Samuele ha scritto:
Cara professoressa, le scrivo per via di un dubbio che mi è sorto riguardo la catena ad anello di alcuni monosaccaridi, in quanto non riesco a capire dove disporre i vari atomi della molecola. Per esempio nel glucosio come e dove bisogna posizionare i gruppi OH? C'è una logica nella loro disposizione o si collocano a piacere? In pratica come si rappresenta un monosaccaride nella catena ad anello?
Grazie in anticipo per la risposta.
Questa è la risposta:
Il glucosio è un monosaccaride che, come molti altri, esiste prevalentemente in forma ciclica piuttosto che in forma aperta. Lo scheletro dell’anello è costituito dal concatenamento di cinque o sei atomi, uno dei quali è di ossigeno. Gli anelli a 6 atomi, in particolare, sono dotati di notevole stabilità, essendo la loro struttura pressoché priva di tensioni, così che in soluzione acquosa il 99% degli anelli di glucosio è a sei termini. La molecola di glucosio in questa forma si chiama glucopiranosio.
La chiusura dell’anello avviene per reazione tra il gruppo –OH legato al carbonio 5 della catena e il gruppo aldeidico H-C=O, il cui atomo di carbonio è il primo della catena.
D-glucosio (proiezione di Fischer) alfa-D-glucopiranosio
Per rappresentare le forme cicliche degli zuccheri si ricorre alle formule di Haworth (Premio Nobel nel 1937): con esse si disegna l'anello come se fosse piano e visto di lato. Gli atomi di carbonio si dispongono in senso orario a partire dal C-1, che è a destra nella formula; l'ossigeno appartenente all’anello è in alto a destra e i sostituenti stanno sopra o sotto il piano dell'anello. Nella comune rappresentazione di Haworth del D-glucopiranosio, il C-6 sta sopra il piano, i gruppi –OH che compaiono a destra nella formula a catena aperta (proiezione di Fischer) del glucosio compaiono sotto il piano dell'anello e quelli a sinistra appaiono sopra.
Quando la catena del glucosio ciclizza, possono formarsi due diverse molecole in quanto il gruppo –OH legato al C-1 può posizionarsi o dalla parte opposta del piano rispetto al gruppo –CH2OH legato al C-5, oppure dalla stessa parte. Per distinguere le due formule si aggiunge la lettera alfa nel primo caso e la lettera beta nel secondo. In soluzione acquosa il D-glucopiranosio è presente per più del 62% nella forma b, per più del 37% nella forma a e in piccolissima percentuale in forma aperta.
beta-D-glucopiranosio
In conclusione, una corretta rappresentazione delle molecole dei monosaccaridi (e di molte altre molecole organiche) non è per nulla casuale, ma discende dall’applicazione di regole ben precise.