang letaknya paling jauh dari gugus

terletak di sebelah kanan.

• Monosakarida disebut L jika gugus OH dari atomC* (kiral) tersebut berada di sebelah kiri.


10/53

5/20/2014 10

EnantiomerPasangan stereomer* Ditandai oleh D atau L di awal nama

* Merupakan banyang cermin yang

tidak setangkup

Enantiomer

D dan L-Gliseraldehid


11/53

Stereoisomer yg bukan enantiomer adalah

DIASTEREOMER

Diastereomer

punya lebih

dari 1 atom C kiral


12/53

SIFAT FISIK

Aktivitas optik

Kemampuan untuk memutar bidang cahaya terpolarisasi

•DEKSTROROTATORI

•* memutar ke kanan•Diberi simbol +

•Biasanya isomer D

•LEVOROTATORI

• Memutar ke kiri

•

Diberi simbol –

• Biasanya isomer L


13/53

Heksosa yang paling banyak di alam :


14/53

STRUKTUR SIKLIS MONOSAKARIDA

• Aldehid dan keton dapat bereaksi dengan

alkohol membentuk hemiasetal atau

hemiketal.


15/53

•

Hemiasetal atau hemiketal siklis terbentuk jika gugus keton/aldehid dan alkohol

terdapat dalam 1 molekul.

• Contoh : 4 – hidroksipentanal


16/53

• Monosakarida mempunyai gugus karbonil(aldehid/keton) dan gugus hidroksil dalam

tiap molekulnya.

• Oleh karena itu monosakarida dapat

membentuk hemiasetal atau hemiketal

siklis.

• Misal : glukosa


17/53

• Pada glukosa, hemiasetal – siklis

terbentuk antara gugus aldehid pada C - 1

dengan gugus – OH pada C – 5 sehinggamembentuk cincin – 6 yang stabil.

• Dalam bentuk hemiasetal siklis atom C – 1

bersifat kiral karbon ANOMERIK

sehingga memberikan 2 kemungkinan

struktur isomer D – glukosa :

- D – glukosa

- D – glukosa


18/53

Contoh : Glukosa

• Siklisasi glukosa

menghasilkan satu pusat

asimetris baru pada C1

• 2 stereoisomer disebut ANOMER, &

• C-1 adalah C-anomerik


19/53

SIKLISASI D-GLUKOSA

Pada saat C1 aldehid dan C5 OH bereaksi, glukosa

membentuk hemiasetal intramolekular & membentuk

cincin 6 yang disebut PYRANOSA


20/53

Sifat Fisik

- D – glukosa - D – glukosa• - kristal - padat > 98C

• - m.p. 146 - m.p. = 150C

• - []D = + 112C - []D = + 19C

• - D – glukosa - D – glukosa

[]D = + 52

• - D – galaktosa - D – galaktosa• + 151 + 84 - 53

• - D – fruktosa - D – fruktosa

• + 21 -92 -133

dalam air

Mutarotasi


21/53

Fructose forms a 5-member

furanose ring,

by reaction of the C2 keto group

with the OH on C5.

Siklisasi D-fruktosa

D-Galaktosa

-Tdk ditemukan pada banyak sistem biologis

- Merupakan setengah bagian dari laktosa

(suatui disakarida)

- Tidak dapat digunakan secara langsung


22/53

STEREOKIMIA MONOSAKARIDA

• Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain

dapat digambarkan dalam 3 bentuk

stereokimia :

Proyeksi Fisher

Struktur Haworth

Konformasi kursi


23/53

Proyeksi Fisher dan Struktur Haworth


24/53

Struktur Haworth dan Konformasi Kursi


25/53

Sifat-sifat Fisik Monosakarida

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 palingmanis


26/53

Tingkat kemanisan monosakarida dan

disakarida

Monosakarida Disakarida• D – fruktosa 174 Sukrosa 100

• D – glukosa 74 Laktosa 0.16

•

D –

xylosa 0.40• D – galaktosa 0.22

Pemanis Buatan

• Na-siklamat 30• Na-sakarin 500

• Neohesperidin dihidrocalkon 1,000


27/53

PEMANIS SINTETIS


28/53

REAKSI MONOSAKARIDA

1. Reaksi Oksidasi

Berdasarkan kemampuannya untuk mereduksi pereaksiTollens, Benedict, Fehling, monosakarida dapatdigolongkan :

Gula pereduksiGula non pereduksi

Kemampuan monosakarida untuk mereduksi pereaksi-

pereaksi tersebut di atas didasarkan pada adanyagugus aldehid atau gugus -hidroksi keton, dimanadengan adanya pereaksi-pereaksi tersebut gugusaldehid atau -hidroksi keton akan teroksidasi menjadikarboksilat/keton.


