Kimya Teknolojisi Biyokimyaya giriş ? Karbonhidratlar karbon hidrojen ve oksijenden oluşurlar. ? Genel bir kural olarak bir karbonhidrat kendi karbon atom say ıs ı kadar su molekülüne sahiptir. ? Zaten karbonhidrat sözcüğü de buradan gelmektedir. O halde karbonhidrat formülünü ? Cn(H2O)n şeklinde yazabiliriz.Bu formül monosakkaridler için geçerli olmakla birlikte oligo ve polisakkari yapı oluşurken, bir molekül suyun çıkması nedeniyle bu düzen kaybolur. Ancak aynı oranlamaya sahip fakat karbon hidrat olmayan maddeler de vardır. Örneğin asetik asit, formaldehid gibi.(C2(H2O)2, C(H2O) Bu nedenle karbonhidratları başka özelliklerini de belirterek tanımlamamız gerekir. Karbonhidratlar aktif aldehid veya keton grubuna sahip polihidroksi alkollerin oluşturdu ğu maddelerdir (veya hidroliz edildiklerinde bu maddeleri veren yapılardır.Karbonhidratlar dünyada en çok bulunan maddelerden biridir.Genellikle basit şekerler (monosakkaridler) veya bunların bir araya gelmesiyle ortaya çıkan oligo ve polisakkaridler halinde bulunurlar. Glukoz, früktoz, galaktoz birer monosakkarid tir. Çay şekeri olan sükroz oligo sakkarid , nişasta ise polisakkarid tir. Mono ve oligosakkaridler beyaz renkli, suda kolay çözünen ve tatl ı olan maddelerdir. şeker olarak isimlendirilmeleri bu özelliklerinden kaynaklan ır. Aşağ ıda t ıpta kullan ılan baz ı tatl ı maddelerin sükroza k ıyaslanm ış tatl ıl ık dereceleri görülmektedir. ? Maddenin İsmi Tatlılık derecesi Maddenin İsmi Tatlılık derecesi ? Laktoz 16 Glukoz 74 ? Galaktoz 32 Sükroz 100 ? Maltoz 32 Gliserol 108 ? Ksiloz 40 Früktoz 173 ? Sorbitol 54 Aspartam 22000 ? Mannitol 57 Sakkarin 55000 ?? Karbonhidratlar yapısal özelliklerine göre 3 gruba ayrılır: ? 1. Monosakkaridler:Basit şekerler diye bilinir.Temel karbonhidrat üniteleridir ? 2. Oligosakkaridler: 2-20 monosakkarid ten meydana gelir. ? 3.Polisakkaridler: 20 den fazla monosakkaridin oluşturduğu büyük moleküllü ? maddelerdir. Basit şekerler olarak bilinirler.Genel formülleri (CH2O)n dir. **Yapılarında aldehid veya keton grubu taşımalarına göre aldo şekerler(aldoz) ve keto şekerler (ketoz) olmak üzere 2 gruba ayrılırlar.Ayrıca her bir grupta karbon sayısı 3 ile 7 arasında değişen şekerler bulunur. Keto grubu içeren monosakkaridin isminin sonuna .üloz. eki eklenir. Bu bilgiler ışğında aşağıdaki düzenleme yapılabilir Karbon Formülü Aldoz Ketoz Sayısı Trioz C3H6O3 Gliseraldehid Dihidroksi aseton Tetroz C4H8O4 Eritroz Eritrüloz Pentoz C5H10O5 Riboz Ribüloz Ksiloz Ksilüloz Heksoz C6H12O6 Glukoz Früktoz Heptoz C7H14O7 Sedoheptüloz ? Üç karbonu olan en basit şekerler gliseraldehid ve dihidroksiasetondur. ? Öte yandan en büyük moleküllü basit şeker sedoheptülozdur ve 7 karbonludur. ? Bu maddeler gıdalarımızda bulunmaz, ancak monosakkaridlerin ara metabolizmaları sırasında meydana çıkarlar.? Glukoz, monosakkaridleri temsil eden en önemli şekerdir. Metabolik olaylarda karbonhidratlar glukoza çevrilmek suretiyle kullanılır. Bu nedenle anlattıklarımız glukoz üzerine odaklanacak ve yeri geldikçe diğer bileşiklerle ilişki kurulacaktır ? Glukoz bir aldoz dur. ? Altı karbonludur. ? Fischer ve Haworth düzenlemesine göre ? formülü aşağıda gösterildiği gibidir. ? Fischer formülüne göre glukoz un 1.karbon atomu aldehid grubu, 2.,3.,4. ve 5. karbon atomları sekonder alkol grubu, 6. karbon atomu primer alkol grubu şeklindedir. ? Glukoz yapı bakımından 4 asimetrik karbon atomuna sahiptir. Bunlar 2.,3.,4., ve 5. karbonlardır. ? Bu nedenle 2 4 =16 izomeri vardır. Bu izomerleri 4 grup halinde inceleyeceğiz. ? Bu tip izomerler monosakkaridlerin ana karbonhidratı olan gliseraldehid e benzerlikleri nedeni ile ortaya çıkar. ? Bir monosakkarid örneğin glukoz, aldehid grubundan en uzakta ve primer alkol grubuna komşu olan karbon atomundaki H ve OH gruplarının konumu açısından D gliseraldehide benziyorsa (yani OH grubu sağda H atomu solda ise) D izomeri, L gliseraldehide benziyorsa (OH grubu solda H atomu sağda ise) L izomeridir .? Gliseraldehidle kurulan yapısal ilişki, monosakkaridlerin bu ana maddeden ? kaynaklandığı fikrini ortaya çıkarmaktadır. Nitekim Kiliani, D- gliseraldehide HCN ? yardımıyla bir karbon atomu ekleyerek 4 karbonlu monosakkaridler olan D-eritroz ve ? D-treozu elde etmiştir,şekil 1.1. ? Aynı işlemi tekrarlamak suretiyle 5 ve 6 karbonlu monosakkaridlerin elde ? edilmesi mümkündür. Kiliani sentezinde yeni karbon eklenmesi daima aldehid ? karbonu tarafından olmaktadır.? Yani molekül daima aldehid karbonu tarafından uzar ? ve primer alkol grubu ile buna komşu sekonder alkol grubu konumunu ve yapısını aynen korur? Bu durumda ana madde olan D- gliseraldehide benzerliğin neden primer alkol grubuna komşu karbon atomundaki konumu ile belirlendiği sorusunun da cevabı verilmiş olmaktadır. ? İki numaralı olan bu karbon atomu gliseraldehid deki yegane asimetrik karbon atomu olup türev bileşiklerde de yerini aynen korumaktadır,şekil 1.2. ? Primer alkol grubuna en yakın karbon atomundaki H ve OH gruplarının yerlerini değiştirmek suretiyle L şeker serisi de elde edilebilir.) ? Ketozlarla ilgili en ufak molekül dihidroksiasetondur. Bu molekülle karbonhidratların en önemli yıkım reaksiyonu olan glikoliz sırasında rastlanır.