Advertisement

Struktur Cincin Molekul Monosakarida, Sejauh ini molekul monosakarida dinyatakan dalam rumus bangun rantai lurus, tetapi cara penyajian demikian tidak selalu konsisten dengan beberapa sifat yang telah diamati pada monosakarida ini. Dalam larutan dengan air, misalnya, banyak monosakarida bereaksi seolah-olah memiliki satu lagi atom karbon asimetrik selain yang ditunjukkan oleh rumus bangun rantai lurus. J ika sebuah atom karbon dianggap tiga dimensi, keempat ikatan valensinya menunjuk pada empat sudut tetrahedron beraturan, ini berarti bahwa atom karbon pada sepanjang molekul monosakarida bergabung satu sama lain dengan sudut ±109°, bukan 180° seperti pada rantai lurus. Akibat sudut ikatan ini pada molekul monosakarida kedua ujung rantai karbon dapat saling bertemu. Suatu sifat yang khas gugus karbonil ialah bahwa is mampu bereaksi dengan gugus hidroksil suatu alkohol dan menghasilkan semacam senyawa yang disebut hemiasetal. Suatu hemiasetal dapat terbentuk dalam molekul monosakarida jika gugus karbonil pada satu ujung rantainya terletak pada posisi yang memungkinkannya bereaksi dengan salah satu gugus hidroksil pada ujung lain. Reaksi ini menghasilkan sebuah molekul berbentuk cincin dengan sebuah jembatan oksigen (—O—) yang menghubungkan dua atom karbon pembentuk hemiasetal itu. Lazimnya molekul cincin ini berupa cincin beranggota lima (dengan empat atom karbon dan sebuah jembatan oksigen) atau cincin beranggota enam (dengan lima atom karbon dan sebuah jembatan oksigen). Masing-masing struktur cincin tadi disebut cincin furanosa dan cincin piranosa. Pada D-glukosa, misalnya, pe-nyempurnaan cincin antara C-1 dan atom oksigen dari gugus —OH pada C-5 menghasilkan cincin piranosa beranggota enam. Hubungan ruang yang sebenarnya dari molekul cincin monosakarida lebih cocok di kan menurut cara yang diusulkan oleh seorang kimiawan Inggris, Haworth. Pada rumus Haworth cincin beranggota enam dinyatakan dalam sebuah cincin segi enam pada bidang yang diproyeksikan tegaklurus pada bidang kertas tempat rumus itu ditulis, pertengahan depan segi enam itu terletak lebih de’kat pada pembaca dan dinyatakan dengan garis lebih tebal. Rumus Haworth untuk cincin beranggota enam dan cincin beranggota lima dari D-glukosa tertera pada   13.2, akan tetapi susunan Haworth yang akan diuraikan terbatas pada cincin beranggota enam saja. Atom karbon dimomori menurut arah jarum jam dari ujung kanan segi enam, sehingga C-2 dan C-3 berada di depan kertas dan C-5 serta jembatan oksigen berada di belakangnya. Gugus —H dan —OH yang dituliskan di sebelah kiri atom karbon asimetrik pada rumus rantai lurus dinyatakan sebagai proyeksinya di sebelah atas bidang cincin dan gugus yang berhubungan dengannya pada sebelah kanan diproyeksikan di sebelah bawah bidang itu. Namun, cara ini memiliki kelemahan yaitu mengenai letak relatif gugus —H pada C-5 yang pada rumus Haworth tampak berada di bawah, bukan di atas bidang cincin. Keganjilan itu disebabkan oleh putaran yang terjadi jika C-5 berbentuk hemiasetal dalam. Ketika terbentuk struktur cincin dari molekul rantai lurus, C-5 harus berputar sehingga atom oksigen gugus — OH pada atom karbon ini terangkat ke atas ke bidang tempat lima buah atom karbon yang pertama. Akibatnya, gugus —H yang terletak pada C-5 berpindah ke bawah ke bagian lain dari rantai, sebab atom karbon ini telah berputar dengan sudut lebih dari 90°. Karena gugus —OH pada C-5, yang menentukan apakah sebuah molekul termasuk seri D atau seri L, terlibat pada pembentukan jembatan oksigen pada cincin piranosa, maka konfigurasi D-glukopiranosa (nama yang diberikan kepada bentuk piranosa D-glukosa) dapat dikenali dari letak gugus —CH2OH pada C-6 yang tidak masuk ke dalam cincin. Jika gugus —CH2OH dituliskan di atas bidang cincin, senyawa itu adalah D-glukosa, dan jika dituliskan di bawahnya adalah L-glukosa. Penggunaan gugus ujung untuk membedakan antara konfigurasi D dan L dari bentuk piranosa aldoheksosa dapat berlaku, sebab gugus ini terikat pada atom karbon yang sama (yaitu C-5) yang menjadi pembeda pada kedua konfigurasi rumus bangun rantai lurus.

Dari rumus Haworth untuk D-glukosa yang tampak pada   13.2 patut dicatat bahwa pembentukan struktur cincin itu menciptakan sebuah pusat asimetri baru pada C-1, sebab atom C ini sekarang memiliki empat gugus berbeda menempel padanya. Ini berarti bahwa ada dua kemungkinan bentuk D-glukopiranosa, satu dengan gugus —OH pada C-1 berada di bawah cincin dan yang satu lagi di atas cincin. Kedua isomer itu disebut bentuk a dan p, dengan demikian deskripsi lengkap kedua bentuk D-glukopiranosa ialah a-D-glukopiranosa dan P-D-glukopiranosa. Perbedaan antara bentuk a dan dari monosakarida sangat penting artinya dalam dunia biologi, sebab kedua bentuk ini sering membentuk derivat yang memiliki sifat sangat berbeda. Misalnya, pati adalah bahan tersimpan yang berasal dari bentuk a-D-glukopiranosa, sedangkan selulosa adalah bahan struktur yang berasal dari bentuk senyawa yang sama.

Advertisement

 

Advertisement