السكريات هي النشويات أو الغلوسيدات أو الكربوهيدرات، لكم يطلق عليها مجازا السكريات، وهي عبارة عن مركبات عضوية، وتصنف ضمن عائلة الفحوم الهيدروجينية، وتستخدم في الطعام والشراب للتحلية ، وذلك بفضل ما تمتاز به من طعم حلو، والسكر الذي نستخدمه في حياتنا اليومية هو السكروز، وهو من السكريات الثنائية التي تتشكل من ترابط سكرين أوليين هما الجلوكوز والفركتوز، وغالبا ما يكون ذو بنية بلورية صلبة، ويستخرج من قصب السكر أو البنجر، بينما تشكل السكريات الأولية وبالتحديد الجلوكوز المصدر الرئيسي للطاقة في أجسامنا، ويوجد الجلوكوز بكثرة في الفاكهة وخاصة العنب.
ما هي السكريات الأحادية
1 – السكريات الأحادية عبارة عن مجموعة من المركبات الكيميائية العضوية التي تصنف تحت السكريات، ويتكون السكر الأحادي من سلسلة هيكلية مؤلفة على الأقل من ثلاث ذرات كربون، في وجود مجموعة كربونيل ومجموعات هيدروكسيل.
2- وتعد السكريات الأحادية مكون أساسي في المركبات السكرية، وأخذت وصف الأحادية أو الأولية بسبب أن هذه المجموعة بالأحادية ترتبط مع بعضها لتشكل السكريات الأعلى.
3- بينما إذا ارتبطت وحدتي سكر أحاديتين مع بعضهما يتكون سكر ثنائي، وعند ارتباط 3 إلى 10 وحدات مع بعضها تتكون السكريات قليلة التعدد، أو السكريات المتعددة، وتعد مركبات الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز، أشهر السكريات الأحادية، وهي ضرورية للغاية لحدوث عملية الاستقلاب في جسم الإنسان.
أين توجد السكريات الأحادية
تعتبر السكريات الأحادية أبسط أنواع السكريات، ولا يمكن تفكيكها بتفاعل التحلل المائي إلى سكريات أبسط منها، ومن أمثلتها
1 – الجلوكوز، الذي يعد أبسط أنواع المواد الكربوهيدراتية، والمسمى بسكر الدم، ويأتي إما على شكل سكر طبيعي في الطعام الشراب، أو يوفره الجسم عن طريق هضم الكربوهيدرات المركبة مثل النشويات الموجودة في البطاطس والأرز والمكرونة.
2- الفركتوز، وهو السكر الموجود في الفواكه والعسل، وهو أكثر السكريات والنشويات حلاوة من حيث الطعم.
3- الجلاكتوز، سكر أحادي لكنه قليل الحلاوة مقارنة بالجلوكوز والفركتوز، ويوجد في مشتقات الحليب والبنجر السكري.
4- المانوز، يعتبر من السكريات الأحادية حيث يحتوي على مجموعة من الألدهيد لذلك فهو سكر ألدهيدي، ويوجد في زلال البيض.
خواص السكريات
1 – تتكون السكريات الأحادية من جزيء واحد فقط , ويحتوي كل جزيء على 3 إلي 7 ذرات كربون ، ويتم تصنف السكريات الأحادية على أساس عدد ذرات الكربون التي يحتويها كل جزئ، ونوع المجموعة الوظيفية في الجزيء.
2- والمثال على ذلك الجلوكوز والفركتوز، إذ أن لهما نفس الصيغة الجزيئية ما يعني أنهما يحتويان على نفس عدد ذرات الكربون إلا أن المجموعة الوظيفية في الجلوكوز من الألديهيد، لكنها تكون في الفركتوز من الكيتون. بينما في الريبوز يكون الفرق في عدد ذرات الكربون .
3- جميع السكريات الأحادية تكون على خطية, ما يعني أن جميع ذرات الكربون في السلسلة ما عدا واحدة فقط ، تكون مرتبطة بمجموعة هيدروكسيل (-OH ), والذرة الأخيرة تكون مرتبطة بمجموعة الكربونيل.
4- تحتوي السكريات الأحادية على عدد من ذرات الكربون يساوي خمس ذرات أو أكثر، وغالبا تكون على هيئة حلقات، بالإضافة إلى أنها تأخذ الشكل الخطي .
5- ويكون الجلوكوز رابطة تساهمية في هذا المركب تتكون من بين مجموعة الألديهيد في ذرة الكربون الأولى, ومجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بذرة الكربون الخامسة، ويكون الجلوكوز على صورتين هما الفا وبيتا.
