Matkul kimia organik

1. By YUSRIADI
KARBOHIDRAT
KIMIA ORGANIK

2. KARBOHIDRAT
Karbohidrat adalah senyawa
polihidroksi aldehid atau
polihidroksiketon. Oleh karena itu
karbohidrat mempunyai dua gugus
fungsional yang penting :
* Gugus hidroksil
* Gugus keton/aldehid

3. Penggolongan Karbohidrat
 Monosakarida :
Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak
dapat dihidrolisis lebih lanjut
 Disakarida
Karbohidrat yang mengandung 2 satuan
monosakarida
 Oligosakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3
– 8 satuan monosakarida
 Polisakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan
banyak satuan monosakarida

4. Monosakarida
 Satuan karbohidrat yang paling sederhana
dengan rumus CnH2nOn dimana n = 3 – 8
C3H6O3 : triosa C4H8O4 : tetrosa dan
seterusnya.
 Macam-macam monosakarida
a. Aldosa : monosakarida yang mengandung
gugus aldehid
Contoh : Gliseraldehid

5. Contoh : Gliseraldehida
C
C
C
H
H OH
H
O
H
* OH
( D - gliseraldehid)
C
C
H2C OH
HO
O
H
* H
L - gliseraldehid

6. b. Ketosa : monosakarida yang mengandung
gugus keton
 Contoh : Dihidroksiaseton
C
H
H OH
C
C
O
H OH
H
Proyeksi Fisher
Penamaan D, L monosakarida

7. Penamaan Monosakarida D, L
 Monosakarida disebut D jika gugus -OH
dari atom C* yang letaknya paling jauh
dari gugus
terletak disebelah kanan. Dan diberi nama
L jika gugus OH dari atom C* tersebut
berada disebelah kiri.
C
O
H
C O
atau

8. Contoh
C
CHO
H OH
C
C
CH2OH
H OH
OH
H
*
*
*
D-(-)-ribosa
(D-aldosa)
C
C
CHO
HO H
H
HO
CH2OH
L-eritrosa
(L-aldosa)

9. Heksosa yang paling banyak di alam :
CHO
C
H OH
C
HO H
C
H OH
C
H OH
CH2OH
CHO
C
H OH
C
HO H
C
HO H
C
H OH
CH2OH
CH2OH
C
HO H
C
H OH
C
H OH
CH2OH
O
D - glukosa D-galaktosa D - fruktosa
D - aldoheksosa D - ketoheksosa

10. Struktur siklis Monosakarida
 Aldehid dan keton dapat bereaksi dengan
alcohol membentuk hemiasetal atau
hemiketal.
R C
O
H
H3C O H C
OH
R OCH3
H
Hemiasetal
C
R R'
O
H3C O H C
OH
R OCH3
R'
Hemiketal
Aldehid
Keton
+
+

11. Struktur siklis Monosakarida
 Hemiasetal atau hemiaketal siklis
terbentuk jika gugus keton/aldehid dan
alkohol terdapat dalam 1 molekul.
 Contoh : 4 – hidroksipentanal
CH
H3C OH
CH2 CH2
CH
O
CH
H2C
H3C O
CH
CH2
OH
hemiasetal siklis

12. Struktur siklis Monosakarida
 Monosakarida mempunyai gugus carbonil
(aldehid/keton) dan gugus hidroksil dalam
tiap molekulnya. Oleh karena itu
monosakarida dapat membentuk
hemiasetal atau hemiketal siklis.
 Misal : glukosa

13. C
O
H
C OH
H
CH
HO
C OH
H
C OH
H
CH2OH
C OH
H
C OH
H
C
HO
C OH
H
C
C H
HO
C OH
H
C
C OH
C
H
HO
CH2OH CH2OH
*
*
 - glukosa
]= + 112o
 - glukosa
]= + 19o
karbon anomerik
O
O
Contoh : Glukosa

14. Struktur siklis Monosakarida
 Pada glukosa, hemiasetal – siklis terbentuk
antara gugus aldehid pada C - 1 dengan gugus –
OH pada C – 5 sehingga membentuk cincin – 6
yang stabil.
 Dalam bentuk hemiasetal siklis atom C – 1
bersifat kiral  karbon anomerik sehingga
memberikan 2 kemungkinan struktur isomer D –
glukosa :  - D – glukosa dan  - D – glukosa
dimana sifat keduanya sangat berbeda.

