Karbohidrat
-
Upload
yusrizal-azmi -
Category
Science
-
view
159 -
download
1
Transcript of Karbohidrat
![Page 1: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/1.jpg)
Karbohidrat
![Page 2: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/2.jpg)
Pengantar
• Disebut “karbohidrat” karena Cx(H2O)y
• Karbohidrat sederhana disebut “sakarida”, kebanyakan namanya berakhiran –ose
• Definisi:- polihidroksi aldehid dan keton- senyawa yang dapat terhidrolisis menghasilkan polihidroksi aldehid dan keton
• Sebagai hemiacetals atau acetals
![Page 3: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/3.jpg)
Review: struktur gugus karbonil• Hibridisasi sp2
• Atom karbon dalam gugus karbonil mengalami muatan positif parsial
• Atom oksigen dalam gugus karbonil mengalami muatan negatif parsial
![Page 4: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/4.jpg)
Review: sifat fisis aldehid dan keton
1. Mana yang lebih tinggi titik didihnya (untuk jumlah atom C yang sama):
- aldehid/keton dan alkohol- aldehid/keton dan alkana
2. Bagaimana kelarutan aldehid/keton dalam air?
![Page 5: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/5.jpg)
Review: Sifat Kimia, adisi nukleofilik
• Gugus karbonil (aldehid dan keton) sangat mudah mengalami reaksi adisi nukleofilik karena struktur khas yang dibahas pada slide sebelumnya:- struktur planar merupakan struktur terbuka yang mudah diserang dari atas/bawah- ada muatan positif parsial pada atom C di gugus karbonil- atom O yang bermuatan negatif merupakan indikasi bahwa reaksi adisi nukleofilik dapat dipercepat dengan katalisator asam
![Page 6: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/6.jpg)
Review: Adisi nukleofilik
• Dikelompokkan dalam dua kelas:1. Jika reagen nukleofil merupakan nukleofil kuat2. Jika reagen nukleofil lemah tapi merupakan asam kuat (sebagai katalisator asam)
![Page 7: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/7.jpg)
Review: Nukleofil kuat
alkoxide oxygen
![Page 8: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/8.jpg)
Review: Dengan katalisator asam
kation oxonium
![Page 9: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/9.jpg)
Review: reaktivitas
• Mana yang lebih reaktif terhadap reaksi nukleofilik, aldehid atau keton?
- Dari segi steric factor- Dari segi electronic factor
![Page 10: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/10.jpg)
Review: Hemiacetals• Karakteristik utama:
ada gugus –OH dan –OR yang melekat pada satu atom karbon• Hemiacetal dalam bentuk rantai terbuka biasanya tidak stabil• Hemiacetal dalam bentuk siklis lebih stabil
![Page 11: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/11.jpg)
Review: Hemiacetals siklis lebih stabil
![Page 12: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/12.jpg)
Klasifikasi karbohidrat
• Monosakarida : paling sederhana• Disakarida : hidrolisis menghasilkan 2 molekul
monosakarida• Trisakarida : hidrolisis menghasilkan 3 molekul
monosakarida• Oligosakarida : hidrolisis menghasilkan 2-10
molekul monosakarida• Polisakarida : hidrolisis menghasilkan >10
molekul monosakarida
![Page 13: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/13.jpg)
Contoh
• Monosakarida : glukosa, fruktosa• Disakarida : sukrosa (hidrolisis menghasilkan 1
molekul glukosa dan 1 molekul fruktosa), maltosa (hidrolisis menghasilkan 2 molekul glukosa)
• Polisakarida : pati, selulosa (polimer dari glukosa)
![Page 14: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/14.jpg)
Hidrolisis
![Page 15: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/15.jpg)
Pentingnya karbohidrat• Sumber energi kimia pada
makhluk hidup• Penopang jaringan makhluk
hidup, terutama pada tanaman
![Page 16: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/16.jpg)
Fotosintesis dan Metabolisme Karbohidrat
Tanaman
x CO2 + y H2O + sinar matahari Cx(H2O)y + x O2
Hewan/Manusia
Cx(H2O)y + x O2 x CO2 + y H2O + energi
![Page 17: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/17.jpg)
‘Penyimpanan’ energi
• Energi dari metabolisme karbohidrat dapat langsung digunakan (melalui konversi menjadi panas) atau disimpan dalam bentuk senyawa kimia adenosin triphosphat (ATP)
• Simpanan energi dalam bentuk ATP dapat digunakan dengan konversi menjadi adenosin diphosphat (ADP) dengan reaksi eksotermis yang menghasilkan energi
![Page 18: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/18.jpg)
ADP to ATP
![Page 19: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/19.jpg)
ATP to ADP
![Page 20: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/20.jpg)
Contoh kasus• Akumulasi polyester dalam bakteri
Alcaligenes eutrophus• Diinginkan akumulasi polyester sebanyak-
banyaknya sebagai produk biopolimer• Kontradiksi: pada kondisi lingkungan
ideal, bakteri tidak membentuk polyester• Untuk memicu akumulasi polyester,
dibuat situasi tidak nyaman bagi bakteri agar mereka mengkonversi ATP menjadi ADP dan mengakumulasi polyester
• Salah satu caranya adalah dengan menciptakan defisiensi fosfat
![Page 21: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/21.jpg)
Reaksi enzimatis
![Page 22: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/22.jpg)
Monosakarida
![Page 23: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/23.jpg)
Klasifikasi monosakarida• Dasar:
1. jumlah atom karbon pada molekul2. apakah mengandung gugus aldehid atau keto
• Contoh
![Page 24: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/24.jpg)
Karakter unik karbohidrat
• Dapat muncul dalam bentuk-bentuk enantiomer
• Enantiomer: lihat review Stereokimia (Kimia Organik 1)
![Page 25: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/25.jpg)
Sistem penamaan karbohidrat
• Dengan awalan R dan S (sistem Cahn-Ingold-Prelog)
• Sistem D-L- D = dextrorotatory- L = levorotatory
![Page 26: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/26.jpg)
Sistem D-L• Konfigurasi standard:
glyceraldehyde• Konvensi:
monosakarida digambar dalam struktur vertikal dengan gugus aldehid atau keto paling dekat ke puncak C yang diberi nomor 1.
