Les glucides

Chimie - 7 ème année - Ecole Européenne
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Chapitre n° 10 : LES GLUCIDES
I) Généralités
1)
:
Importance des glucides
Les glucides sont des composés naturels, ils constituent l'infrastructure des végétaux.
:
Les glucides jouent un rôle dans le stockage de l'énergie.
Les glucides constituent un élément fondamental de l'alimentation.
Les glucides sont des composés polyfonctionnels qui ont pour formule globale Cn(H2O)n,
d'où le nom d'hydrates de carbones.
2) Classification des glucides
Parmi les glucides, on peut distinguer :
:
- Les oses sont des composés de formule brute (CH2O)n, ils comportent 1 groupe carbonyle
(C == O) et n − 1 groupes fonctionnels alcool.
On classe les oses selon deux critères :
* le nombre d'atomes de carbones, par exemple : 3 carbones = triose ; 7 C : heptose.
* la nature du groupe carbonyle, il peut constituer un groupe fonctionnel aldéhyde (aldose)
ou un groupe fonctionnel cétone (cétose).
On fait une combinaison de ces deux critères : exemple : aldohexose (glucose),
cétohexose (fructose)
- Les osides sont des molécules qui résultent de l'association de plusieurs molécules d'oses
avec éventuellement une substance non glucidique. On va avoir :
* Les hétérosides résultent de la condensation de plusieurs molécules d'oses avec une
fraction non glucidique appelé aglycone.
* Les holosides dans lesquels on trouve :
+ Les oligosides qui sont constitués de l'association de deux à 10 molécules d'oses.
+ Les polyosides qui sont constitués de l'association de plus de 10 molécules d'oses.
En résumé : glucides
oses osides
aldoses cétoses holosides hétérosides
oligosides polyosides
II) Les oses ou monosaccharides
1)
:
Présentation générales
Les sucres, ou monosaccharides, ou oses sont formés de molécules de petites tailles,
élément des glucides qui eux sont formés de molécules de grandes tailles.
:
Chaque carbone asymétrique dans une molécule organique est un centre de chiralité.
Toute molécule qui possède n carbones asymétriques peut avoir 2n formes isomères qui
sont 2 à 2 énantiomères.
On peut inverser la configuration absolue d'un carbone, il faut pour cela rompre des liaisons
et interchanger au moins deux substituants, la molécule ainsi formée n'est plus superposable
à la précédente.
Dans une molécule à plusieurs carbones asymétriques, il faut inverser la configuration
absolue de TOUS les carbones asymétriques pour avoir l'énantiomère.
Une substance chirale est douée d'activité optique et fait tourner le plan de polarisation d'une
lumière polarisée qui la traverse une substance chirale possèdent un pouvoir rotatoire.

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Lorsque le plan de la lumière polarisée tournera vers la droite, on dira que la molécule est
dextrogyre (d), alors que dans le cas contraire (vers la gauche) elle sera lévogyre (l).
Le pouvoir rotatoire d’une molécule chirale est une propriété physique caractéristique de
celle-ci au même titre que son point de fusion, son point d’ébullition et sa densité.
De plus, si une molécule possède un pouvoir dextrogyre, son énantiomère possédera un
pouvoir rotatoire de même valeur, mais de sens contraire.
Lorsque deux énantiomères sont présents dans une solution, le pouvoir rotatoire de celle-ci
est la somme des pouvoirs rotatoires des espèces présentes. Si les deux énantiomères sont
présents à quantité égale, la rotation imposée par l’un des composés sera annulée par le
second, et aucune activité optique ne sera observée. De tels mélanges sont appelés
mélanges racémiques.
L’appareil utilisé pour mesurer le pouvoir rotatoire s’appelle un polarimètre.
Exemple : - glucides naturels dextrogyres : glucose, saccharose.
- glucides naturels lévogyres : lévulose, fructose.
2) Représentation des sucres, convention de Fischer
La fonction aldéhyde est placée en haut de la ligne verticale, le CH2OH terminal, en bas.
:
Pour tous les oses, la position du OH du (n − 1)ème carbone permet de définir la
nomenclature selon Fischer : D si cet OH est à droite de la ligne verticale, et L s’il est à
gauche.
Remarque : Pour les oses, dans la représentation de Fischer, les carbones asymétriques
sont R si OH est à droite, et S si OH est à gauche de cette ligne verticale.
Exemple : Le glycéraldéhyde : c’est le plus simple des oses. Un seul carbone asymétrique :
deux énantiomères, R et S, représentés en Fischer de la manière suivante :
D-glycéraldéhyde R L-glycéraldéhyde S
(R)-2,3-dihydroxypropanal (S)-2,3-dihydroxypropanal
3) Le glucose
Le glucose est un glucide naturel composant le sucre des fruits (raisin).
:
C'est un aldohexose, un monosaccharide formé de 6 carbones et d'un groupe fonctionnel
aldéhyde, de formule : C6H12O6 ou O == CH ─ CHOH ─ CHOH ─ CHOH ─ CHOH ─ CH2OH
La molécule de glucose est formée de 1 groupe fonctionnel alcool primaire, 4 groupes
fonctionnels alcool secondaire et 1 groupe fonctionnel aldéhyde.
La molécule de glucose possède 4 carbones asymétriques, il existe donc 16 isomères.