6- أيضا يكون للجلوكوز طبيعتين في المحاليل المائية فقط , والاختلاف يكون في موقع أحد مجموعات الهيدروكسيل.
7- التركيب الحلقي للسكريات، يعرف البعض السكرات على أنها ألدهيدات أو كيتونات عديدة الهيدروكسيل، وذلك انطلاقا من أن السكريات تعطى الاختبارات المميزة للألدهيدات والكيتونات الحرة، لكن البعض اقترح أنها توجد في تركيب حلقي عن طريق تكوين هيمى أسيتال أو هيمي كيتال.
تفاعلات السكريات الأحادية مع الأحماض
1 – التفاعل السكريات الأحادية مع حامض الهيدروكلوريك أو الكبريتك وعند تسخينها مع الأحماض المركزة، وتفقد ثلاثة جزيئات من الماء لتعطي مركب الفورفورال في حالة السكريات الخماسية، ومركب 5- هيدروكسي ميثيل فورفورال في حالة السكريات السداسية والذي يتحول بمزيد من التسخين إلى حامض الليفولينيك، وحامض الفورميك.
2- وتتفاعل السكريات الأحادية مع حامض النتريك عند درجة الصفر المئوي وتعطي خماسي نترات الكلوكوز.
3- بينما ينتج من تفاعل السكريات الأحادية مع حامض الفوسفوريك استرات حامض الفوسفوريك وهي مركبات ذات أهمية حيوية لأنها تتحرر عند تفكك الأحماض النووية بتأثير بعض الأنزيمات، وهي كذلك مركبات لازمة لبدء أيض المركبات السكرية.
4- وتستحدث ذرة من الكربون نتيجة التفاعل مع حامض الهيدروسيانيد، إذ أن السكريات الاحادية الألدوزية تتفاعل مع حامض الهيدروسيانيد وذلك من خلال مجموعة الألديهيد، وتستحدث نتيجة ذلك ذرة كربون إضافية وغير متناسقة، كما تعطي المجال لإنتاج مركبين سكريين مختلفين.
5- وتعتبر مركبات السيانوهيدرين التي تنتج من تفاعل السكريات الأحادية الألدوزية البسيطة، مركبات غير سامة. لذلك فهي تفاعلات ذات فوائد طبية كبرى في علاج التسمم بالسيانيد.
تفاعلات السكريات الأحادية مع الكحولات
عند معاملة السكريات الاحادية مع المركبات الكحولية بوجود حامض الهيدروكلوريك كعامل مساعد نحصل على مركبات تسمى بالكلايكوسيدات (Glycosides) والتي تتميز بشكلها الحلقي الثابت في الماء والذي قد يتشكل على هيئة الفيورانوز أو البيرانوز، حيث يمكن أن يوجد منهما بترتيب فراغي ألفا (a) أو (B).
ما هي السكريات الأحادية
1 – السكريات الأحادية عبارة عن مجموعة من المركبات الكيميائية العضوية التي تصنف تحت السكريات، ويتكون السكر الأحادي من سلسلة هيكلية مؤلفة على الأقل من ثلاث ذرات كربون، في وجود مجموعة كربونيل ومجموعات هيدروكسيل.
2- وتعد السكريات الأحادية مكون أساسي في المركبات السكرية، وأخذت وصف الأحادية أو الأولية بسبب أن هذه المجموعة بالأحادية ترتبط مع بعضها لتشكل السكريات الأعلى.
3- بينما إذا ارتبطت وحدتي سكر أحاديتين مع بعضهما يتكون سكر ثنائي، وعند ارتباط 3 إلى 10 وحدات مع بعضها تتكون السكريات قليلة التعدد، أو السكريات المتعددة، وتعد مركبات الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز، أشهر السكريات الأحادية، وهي ضرورية للغاية لحدوث عملية الاستقلاب في جسم الإنسان.
أين توجد السكريات الأحادية
تعتبر السكريات الأحادية أبسط أنواع السكريات، ولا يمكن تفكيكها بتفاعل التحلل المائي إلى سكريات أبسط منها، ومن أمثلتها
1 – الجلوكوز، الذي يعد أبسط أنواع المواد الكربوهيدراتية، والمسمى بسكر الدم، ويأتي إما على شكل سكر طبيعي في الطعام الشراب، أو يوفره الجسم عن طريق هضم الكربوهيدرات المركبة مثل النشويات الموجودة في البطاطس والأرز والمكرونة.
2- الفركتوز، وهو السكر الموجود في الفواكه والعسل، وهو أكثر السكريات والنشويات حلاوة من حيث الطعم.
3- الجلاكتوز، سكر أحادي لكنه قليل الحلاوة مقارنة بالجلوكوز والفركتوز، ويوجد في مشتقات الحليب والبنجر السكري.