15. Stereokimia Monosakarida
 Struktur glukosa atau karbohidrat yang
lain dapat digambarkan dalam 3 bentuk
stereokimia :
 Proyeksi Fisher
 Struktur Haworth
 Konformasi kursi

16. Proyeksi Fisher dan Struktur Haword
C OH
C OH
H
C H
HO
C OH
H
C
CH2OH
H C O
C OH
H
C H
HO
C OH
H
C
CH2OH
H
H OH
C H
C OH
H
C H
HO
C OH
H
C
CH2OH
HO
O
 - D - glukosa proyeksi Fisher  - D - glukosa
O
O
OH OH ()
OH
OH
CH2OH
*
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
*
Struktur Haworth
()

17. Struktur Haworth dan Konformasi Kursi
O
OH OH ()
OH
OH
CH2OH
*
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
*
Struktur Haworth
HO
O
HO
OH ()
OH
HOH2C
*
HO
O
HO
H
OH
HOH2C
OH
*
( a )
( e )
Konformasi kursi
()


18. Sifat-sifat Fisik Monosakarida
Padatan kristal tidak berwarna
Larut dalam air  ikatan hidrogen
Sedikit larut dalam alkohol
Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena
Rasanya manis. Diantara monosakarida 
fruktosa yang paling manis

19. Beberapa Reaksi Monosakarida
1. Reaksi Oksidasi
 Berdasarkan kemampuannya untuk mereduksi
senyawa/pereaksi (Tohlens, Benedict, Fehling),
monosakarida dapat digolongkan :
Gula pereduksi
Gula non pereduksi
 Kemampuan monosakarida untuk mereduksi
pereaksi-pereaksi tersebut di atas didasarkan
pada adanya gugus aldehid atau gugus -hidroksi
keton, dimana dengan adanya pereaksi-pereaksi
tersebut gugus aldehid atau -hidroksi keton akan
teroksidasi menjadi karboksilat/keton.

20. HC
CHO
OH
C
HO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2+
C
O
OH
C OH
C
HO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2O
merah bata
D - glukosa asam- D - glukonat
Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi

21.  Oksidasi aldosa oleh pereaksi Fehling’s,
Benedict’s atau Tohlen’s membentuk asam
monokarboksilat  Asam Aldonat.
 Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat
(HNO3 panas) menghasilkan asam
dikarboksilat karena HNO3 selain
mengoksidasi gugus aldehid juga mampu
mengoksidasi gugus CH2OH terminal

22. C
CHO
OH
C
HO
C OH
C OH
CH2OH
C
COOH
OH
C
HO
C OH
C OH
COOH
HNO3
D - glukosa asam D - glukarik
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag+
C
COOH
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag
Cermin perak

Reaksi dg HNO3
Reaksi dg Tohlens

23. 2. Gugus karbonil dari monosakarida dapat
direduksi menjadi alcohol dengan
beberapa pereaksi menghasilkan alditol
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D - glukosa
HO
katalis
logam
C
CH2
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D -glukitol (sorbitol)
HO
OH
+ H2

24. 3. Pembentukan Glikosida
 Reaksi monosakarida hemiasetal atau
hemiketal siklis dengan 1 molekul alcohol lagi
membentuk asetal atau ketal. Pada reaksi ini
gugus – OH pada C – anomerik digantikan oleh
gugus – OR dari alcohol.
O
OH
OH
H
OH
OH
CH2OH
* + CH3OH
O
OH
OCH3
H
OH
OH
CH2OH
* + H2O
H+
-D-glukopiranosa metil--D-glukopiranosida
Ikatan glikosida
Gula Non Pereduksi

25. Ikatan Glikosidik
 Asetal/ketal seperti ini dinamakan
Glikosida dan ikatan dari karbon anomerik
dengan gugus OR disebut ikatan
glikosidik.
 Glikosida dinamai berdasarkan nama
monosakaridanya, dengan mengganti
akhiran –a dengan –ida.
 Misal: glukosa  glukosida
manosa  manosida

26. DISAKARIDA
 Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri
dari 2 satuan monosakarida.
 Dua monosakarida dihubungkan dengan
ikatan glikosidik antara C-anomerik dari
satu unit monosakarida dengan gugus –OH
dari unit monosakarida yang lainnya.
 Beberapa disakarida yang sering dijumpai :
 Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa

27. JENIS DISAKARIDA
 Selubiosa  -D-Glukosa + -D-Glukosa
 Maltosa  -D-Glukosa + -D-Glukosa
 Sukrosa  -D-Glukosa + -D-Fruktosa
 Laktosa  -D-Glukosa + -D-Galaktosa

