Kolhydrater

Fotosyntesen, den viktigaste kemiska reaktionen på jorden, förenar koldioxid och vatten till glukos.
Reaktion som sker i växternas gröna blad fodrar klorofyll som katalysator samt energi i form av ljus.

En stor mängd glukosmolekyler bildar cellulosa och glukosmolekyler förenade på ett annat sätt bildar stärkelse.
När vi äter stärkelse bryts den ner till glukos och förs av blodet ut till kroppens alla delar där den oxideras till koldioxid och vatten samt ger tillbaka en del av den energi som ursprungligen kom från solen.
Glukosmolekyler kan också fogas samman till glykogen och lagras som ”reservbränsle” i kroppen.

Glukosmolekylens ringslutning

För att det skall vara lättare att tolka strukturformlerna har i det följande atomen/gruppen färgats med blå eller röd färg vilket betyder mot dig respektive från dig.

Glukos som är en polyhydroxialdehyd brukar presenteras antingen som en rak kolkedja, Fisherprojektionen, eller som en 6-ring, Haworthprojektionen.


Fisherprojektionen		Haworthprojektionen

Den senare presentationen är mera rättvisande eftersom det har visat sig att den raka modellen inte överensstämmer med glukosens egenskaper.

Ringslutningen

I kolkedjan finns endast enkelbindningar vilket medför att kolatomer i kedjan kan vridas runt sin egen axel.

Kopplingsmekanismen

Den elektrofila kolatomen 1 kopplar till den nukleofila syreatomen vid kolatom 5.
En hydroxigrupp skapas vid kolatom 1 genom att aldehydgruppen vid kolatom 1 förenas med hydroxigruppens väteatom vid kolatom 5.

Genom ringslutningen binder kolatom 1 fyra olika grupper. På det sättet uppkommer de två cykliska isomererna α-D-glukos och β-Dglukos.

De båda isomererna dominerar i en vattenlösning där mindre än 0,5% av molekylerna i den uppkomna jämviktslösningen är av den öppna varianten.

Tilläggas bör att det inte bildas lika mycket av de två isomererna.
I jämviktslösningen finns nämligen ca 37% α-glukos och ca 63% β-glukos.
Hos α-glukos kommer OH-gruppen vid kolatom 1 och 2 i cis-ställning men i β-glukos i transställning.
Det är den sistnämnda formen som är mest gynnsam ur energisynpunkt och som då bildas i större mängd.

I en vattenlösning av antingen α-glukos eller β-glukos kommer lösningen efter en stund att innehålla samma procentsatser som ovan av de båda isomererna.

Det fenomenet beror på att ringarna öppnas och sluts hela tiden i jämviktslösningen. När sedan återslutning av ringarna sker bildas båda isomererna i de tidigare nämnda procentsatserna.

Glukosmolekylen

Den modell som bäst beskriver hur glukosmolekylen ser ut i 3-d är den som liknar en solstol eftersom inte alla kolatomerna i sexringen ligger i samma plan.

Vill du fördjupa dina kunskaper och läsa om sackaros, stärkelse och cellulosa?
[Visa]