29/53

Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi


30/53

Pereaksi Benedict


31/53

• Oksidasi aldosa oleh pereaksi Fehling, Benedict atau

Tollens membentuk asam monokarboksilat Asam

Aldonat.• Dapat juga digunakan larutan brom yang dibuffer

• Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat (HNO3 panas)

menghasilkan asam dikarboksilat (karena selain

mengoksidasi gugus aldehid juga mampu mengoksidasigugus CH2OH terminal) Asam aldarat

• Dalam sistem biologis, gugus CH2OH terminal dapat

dioksidasi dengan enzim tanpa teroksidasinya gugus

aldehid.Produknya adalah asam monokarboksilat

Asam uronat


32/53

Reaksi dg HNO3

Reaksi dg Tollens


33/53

2. Gugus karbonil dari monosakarida dapat

direduksi menjadi alkohol menghasilkan

alditol


34/53

3. Pembentukan Glikosida

• Reaksi monosakarida hemiasetal atau hemiketalsiklis dengan 1 molekul alkohol lagi membentuk

asetal atau ketal. Pada reaksi ini gugus – OH

pada C – anomerik digantikan oleh gugus – OR

dari alkohol.

Gula Non Pereduksi


35/53

Ikatan Glikosidik

• Asetal/ketal seperti ini dinamakan GLIKOSIDA danikatan dari karbon anomerik dengan gugus ORdisebut IKATAN GLIKOSIDIK.

• Glikosida dinamai berdasarkan namamonosakaridanya, dengan mengganti akhiran –adengan –ida.

• Misal: glukosa glukosida

manosa manosida


36/53

DISAKARIDA

• Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari 2satuan monosakarida.

• Dua monosakarida dihubungkan dengan ikatan

glikosidik antara C-anomerik dari satu unitmonosakarida dengan gugus –OH dari unit

monosakarida yang lainnya.

• Beberapa disakarida yang sering dijumpai :

Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa


37/53

Oligosakarida

Golongan atau monosakaridasiklis dapat membentuk ikatan

dengan 1 atau lebih monosakarida

yg lain

Ikatan glikosida


38/53

DISAKARIDA

• Selubiosa -D-Glukosa + -D-Glukosa

• Maltosa -D-Glukosa + -D-Glukosa

• Sukrosa -D-Glukosa + -D-Fruktosa

• Laktosa -D-Glukosa + -D-Galaktosa


39/53

MALTOSA


40/53

IKATAN PADA MALTOSA

• Ikatan glikosidik terjadi pada atom C-1’ dari satu

glukosa dengan atom C-4 dari glukosa yang lain,

sehingga ikatannya disebut ikatan 1’,4-glikosidik

• Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan berada

dalam bentuk hemiasetal, sehingga akan dapat

berkesetimbangan dengan struktur terbuka

• Maltosa bereaksi + dg Tollens


41/53

SELOBIOSA


42/53

LAKTOSA

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

• Karbon anomerik pada unit galaktosa mempunyaikonfigurasi pada C-1 dan berikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit glukosa

• Galaktosemia adalah penyakit yang disebabkankarena tidak memiliki enzim yang dptmengisomerisasi galaktosa menjadi glukosa,sehingga tidak dapat mencerna susu.


43/53


44/53

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.


45/53

Sukrosa


46/53

Raffinose (Galactose + Glucose + Fructose)

6-0--D-Galactopyranosyl (1->6)-2-0--D-

Glucopyranosyl (1->2)--D-Fructofuranoside

OLIGOSAKARIDA


47/53

POLISAKARIDA

• Karbohidrat yang mengandung banyak monosakaridadan mempunyai berat molekul yang besar

• Hidrolisis polisakarida secara sempurna akanmenghasilkan monosakarida

• Unit-unit monosakarida terhubung secara linier ataubercabang

• Jenis Polisakarida : Pati dan Glikogen


48/53

PATI

• Polisakarida yang tersimpan dalam

tumbuhan.

• Merupakan komponen utama pada biji-

bijian, kentang, jagung dan beras

• Tersusun atas unit D-glukosa yang

dihubungkan oleh ikatan 1,4--glikosidik

• Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan

1,6--glikosidik


49/53

JENIS PATI

AMILOSA

• 20 % bagian pati

•

tersusun atas 50 –

300unit glukosa melalui

ikatan 1,4 glikosidik

•larut di dalam air

AMILOPEKTIN • 80 % bagian pati

• tersusun atas 300 – 5.000 unitglukosa melalui ikatan 1,4glikosidik dan 1,6.

• Setiap 25-50 unit glukosadihubungkan oleh ikatan 1,4 .

• Rantai-rantai tesebutdihubungkan dengan ikatan 1,6sehingga menghasilkan strukturyang bercabang

• Karena strukturnya bercabang,amilopektin tidak larut dalamair


50/53

5/20/2014

Kanji (Amilosa)

Contoh di samping menunjukkan

struktur ‘coiled”

-12 satuan glukosa

-Hidrogen & rantai samping

dihilangkan

Amilopektin


51/53

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.


52/53

POLISAKARIDA LAIN

• Selulosa : polimer tidak bercabang dari glukosa

melalui ikatan 1,4--glikosidik

• Kitin : polisakaridayang mengandung nitrogen,

membentuk cangkang krustasea dan kerangkaluar serangga

• Pektin : polimer linier dari D-galakturonat melalui

ikatan 1,4--glikosidik.


53/53

karbohidrat kimia organik

Documents