28. MALTOSA
O
OH
H
O
OH
OH
CH2OH
*
H O OH
H
OH
OH
CH2OH
*
1'
4


Ikatan -1',4 glikosidik
HO
O
HO
O
OH
HOH2C
O
HO
H
OH
HOH2C
OH
1'
4
Karbon glikosidik
()
4-O-(D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
(Maltosa)

29. IKATAN PADA MALTOSA
 Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada atom
C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4 dari
glukosa yang lain, sehingga ikatannya disebut
ikatan 1’,4-glikosidik
 Karbon anomerik di unit glukosa sebelah kanan
pada maltosa dalam bentuk hemiasetal,
sehingga akan dapat berkesetimbangan dengan
struktur terbuka. Oleh karena itu maltosa dpt
bereaksi + dg Tohlens

30. SELOBIOSA
O
OH
o
OH
OH
CH2OH
*
H O OH
H
OH
OH
CH2OH
*
1'
4


Ikatan -1',4 glikosidik
HO
O
HO
H
OH
HOH2C
O
CH2OH
O
1'
4
()
4-O-(D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
(Selubiosa)
H
OH
H
HO
H
H
OH

31. LAKTOSA
 Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi
(4-8 % laktosa).
 Karbon anomerik pada unit galaktosa
mempunyai konfigurasi  pada C-1 dan
berikatan dengan gugus -OH pada C-4 unit
glukosa
 Galaktosemia adalah penyakit yang disebabkan
karena tidak memiliki enzim yang dpt
mengisomerisasi galaktosa menjadi glukosa,
sehingga tidak dapat mencerna susu.

32. OH O o
OH
OH
CH2OH
*
H O H
OH
OH
OH
CH2OH
*
1'
4


Ikatan -1',4 glikosidik
4-O-(D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa
(Laktosa)
H
H
O
HO
OH
HOH2C
O
O
HO
OH
OH
HOH2C
H
1'
4
(
OH
H
Struktur Laktosa

33. SUKROSA
 Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat
pada tumbuhan fotosintetik yang berfungsi
sebagai sumber energi. Misal : pada tebu, bit
gula
 Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada kedua
unit monosakarida terlibat dalam ikatan
glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1
pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa,
sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.

34. OH O
OH
OH
CH2OH
* 1'
konfigurasi 
D-glukopiranosil-D-fruktofuranosida
(Sukrosa)
H
H
O
HO
OH
HOH2C
CH2OH
H
CH2OH
O
1'
2
HO
O
OH
OH
CH2OH
CH2OH
O
O

()
H
OH
OH
H
2
Struktur Sukrosa

35. POLISAKARIDA
 Karbohidrat yang mengandung banyak
monosakarida dan mempunyai berat
molekul yang besar
 Hidrolisis polisakarida secara sempurna
akan menghasilkan satu jenis
monosakarida
 Unit monosakarida dapat dihubungkan
secara linier atau dapat bercabang
 Jenis Polisakarida : Pati dan Glikogen

36. PATI
 Polisakarida yang tersimpan dalam
tumbuhan.
 Merupakan komponen utama pada biji-
bijian, kentang, jagung dan beras
 Tersusun atas unit D-glukosa yang
dihubungkan oleh ikatan 1,4--glikosidik
 Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan
1,6--glikosidik

37. JENIS PATI
 AMILOSA : 20 % bagian pati, tersusun atas 50
– 300 unit glukosa melalui ikatan 1,4 glikosidik
 Amilosa larut di dalam air
 AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati, tersusun
atas 300 – 5.000 unit glukosa melalui ikatan 1,4
glikosidik dan 1,6.
 Setiap 25-50 unit glukosa dihubungkan oleh
ikatan 1,4 . Rantai-rantai tesebut dihubungkan
dengan ikatan 1,6 sehingga menghasilkan
struktur yang bercabang
 Karena strukturnya bercabang sehingga sangat
besar, maka dari itu amilopektin tidak larut
dalam air

38. GLIKOGEN
 Karbohidrat penyimpan energi yang tersimpan
dalam hewan
 Mr Glikogen > pati
 Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa
 Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan
1,6 glikosidik
 Tidak larut dalam air
 Larut dalam pelarut organik non polar : eter,
kloroform, heksana.

39. POLISAKARIDA LAIN
 Selulosa : polimer tidak bercabang dari
glukosa melalui ikatan 1,4--glikosidik
 Kitin : polisakarida yang mengandung
nitrogen, membentuk cangkang krustasea
dan kerangka luar serangga
 Pektin : polimer linier dari D-galakturonat
melalui ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat
pada buah-buahan dan buni-bunian

40. SEKIAN