خواص السكريات الاحادية

السكريات هي مركبات عضوية تصنف ضمن عائلة الفحوم الهيدروجينية وتتشكل من النشويات أو الغلوسيدات أو الكربوهيدرات، وتطلق عليها مجازا السكريات، وتستخدم في الطعام والشراب للتحلية بسبب طعمها الحلو، والسكر الذي نستخدمه في حياتنا اليومية هو السكروز، وهو مركب سكري ثنائي يتشكل من ترابط سكرين أوليين هما الجلوكوز والفركتوز، وغالبا ما يكون ذو بنية بلورية صلبة، ويستخرج من قصب السكر أو البنجر. وتشكل الجلوكوز المصدر الرئيسي للطاقة في أجسامنا، ويوجد بكثرة في الفاكهة وخاصة العنب.

ما هي السكريات الأحادية

تتكون السكريات الأحادية من مجموعة من المركبات الكيميائية العضوية التي تصنف تحت السكريات. يتكون السكر الأحادي من سلسلة هيكلية تحتوي على ثلاث ذرات كربون على الأقل، بالإضافة إلى مجموعة كربونيل ومجموعات هيدروكسيل.

2- السكريات الأحادية هي مكون أساسي في المركبات السكرية، وتسمى أحادية أو أولية بسبب ارتباط هذه المجموعة الأحادية مع بعضها لتشكيل 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

السكريات الأحادية هي أبسط أنواع السكريات، ولا يمكن تفكيكها بتفاعل التحلل المائي إلى سكريات أبسط منها، وتشمل بعض الأمثلة عليها

1- الجلوكوز هو أبسط نوع من المواد الكربوهيدراتية ويعرف أيضا بسكر الدم، ويمكن الحصول عليه إما من السكر الطبيعي الموجود في الطعام والشراب، أو يتم توفيره في الجسم من خلال هضم الكربوهيدرات المركبة مثل النشويات الموجودة في البطاطس والأرز والمعكرونة.

يعتبر الفركتوز الذي يتواجد في الفواكه والعسل من بين أكثر السكريات والنشويات حلاوةً من حيث الطعم.

الجلاكتوز هو سكر أحادي ذو قليل من الحلاوة بالمقارنة مع الجلوكوز والفركتوز، ويتواجد في منتجات الحليب والبنجر السكري.

المانوز هو سكر ألدهيدي يحتوي على مجموعة من الألدهيدات، وهو يوجد في زلال البيض.

 خواص السكريات

1 – السكريات الأحادية تتألف من جزيء واحد فقط، ويحتوي كل جزيء على 3 إلى 7 ذرات كربون. يتم تصنيف السكريات الأحادية استنادا إلى عدد ذرات الكربون في كل جزء ونوع المجموعة الوظيفية في الجزيء.

يُعَدُّ الجلوكوز والفركتوز مثالًا على ذلك؛ إذ أن لديهما نفس الصيغة الجزيئية، مما يعني أنهما يحتويان على نفس عدد ذرات الكربون، ولكن المجموعة الوظيفية في الجلوكوز تتكون من الألديهيد، في حين تتكون في الفركتوز من الكيتون. وفي الريبوز، يكون الفرق في عدد ذرات الكربون .

3- جميع السكريات الأحادية تكون على شكل سلسلة، وذلك يعني أن جميع ذرات الكربون في السلسلة، باستثناء واحدة فقط، مرتبطة بمجموعة هيدروكسيل (-OH)، والذرة الأخيرة مرتبطة بمجموعة الكربونيل.

تتكون السكريات الأحادية من عدد من ذرات الكربون يساوي خمس ذرات أو أكثر، وغالبًا ما تكون على شكل حلقات، بالإضافة إلى أنها تأخذ شكلًا خطيًا .

يتكون الجلوكوز من رابطة تساهمية تحتوي على الألديهيد في ذرة الكربون الأولى والهيدروكسيل المرتبطة بذرة الكربون الخامسة. ويأتي الجلوكوز في صورتين هما الفا والبيتا.

6- يكون للجلوكوز أيضا طبيعتين في المحاليل المائية فقط، والاختلاف يكمن في موقع إحدى مجموعات الهيدروكسيل.

7- تركيب السكريات في شكل حلقي، وهناك بعض الأشخاص يعتبرون السكريات كألدهيدات أو كيتونات تحتوي على العديد من مجموعات الهيدروكسيل. وذلك يعود إلى أن السكريات تعطي نتائج اختبارات مميزة للألدهيدات والكيتونات الحرة. ولكن هناك من اقترح وجود تركيب حلقي للسكريات عن طريق تشكيل هيمي أسيتال أو هيمي كيتا.

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.

تتفاعل السكريات الأحادية مع حامض النتريك عند درجة الصفر المئوية، مما يؤدي إلى تكوين خماسي نترات الكلوكوز.

تتكون استرات حامض الفوسفوريك، وهي مركبات ذات أهمية حيوية، من تفاعل السكريات الأحادية مع حامض الفوسفوريك، وتحرر هذه المركبات عند تفكك الأحماض النووية بتأثير بعض الأنزيمات، وتعتبر مركبات ضرورية لبدء أيض المركبات السكرية.

يتم إنتاج ذرة كربون إضافية وغير منتظمة عندما يتفاعل الكربوهيدرات الأحادية الألدوزية مع حامض الهيدروسيانيد، وذلك بفضل مجموعة الألديهيد، مما يتيح الفرصة لتكوين مركبين سكريين مختلفين.

تعتبر مركبات السيانوهيدرين التي تنتج من تفاعل السكريات الأحادية الألدوزية البسيطة مركبات غير سامة، وبالتالي فهي تحظى بفوائد طبية كبيرة 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).