4- المانوز، يعتبر من السكريات الأحادية حيث يحتوي على مجموعة من الألدهيد لذلك فهو سكر ألدهيدي، ويوجد في زلال البيض.
خواص السكريات
1 – تتكون السكريات الأحادية من جزيء واحد فقط , ويحتوي كل جزيء على 3 إلي 7 ذرات كربون ، ويتم تصنف السكريات الأحادية على أساس عدد ذرات الكربون التي يحتويها كل جزئ، ونوع المجموعة الوظيفية في الجزيء.
2- والمثال على ذلك الجلوكوز والفركتوز، إذ أن لهما نفس الصيغة الجزيئية ما يعني أنهما يحتويان على نفس عدد ذرات الكربون إلا أن المجموعة الوظيفية في الجلوكوز من الألديهيد، لكنها تكون في الفركتوز من الكيتون. بينما في الريبوز يكون الفرق في عدد ذرات الكربون .
3- جميع السكريات الأحادية تكون على خطية, ما يعني أن جميع ذرات الكربون في السلسلة ما عدا واحدة فقط ، تكون مرتبطة بمجموعة هيدروكسيل (-OH ), والذرة الأخيرة تكون مرتبطة بمجموعة الكربونيل.
4- تحتوي السكريات الأحادية على عدد من ذرات الكربون يساوي خمس ذرات أو أكثر، وغالبا تكون على هيئة حلقات، بالإضافة إلى أنها تأخذ الشكل الخطي .
5- ويكون الجلوكوز رابطة تساهمية في هذا المركب تتكون من بين مجموعة الألديهيد في ذرة الكربون الأولى, ومجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بذرة الكربون الخامسة، ويكون الجلوكوز على صورتين هما الفا وبيتا.
6- أيضا يكون للجلوكوز طبيعتين في المحاليل المائية فقط , والاختلاف يكون في موقع أحد مجموعات الهيدروكسيل.
7- التركيب الحلقي للسكريات، يعرف البعض السكرات على أنها ألدهيدات أو كيتونات عديدة الهيدروكسيل، وذلك انطلاقا من أن السكريات تعطى الاختبارات المميزة للألدهيدات والكيتونات الحرة، لكن البعض اقترح أنها توجد في تركيب حلقي عن طريق تكوين هيمى أسيتال أو هيمي كيتال.
تفاعلات السكريات الأحادية مع الأحماض
1 – التفاعل السكريات الأحادية مع حامض الهيدروكلوريك أو الكبريتك وعند تسخينها مع الأحماض المركزة، وتفقد ثلاثة جزيئات من الماء لتعطي مركب الفورفورال في حالة السكريات الخماسية، ومركب 5- هيدروكسي ميثيل فورفورال في حالة السكريات السداسية والذي يتحول بمزيد من التسخين إلى حامض الليفولينيك، وحامض الفورميك.
2- وتتفاعل السكريات الأحادية مع حامض النتريك عند درجة الصفر المئوي وتعطي خماسي نترات الكلوكوز.
3- بينما ينتج من تفاعل السكريات الأحادية مع حامض الفوسفوريك استرات حامض الفوسفوريك وهي مركبات ذات أهمية حيوية لأنها تتحرر عند تفكك الأحماض النووية بتأثير بعض الأنزيمات، وهي كذلك مركبات لازمة لبدء أيض المركبات السكرية.
4- وتستحدث ذرة من الكربون نتيجة التفاعل مع حامض الهيدروسيانيد، إذ أن السكريات الاحادية الألدوزية تتفاعل مع حامض الهيدروسيانيد وذلك من خلال مجموعة الألديهيد، وتستحدث نتيجة ذلك ذرة كربون إضافية وغير متناسقة، كما تعطي المجال لإنتاج مركبين سكريين مختلفين.
5- وتعتبر مركبات السيانوهيدرين التي تنتج من تفاعل السكريات الأحادية الألدوزية البسيطة، مركبات غير سامة. لذلك فهي تفاعلات ذات فوائد طبية كبرى في علاج التسمم بالسيانيد.
تفاعلات السكريات الأحادية مع الكحولات
عند معاملة السكريات الاحادية مع المركبات الكحولية بوجود حامض الهيدروكلوريك كعامل مساعد نحصل على مركبات تسمى بالكلايكوسيدات (Glycosides) والتي تتميز بشكلها الحلقي الثابت في الماء والذي قد يتشكل على هيئة الفيورانوز أو البيرانوز، حيث يمكن أن يوجد منهما بترتيب فراغي ألفا (a) أو (B).
