Fiche de révision : Glucides : structure et clasMolecyles du vivant glucides

📋 Plan du Cours

1. Définition et classification des glucides
2. Classification et stéréoisomérie des oses
3. Enantiomères, épimères et stéréoisomères
4. Cyclisation et anomérie des oses
5. Types et représentations des oses
6. Propriétés et caractérisation des glucides
7. Osides et rôles biologiques

📖 1. Définition et classification des glucides

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Aldéhydes ou cétones polyhydroxylés, leurs dérivés, ou des polymères susceptibles de libérer ces composés par hydrolyse.

📝 Points essentiels

📌 Les oses sont des glucides simples, tandis que les osides sont des glucides complexes.

• Les glucides ont notamment trois rôles:
  • source d’énergie
  • rôle structural
  • reconnaissance et propriétés antigéniques

💡 Astuce mémo

Oses simples, osides complexes

📖 2. Classification et stéréoisomérie des oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Oses : Glucides simples, ou monosaccharides, constitués d’aldéhydes ou de cétones polyhydroxylés ou de leurs dérivés.

★ À maîtriser

• Selon leur nombre de carbones, les oses sont:
  • trioses à 3 carbones
  • tétroses à 4 carbones
  • pentoses à 5 carbones
  • hexoses à 6 carbones
  • heptoses à 7 carbones

📌 Un ose est un aldose si sa fonction réductrice est un aldéhyde et un cétose si cette fonction est une cétone.

Compléments

• Le glycéraldéhyde est un aldotriose et la dihydroxyacétone est un cétotriose.

💡 Astuce mémo

Carbone puis fonction : triose à heptose, aldose ou cétose

📖 3. Enantiomères, épimères et stéréoisomères

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbone asymétrique : Un carbone asymétrique, ou centre chiral, est un atome de carbone dont la présence permet l’existence de plusieurs stéréo-isomères.
• Épimères : Les épimères sont des stéréo-isomères qui diffèrent uniquement par l’orientation d’un seul hydroxyle porté par un carbone asymétrique quelconque.

★ À maîtriser

• Deux énantiomères sont des molécules images l’une de l’autre dans un miroir et possèdent pratiquement les mêmes propriétés physiques et chimiques.

• Les configurations D et L distinguent deux séries de molécules sans indiquer le sens de déviation de la lumière polarisée.

• La série D ou L d’un ose dépend de la configuration de l’hydroxyle porté par le carbone asymétrique le plus éloigné de la fonction réductrice.

• Pour un aldose possédant n atomes de carbone, le nombre de stéréo-isomères est $2^{n-2}$, tandis que pour un cétose il est $2^{n-3}$.

• Le glucose est un aldohexose et possède 16 stéréo-isomères, dont 8 de série D et 8 de série L.

Compléments

• Le signe + désigne une substance dextrogyre et le signe − une substance lévogyre.

💡 Astuce mémo

Enantiomères = miroir ; épimères = un seul OH différent

📖 4. Cyclisation et anomérie des oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Anomères : Les anomères sont deux isomères qui diffèrent par l’orientation de l’hydroxyle porté par le carbone asymétrique de la fonction semi-acétalique.

★ À maîtriser

• 🔄 La cyclisation entraîne: la formation d’une fonction semi-acétalique, la création d’un nouveau carbone asymétrique, la localisation de ce C* en C1 pour les aldoses ou en C2 pour les cétoses

Compléments

• Tollens a proposé en 1884 une structure cyclique du glucose dans laquelle le C1 devient asymétrique après cyclisation.

• Après cyclisation, la fonction réductrice est sous forme semi-acétalique, pseudo-aldéhydique ou pseudo-cétonique.

💡 Astuce mémo

Cyclisation → nouveau C* → anomères α et β

📖 5. Types et représentations des oses

📝 Points essentiels

• Les exemples d’oses et de dérivés cités sont:

  • glucose
  • galactose
  • fructose
  • ribose
  • désoxyribose
  • galactosamine
  • acide glucuronique
  • acide N-acétylneuraminique
  • acide ascorbique
  • glucitol ou sorbitol

• Le glucitol, ou sorbitol, est un édulcorant deux fois moins sucrant que le saccharose et n’influence pas la glycémie car il est non insulinodépendant.

• Les oses peuvent être représentés selon Fischer, selon Tollens ou selon Haworth.

📖 6. Propriétés et caractérisation des glucides

★ À maîtriser

• La liqueur de Fehling met en évidence un glucide réducteur par réduction de Cu2+ en Cu+ puis formation d’un précipité rouge brique de Cu2O en milieu alcalin.

Compléments

• L’action des acides concentrés en présence de phénol est une méthode colorimétrique à la fois qualitative et quantitative des glucides.

• La phénylhydrazine permet de déterminer l’identité d’un ose, mais ne différencie pas deux oses qui ne diffèrent que par la configuration de l’hydroxyle porté par le C2.

💡 Astuce mémo

Fehling, acides concentrés, phénylhydrazine

📖 7. Osides et rôles biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Holoside : Oside dont l’hydrolyse libère uniquement des oses.
• Hétéroside : Oside dont l’hydrolyse libère des oses et une substance non glucidique appelée aglycone.

★ À maîtriser

📌 Un diholoside est réducteur lorsqu’un hydroxyle de fonction semi-acétalique reste libre, tandis qu’il est non réducteur lorsque les deux fonctions semi-acétaliques sont engagées dans la liaison osidique.

• Le maltose possède une liaison osidique α1-4 et une fonction semi-acétalique libre, ce qui le rend réducteur.

• Le saccharose possède une liaison osidique α1-β2 entre les deux fonctions semi-acétaliques et il est non réducteur.

📌 Les homopolyosides sont constitués d’oses identiques, tandis que les hétéropolyosides sont constitués d’oses de types différents.

• Les principaux glucosanes cités sont: l’amidon, réserve glucidique des végétaux, le glycogène, forme de stockage du glucose chez les animaux dans les cellules hépatiques et musculaires, la cellulose, constituant majeur des parois cellulaires végétales

• Le ribose entre dans la structure de l’ARN et le 2-désoxyribose dans celle de l’ADN.

Compléments

• Les diholosides libèrent 2 oses par hydrolyse, tandis que les polyholosides en libèrent plusieurs.

• Le lactose possède une liaison osidique β1-4 et une fonction semi-acétalique libre, ce qui le rend réducteur.

💡 Astuce mémo

Réducteur si un OH hémiacétalique reste libre, non réducteur s’il est engagé

📊 Tableaux de synthèse

Classification des glucides