Fiche de révision : Glucides : structure et propriétés

📋 Plan du Cours

1. Définition et fonctions des glucides
2. Classification des oses
3. Chiralité et pouvoir rotatoire
4. Synthèse et stéréoisomérie des oses
5. Isomérie et relations entre oses
6. Formes cycliques et anomérie
7. Propriétés et liaisons osidiques

📖 1. Définition et fonctions des glucides

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Molécule organique, aussi appelés saccharides ou sucres, ce sont des nutriments essentiels pour les cellules.

📝 Points essentiels

• La formule brute générale des glucides est $C_nH\_{2n}O_n$, et celle du glucose est $C_6H\_{12}O_6$.

• Les glucides fournissent de l’énergie aux cellules, permettent la synthèse d’autres biomolécules, participent à la formation des oligo- et polysaccharides et ont un rôle structural. Aussi role de réserve ( amidon glycogène)

📌 Un monosaccharide contient un monomère, un oligosaccharide contient quelques monomères et un polysaccharide contient plusieurs monomères.

📖 2. Classification des oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycéraldéhyde : Aldotriose à trois carbones possédant une fonction aldéhydique, une fonction alcool primaire et une fonction alcool secondaire.
• Dihydroxyacétone : Cétotriose à trois carbones possédant une fonction cétone et deux fonctions alcool primaire, sans carbone asymétrique.

📝 Points essentiels

📌 Un aldose possède une fonction aldéhyde principale, tandis qu’un cétose possède une fonction cétone principale.

• Les plus petits sucres possèdent trois carbones et comprennent un aldotriose et un cétotriose.

💡 Astuce mémo

Aldose = aldéhyde ; cétose = cétone

📖 3. Chiralité et pouvoir rotatoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Chiralité : Deux molécules sont des images l’une de l’autre dans un miroir et ne sont pas superposables.

📝 Points essentiels

• Un carbone asymétrique peut rendre une molécule chirale et les énantiomères d’une substance chirale possèdent individuellement une activité optique.

• Le pouvoir rotatoire est la capacité d’une substance à dévier la lumière polarisée et se mesure avec un polarimètre.

📐 Formule — La loi de Biot relie le pouvoir rotatoire spécifique à l’angle mesuré, à la longueur de la cuve et à la concentration selon \[\\alpha\]=\\frac{\\alpha\\times100}{l\\times C}, avec C exprimée en g/100 mL.

💡 Astuce mémo

Carbone asymétrique → chiralité → activité optique

📖 4. Synthèse et stéréoisomérie des oses

★ À maîtriser

• Selon leur nombre de carbones, les oses sont des:

  • trioses
  • tétroses
  • pentoses
  • hexoses
  • heptoses

• La synthèse de Kiliani-Fischer permet de passer d’un sucre à n carbones à un sucre à n+1 carbones en ajoutant un carbone hydroxylé et en créant un nouveau carbone asymétrique.

• Lorsqu’un ose possède n carbones asymétriques, le nombre de stéréoisomères possibles est $2^n$.

Compléments

• À partir du D-glycéraldéhyde, la synthèse de Kiliani-Fischer donne deux sucres de série D, tandis qu’à partir du L-glycéraldéhyde elle donne deux sucres de série L.

💡 Astuce mémo

n carbones → ajout d’un carbone asymétrique → 2ⁿ stéréoisomères

📖 5. Isomérie et relations entre oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Énantiomères : Stéréoisomères images l’un de l’autre dans un miroir et non superposables.

• Épimères : Deux stéréoisomères qui diffèrent par la configuration d’un seul carbone asymétrique.

📝 Points essentiels

📌 Les isomères de constitution ont une même formule brute mais un enchaînement d’atomes différent, tandis que les stéréoisomères ont le même enchaînement d’atomes mais une géométrie différente.

• Les énantiomères ont les mêmes propriétés physicochimiques, tandis que les diastéréoisomères ont des propriétés physicochimiques différentes.

💡 Astuce mémo

Miroir = énantiomères ; un seul carbone différent = épimères

📖 6. Formes cycliques et anomérie

🔑 Notions clés & Définitions

• Anomérie : Forme d’isomérie résultant de la création d’un carbone asymétrique supplémentaire lors de la cyclisation d’un ose.

★ À maîtriser

• La cyclisation d’un ose résulte de la formation d’un semi-acétal entre une fonction carbonylée et un alcool.

Compléments

📌 Les formes cycliques des oses peuvent être des formes pyrane ou furane selon la taille du cycle formé.

• La forme cyclique du fructose peut être une α-D-fructopyranose ou une α-D-fructofuranose, et le fructose libre est présenté sous forme pyranose tandis qu’il est sous forme furanose dans le saccharose.

📖 7. Propriétés et liaisons osidiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison osidique : Nouvelle liaison C-O-R formée au niveau du carbone anomérique lors de la condensation des sucres avec un alcool ou un phénol.

📝 Points essentiels

📌 Un oxydant doux comme le brome ou l’iode en milieu alcalin oxyde la fonction aldéhydique en acide aldonique sans affecter les cétoses.

📌 L’acide nitrique, oxydant fort, oxyde la fonction aldéhydique et l’alcool primaire en acides glyçariques sans affecter les cétoses.

• La liqueur de Fehling, constituée notamment de sulfate de cuivre et de tartrate de potassium et de sodium, précipite les oses réducteurs.

💡 Astuce mémo

Carbone anomérique réactif → liaison osidique → oside

📊 Tableaux de synthèse

Relations entre stéréoisomères