Kohlenhydrate I

Arbeitsaufträge:
1. Notiere die Beobachtungen und erkläre sie.
2. Formuliere entsprechende Reaktionsgleichungen.

Unbestritten und auch naturwissenschaftlich korrekt ist hingegen die Aussage „Kohlenhydrate sind Zucker". Oft werden sie auch als Saccharide bezeichnet. Die Saccharide lassen sich nach ihrem Aufbau einteilen in Mono-, Di- und Polysaccharide.

Monosaccharide (Einfachzucker) sind Moleküle, die aus einer einzigen Zuckereinheit bestehen. Das bekannteste Monosaccharid ist die Glucose, der Traubenzucker. Glucose hat die Summenformel C₆H₁₂O₆ und ist ein chirales Molekül mit mehreren Chiralitätszentren. Das Molekül ist so aufgebaut, dass es in der offenen Form sechs Kohlenstoffatome in einer Kette aufweist. Ein endständiges Kohlenstoffatom trägt eine Aldehydfunktion (CHO), die anderen jeweils eine Alkoholfunktion (OH).

In einer intramolekularen Reaktion - einer Reaktion, die das Molekül mit sich selbst durchführt - bildet sich die geschlossene Form, ein Sechsring. Dieser Ring ist nicht planar, sondern seine Struktur lässt sich vergleichen mit der eines Cyclohexanringes. Die beiden Formen der Glucose stehen miteinander in einem dynamischen Gleichgewicht.

In der geschlossenen Form existieren zwei natürliche Enantiomere, die a-D-Glucose und die b-D-Glucose. Sie unterscheiden sich einzig in der Stellung einer OH-Funktion am Ring. Diese entscheidet bei der Benennung über a- bzw. b- Glucose. Die Bezeichnung a(D)- resp. b(D)-Glucose weist auf den Drehsinn des polarisierten Lichtes der chiralen Probe hin.

Neben diesen beiden Enantiomeren sind noch weitere denkbar, da ja mehrere Chiralitätszentren im Molekül vorhanden sind. Aus historischen Gründen werden die anderen Enantiomere der Glucose allerdings noch heute mit Trivialnamen bezeichnet.

Für einen Organismus ist die Glucose das wichtigste Monosaccharid. Sie wird durch die Nahrung aufgenommen und dient dem Organismus als Energiequelle. Im Blut eines gesunden, erwachsenen Menschen zirkuliert stets ca. 1 g Glucose pro Liter Blut. Diese sich im Blut befindende Glucose wird als Blutzucker bezeichnet. Der Blutzucker dient der kurzfristigen Energieversorgung der Zellen.
Der Blutzuckerspiegel eines Menschen schwankt stetig. Er steigt stark an nach der geballten Aufnahme von Süßigkeiten, fällt aber relativ schnell wieder auf den normalen Wert ab. Bei Zuckerkrankheit ist der Blutzuckerspiegel stets enorm erhöht, was zu hohem Blutdruck und schließlich Herzinsuffizienz führen kann. Meist ist diese Krankheit, die Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus) verknüpft mit einer mangelhaften Produktion von Insulin.