Pertemuan9 Beberapa Monosakarida dan penentuan stereokimia

Beberapa Monosakarida dan penentuan stereokimia

Kata monosakarida berasal dari Bahasa Yunani, yaitu mono: satu dan sacchar: gula. Monosakarida  adalah senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana. Atau monosakarida diartikan sebagai senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana. Monosakarida merupakan senyawa pembentuk disakarida (seperti sukrosa) dan polisakarida (seperti selulosa dan amilum). Beberapa monosakarida umumnya mempunyai rasa manis,

Monosakarida digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya (triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, dan heptosa) dan gugus aktifnya, yang bisa berupa aldehida atau keton. Ini kemudian bergabung, menjadi misalnya aldoheksosa dan ketotriosa. Selanjutnya, tiap atom karbon yang mengikat gugus hidroksil (kecuali pada kedua ujungnya) bersifat optik aktif, sehingga menghasilkan beberapa karbohidrat yang berlainan meskipun struktur dasarnya sama. Sebagai contoh, galaktosa adalah aldoheksosa, namun memiliki sifat yang berbeda dari glukosa karena atom-atomnya disusun berlainan.

Selanjutnya, tiap atom karbon yang mengikat gugus hidroksil (kecuali pada kedua ujungnya) bersifat optik aktif, sehingga menghasilkan beberapa karbohidrat yang berlainan meskipun struktur dasarnya sama. Sebagai contoh, galaktosa adalah aldoheksosa, namun memiliki sifat yang berbeda dari glukosa karena atom-atomnya disusun berlainan.

Sifat umum dari monosakarida adalah larut air, tidak berwarna, dan berbentuk padat kristal. Contoh dari monosakarida adalah glukosa (dextrosa), fruktosa (levulosa), galactosa, xylosa dan ribosa.

Ciri – Ciri Monosakarida :

1) Kristal monosakarida tidak berwarna dan larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut non polar.

2) Umumnya monosakarida berasa manis.

3) Susunan atom pada monosakarida tidak bercabang.

4) Satu atom dari atom karbon membentuk ikatan ganda dengan atom oksigen membentuk

gugus karbonil.

5) Bila gugus karbonil ini membentuk pada ujung rantai karbon, monosakarida ini memiliki

aldehid sehingga disebut aldosa, dan apabila gugus karbonil terbentuk pada atom karbon

yang lain, monosakarida ini adalah suatu keton dan disebut ketosa.

6) Diantara monosakarida glukosa (aldosa) dan fruktosa (ketosa) adalah yang paling banyak

terdapat dialam.

7) larutannya bersifat optis aktif.

8) larutan monosakarida yg baru dibuat mengalami perubahan sudut putaran disebut

mutarrotasi.

9) semua monosakarida merupakan reduktor sehingga disebut gula pereduksi

C. Macam – Macam Monosakarida

Monosakarida biasanya memiliki tiga sampai sembilan atom karbon, dan berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya, monosakarida dibedakan alas triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, heptosa, oktosa, dan nonosa. Jadi, triosa adalah monosakarida yang mempunyai tiga atom karbon. Monosakarida yang paling banyak ditemukan di alam adalah pentosa dan heksosa. Meskipun demikian, triosa, beberapa tetrosa, dan beberapa heptosa juga berperanan penting dalam metabolisme hewan, manusia, dan tanaman. Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hydrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis heksosa lainyang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa.

Berikut macam-macam monosakarida : dengan ciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda :

1) Triosa ( C3) : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton

2) Tetrosa (C4) : threosa, Eritrosa, xylulosa

3) Pentosa (C5) : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa

4) Hexosa (C6) : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa

D. Bentuk Cincin Monosakarida

Bentuk hemiasetal dapat terjadi dalam gula molekul aldosa atau ketosa yang sama dimana karbonil fungsional bereaksi dengan salah satu gugus hidroksilnya. Hasilnya adalah enam-anggota cincin gula yang disebut piranosa. Dalam hal ini atom oksigen dari gugus hidroksil pada C-5 untuk bereaksi membentuk cincin, C-5 harus berotasi untuk membawa atom oksigennya ke atas/naik. Rotasi ini mem-bawa gugus hidroksimetil (C-6) ke posisi di atas cincin. Gambar cincin D-glukopiranosa di bawah ini menunjukkan proyeksi Haworth.

