Kohlenhydrate in der Biochemie

Wir befassen uns jetzt näher mit einem wichtigen Thema: die Kohlenhydrate, welche organisch-chemische Verbindungen sind. Kohlenhydrate nehmen eine bestimmte Funktion in unserem Körper ein. Sie dienen als Bau- und Gerüststoffe, sowie als Btriebsstoffe.

  • Baustoffe dienen hierbei dem Körperwachstum und dem Ersatz verbrauchter Körperzellen.
  • Betriebstoffe sind die Energielieferanten unseres Körpers und sind somit die Grundlage unseres Energiestoffwechsels.

Überschüssige Betriebsstoffe entstehen bei übermäßiger Zufuhr von Betriebstoffen. Diese werden vom Körper in Fette umgewandelt und als Reservestoff gespeichert.

Die Verbindung von der Ketten- zur Ringform haben wir so verstanden, dass das 1. C-Atom sich mit dem letzten C- Atom verbindet. Hierbei fällt am 1. C-Atom ein H-Atom weg und am letzten 2 H-Atome. Dadurch löst sich die Doppelbindung des Sauerstoffs mit dem Kohlenstoff auf und verbindet nun erstes und letztes C-Atom miteinander.

Wir sehen hier an der Glucose eine Aldehydgruppe, die den meisten von euch sicherlich unbekannt ist. Daher versuche ich sie euch zu erklären. Neben der Aldehydgruppe gibt es noch die Ketogruppe, welche typische Merkmale für Kohlenhydrate sind. Beide gehören der Carbonylgruppe an, die immer aus mindesten 1 Kohlenstoff / also C-Atom, in diesem Fall dann Carbonylkohlenstoff genannt, besteht. Carbonylkohlenstoff ist mit einem Sauertstoffatom (hier: Carbonylsauerstoff) mit einer Doppelbindung verbunden.

Somit ist es logisch, dass auch die Aldehyde diese Merkmale aufweisen. Hier erkennt man gut, dass der Carbonylkohlenstoff nur mit einem C-Atom (hier als Rest/R bezeichnet) und einem Wasserstoff-Atom verknüpft ist.

Doch wie entsteht so ein Aldehyd:

  1. Als Ausgangsverbindung steht eine Verbindung der Alkane, (wohl bekannte) einfache Kohlenwasserstoffverbindungen. Als einfachste Beispielverbindung nehmen wir das Methan mit nur 1 C-Atom.
  2. Dieses oxidiert mit Sauerstoff und es entsteht eine OH-Gruppe, also ein Alkohol, in diesem Fall ein primärer Alkohol. Jetzt heißt die Verbindung Methanol.
  3. Oxidiert dieses wieder unter Abspaltung zweier H-Atome kommt es zu einer Doppelbindung von Kohlenstoff und Sauerstoff. Nun ist es ein Aldehyd mit dem Namen Methanal, oder auch Formaldehyd genannt (primäre Carbonylgruppe).

Die Ketongruppe unterscheidet sich leicht von der Aldehydgrupe. Im Gegensatz zu den Aldehyden ist der Carbonylkohlenstoff bei den Ketonen mit zwei statt einem weiteren Kohlenstoffatomen, sowie einem doppelgebundenem Carbonylsauerstoff verbunden.

Hier gibt es ansonsten die gleiche Prozedur:

  1. Zunächst haben wir ein Alkan. Bei unserem Beispiel Propan, einen Kohlenstoffverbindung mit 3 C-Atomen.
  2. Durch Oxidation ensteht ein Alkohol – das Propanol; allerdings ein sekundärer, da das O am 2. C-Atom eingelagert wird und dort seine OH-Gruppe bildet.
  3. Wird dem Alkohol durch eine weitere Oxidation nun 2 Wasserstoff-Teilchen entzogen, so bleibt eine Doppelbindung zwischen C und O zurück. Dieses bezeichnet man nun als Keton. Die gesamte Verbindung trägt nu den Namen Propanon / Aceton.

Fragen nach dem Referat:

  1. Mit der Hilfe von was werden die Kohlenhydrate gespaltet? (Enzyme, Strukturformel von Propanal)
  2. Gibt es hier eine Keto- oder Alehydgruppe?
  3. Wisst ihr den Weg bis dahin noch? Es sind noch 2 Stufen vorher… Mit welcher Art von Verbindung beginnt es? (Alkane, und die andere? Alkohole, Aldehyde)
  4. Aus was entsteht ein Disaccharid? (Aus 2 Monosacchariden)

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