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Le glucose naturel est le D-glucose ou (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal :
ou
(OH du C n° 5 est à droite) représentation de Fischer
Le mannose et le galactose sont isomères (pas énantiomères) du D-glucose (naturel) :
D-glucose
(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal
D-mannose
(2S,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal
D-galactose
(2R,3S,4S,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal
Dans la nature, en solution aqueuse, les sucres se trouvent plutôt sous une forme cyclique.
Dans le cas du glucose de formule brute C6H12O6, la forme cyclique est présente à 99,8 %.
La libre rotation autour des liaisons C ─ C permet à la molécule de se replier sur elle-même :
la forme cyclique résulte de l'ouverture de la double liaison du groupe carbonyle (C == O) du
carbone n° 1 et de l'attaque nucléophile de l'oxygène du groupe hydroxyle ( ─ OH) du
carbone n° 5 sur le carbone n° 1 :
représentation topologique
Les numéros des atomes de carbone sont ceux de la forme linéaire selon Fischer.
←
→
←
→

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Le carbone n° 5 a perdu son groupe hydroxyle alors que le groupe hydroxyle qui s'est formé
sur le carbone n° 1 est nouveau !
Il existe donc deux possibilités pour ce nouveau groupe hydroxyle qui conduisent à deux
molécules cycliques épimères : le α-D-glucose et le β-D-glucose.
α-D-glucose
ou
Le groupe hydroxyle ( ─ OH) du carbone n° 1 est en position axiale pour le α-D-glucose.
La nomenclature du glucose cyclique passe par l'identification d'un hétérocycle à 6 éléments
dont l'un est un atome d'oxygène (portant le n° 1), c'est un cycle "pyrane" ; D'où le nom du α-
D-glucose : (2S,3R,4S,5S,6R)-6-hydroxyméthyl-2,3,4,5-tétrahydropyran-2,3,4,5-tétrol
β-D-glucose
ou
Le groupe hydroxyle ( ─ OH) du carbone n° 1 est en position équatoriale pour le β-D-glucose.
(2R,3R,4S,5S,6R)-6-hydroxyméthyl-2,3,4,5-tétrahydropyran-2,3,4,5-tétrol
En solution aqueuse de glucose naturel, ils sont présents en équilibre : 36,4 % de la forme α,
64,4 % de la forme β et 0,2 % de la forme ouverte.
4) Le fructose
Le fructose naturel se trouve dans le miel par exemple.
:
Le fructose est un cétohexose donc un monosaccharide formé de 6 atomes de carbone et
d'un groupe fonctionnel cétone, de formule :
C6H12O6 ou CH2OH ─ CHO ─ CHOH ─ CHOH ─ CHOH ─ CH2OH
Le fructose est isomère de constitution de fonction du glucose.
La molécule de fructose est formée de 2 groupes fonctionnels alcool primaire, 3 groupes
fonctionnels alcool secondaire et 1 groupe fonctionnel cétone.
La molécule de fructose possède 3 carbones asymétriques, il existe donc 8 énantiomères.

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Le fructose naturel est le D-fructose ou (3S,4R,5R)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one :
ou
(OH du C n° 5 est à droite) représentation de Fischer
Le fructose prédomine aussi sous forme cyclique.
Il existe un cycle à 6 chaînons (comme dans le cas du glucose) qui résulte de l'ouverture de
la double liaison du groupe carbonyle (C == O) du carbone n° 2 et de l'attaque nucléophile de
l'oxygène du groupe hydroxyle ( ─ OH) du carbone n° 6 sur le carbone n° 2 :
← →
Dans de nombreux polysaccharides, le fructose est présent sous forme d'un cycle à 5
chaînons, provenant de la réaction de l'hydroxyle du carbone n° 5 sur le carbonyle en
position 2 :
← →
5) Le ribose
Les pentoses (comme les riboses) sont les porteurs de l'information génétique dans les
acides nucléiques. On peut distinguer :
:
D-ribose β-D-désoxyribose