Pembentukan Hemiasetal dan Hemiketal

Aldehid dan keton dapat bereaksi dengan alkohol membentuk hemiasetal dan hemiketal. Hemiasetal dan hemiketal sikliks terbentuk jika gugus keton atau aldehid dan alcohol terbentuk dalam 1 molekul.

Monosakarida mempunyai gugus karbonil (keton/aldehid) dan gugus hidroksil dalam tiap molekulnya. Oleh karena itu monosakarida dapat membentuk hemiasetal atau hemiketal siklik.misalnya: glukosa dan fruktosa.

E. Struktur dan penamaan (nomenklatur)

Dengan beberapa pengecualian (contohnya deoksribosa), monosakarida mempunyai rumus kimia umum Cx(H2O)y, di mana x minimal 3. Struktur dan nomenklatur (penamaan) Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan jumlah atom karbon (atau jumlah x) yang terkandung: diosa (2) triosa (3) tetrosa (4), pentosa (5), heksosa (6), heptosa (7), dan seterusnya. Jenis monosakarida yang paling penting, glukosa,

Monosakarida rantai lurus

Monosakarida sederhana mempunyai rantai karbon yang lurus dan tidak bercabang dengan satu  fungsional karbonil (C=O), dan satu grup hidroksil (OH) di setiap atom karbon yang tersisa. Maka, struktur molekuler dari monosakarida sederhana dapat dituliskan sebagai H(CHOH)n(C=O)(CHOH)mH, di mana n+1+m = x; maka, rumus elemennya adalah CxH2xOx.
grup

Stereokimia Monosakarida

Berdasarkan stereokimia, monosakarida terbagi menjadi beberapa golongan. Stereokimia adalah studi mengenai susunan spasial dari molekul. Salah satu bagian dari stereokimia adalah stereoisomer. Stereoisomer mengandung pengertian:

1) memiliki kesamaan order dan jenis ikatan

2) memiliki perbedaan susunan spasial

3) memiliki perbedaan properti (sifat).

Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia:

1) Proyeksi Fischer (rantai lurus/linier)

2) Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana)

3) konformasi kursi

Namun para kimiawan sering menggambarkan struktur monosakarida siklik menggunakan proyeksi Haworth bukan proyeksi Fischer.

Proyeksi Haworth dan Proyeksi Fischer.

Proyeksi Haworth tidak menggambarkan yang sesungguhnya karena cincin piranosa yang sesungguhnya membentuk kursi seperti sikloheksana tidak datar. Meski demikian proyeksi ini digunakan secara luas.

Proyeksi Fischer ~> Proyeksi Haworth :


Gugus Hidroksil yang ada dikanan pada proyeksi Fischer digambarkan dibawah pada proyeksi Haworth dan sebaliknya. Untuk gula D gugus -CH2OH ujung selalu digambarkan diatas, gula L sebaliknya.

Enantiomer merupakan pasangan dari stereoisomer. Dalam hal ini terdapat aturan yaitu:

1) Diberi awalan D dan L

2) Keduanya merupakan gambar cermin yang tak mungkin saling tumpang tindih.

Notasi D Vs L

Notasi D dan L dilakukan karena adanya atom C dengan konfigurasi asimetris seperti pada gliseraldehida.

pertanyaan:

 1. Mengapa Gula yang dapat membentuk lima-anggota cincin yang disebut dengan furanosa, jarang terjadi?

2. Apakah perbedaan cincin firanosa dan cincin furanosa pada monosakarida, sertakan contohnya?

3. Jelaskan bagaimana cara umum untuk menampilkan struktur siklik monosakarida dengan menggunakan proyeksi?

4. Jelaskan perbedaan susunan spasial yang dimiliki oleh stereoisomer pada stereokimia?