• Perbandingan dengan standard dilakukan pada atom C chiral dengan nomor TERTINGGI
![Page 27: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/27.jpg)
Sistem D-L
![Page 28: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/28.jpg)
Kelemahan sistem D-L
• Hanya berdasarkan SATU C chiral• Sistem R-S: mempertimbangkan seluruh C
chiral yang terdapat dalam molekul ybs.
Lihat review Aktivitas Optikal
![Page 29: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/29.jpg)
Rumus bangun monosakarida
Buktikan bahwa dalam sistem Cahn-Ingold-Prelog, nama D-(+)-glucoseadalah (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5-pentahydroxyhexanal
![Page 30: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/30.jpg)
Hasil eksperimen• D-(+)-glucose dalam bentuk rantai terbuka
berkesetimbangan dengan dua bentuk hemiacetal (rumus bangun Haworth)
Muncul C chiral baru pada C1; maka ada 2 bentuk hemiacetalsebagai diastereomer (disebut anomer)
![Page 31: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/31.jpg)
Anomeric carbon atom
• Atom C1 sebagai chiral center baru disebut ‘anomeric carbon atom’
• Penamaan anomer:berdasarkan posisi gugus –OH pada anomeric carbon atom = -OH trans dengan –CH2OH
= -OH cis dengan –CH2OH
![Page 32: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/32.jpg)
Penamaan anomer
-D-(+)-Glucopyranose -D-(+)-Glucopyranose
![Page 33: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/33.jpg)
Bentuk lain representasi bangun
![Page 34: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/34.jpg)
Cincin hemiacetal
• Enam atom C = pyranoseGlukosa sering juga disebut glucopyranose
• Lima atom C = furanose
Pyran Furan
![Page 35: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/35.jpg)
Mutarotation
• Perubahan rotasi optikal ke arah suatu nilai kesetimbangan
![Page 36: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/36.jpg)
Reaksi-reaksi Karbohidrat
![Page 37: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/37.jpg)
Pembentukan glycoside
![Page 38: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/38.jpg)
Karakter glycoside
• Merupakan acetal yang umumnya stabil (tidak mudah bereaksi/berubah) dalam suasana basa
• Sering dimanfaatkan untuk mekanisme ‘group protection’ pada karbohidrat
![Page 39: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/39.jpg)
Oksidasi• Dengan reagen (baca sendiri):
1. Tollen : Ag+(NH3)2OH-
2. Benedict : larutan basa yang mengandung ion kuprisulfat
• Untuk membedakan ‘reducing sugar’ (hemiacetal) dan ‘non-reducing sugar’ (acetal)
• Reducing sugar bersifat positif terhadap tes Tollen dan Benedict
![Page 40: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/40.jpg)
Oksidasi aldose dan ketose
Cu2+
kompleks
![Page 41: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/41.jpg)
Reducing/Non-reducing sugar
![Page 42: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/42.jpg)
Oksidasi dengan HIO4
• Untuk pemutusan senyawa polihidroksi pada ikatan C-C antara 2 atom C yang sama-sama mengikat gugus hidroksil
• Untuk setiap C- yang terlepas, terbentuk satu C=O
![Page 43: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/43.jpg)
Mekanisme
![Page 44: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/44.jpg)
Kaidah
• Jika oksidasi dilakukan pada senyawa dengan tiga atau lebih gugus –CHOH maka atom-atom C dari bagian tengah akan membentuk asam formiat
![Page 45: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/45.jpg)
Kaidah
• Pemutusan ikatan bisa juga terjadi antara C ber-OH dengan C dengan gugus karbonil pada keton dan aldehid, tapi TIDAK terjadi pada gugus karbonil pada asam karboksilat dan ester)
![Page 46: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/47.jpg)
Kaidah• Pemutusan periodat TIDAK terjadi pada:
1. senyawa dengan gugus –OH yang terpisah oleh –CH2
2. senyawa yang atom C ber-OH-nya terikat dengan atom C yang membawa gugus eter atau acetal
![Page 48: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/48.jpg)
Disakarida
![Page 49: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/49.jpg)
Sukrosa• Sehari-hari dikenal sebagai
gula pasir• Sumber : tebu
![Page 50: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/50.jpg)
Madukismo
![Page 51: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/51.jpg)
Pemanis selain sukrosa
• Aspartame• Sucralose• Cyclamate• Saccharin• Laktitol• Sorbitol
![Page 52: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/52.jpg)
Polisakarida
![Page 53: Karbohidrat](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051520/58f0ff431a28ab262c8b4577/html5/thumbnails/53.jpg)
Tiga polisakarida terpenting
• Pati• Glikogen• Selulosa