कार्बोहाइड्रेट्स

• सामान्य सूत्र: कार्बोहाइड्रेट्स का सामान्य सूत्र है $C_z(H_2 O)_y$।

कार्बोहाइड्रेट्स का वर्गीकरण

(क) भौतिक लक्षणों के आधार पर:

• शर्करा

• गैर-शर्करा

(ख) जलअपघटन के आधार पर:

• मोनोसैकेराइड्स

• ओलिगोसैकेराइड्स

• डाइसैकेराइड्स: $C_{12}H_{22}O_{11}$

उदाहरण: सुक्रोज: $C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow[\text {या } H^+]{\text {इन्वर्टेज}} C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6$

• ट्राइसैकेराइड्स: रैफिनोज $C_{18}H_{32}O_{16}$

उदाहरण: $C_{18}H_{32}O_{16} + 2H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6$

• पॉलिसैकेराइड्स

[C₆H₁₀O₅]_n + nH₂O $\rightarrow$ nC₆H₁₂O₆

(ग) अभिकर्मकों के साथ परीक्षण के आधार पर (जैसे बेनेडिक्ट का विलयन, टॉलेन का अभिकर्मक और फेहलिंग का विलयन):

एल्डोल्स का वर्गीकरण

एपिमर

एपिमर अनिवार्यतः डायस्टीरियोमर होते हैं जिनमें कई काइरल केंद्र होते हैं, परंतु वे केवल एक काइरल केंद्र पर कॉन्फ़िगरेशन में पूर्णतः भिन्न होते हैं।

अनोमर

चक्रीय मोनोसैकेराइड या ग्लाइकोसाइड जो एपिमर हैं और यदि वे एल्डोस हैं तो C-1 की कॉन्फ़िगरेशन में या यदि वे कीटोस हैं तो C-2 की कॉन्फ़िगरेशन में एक-दूसरे से भिन्न होते हैं, उन्हें अनोमर कहा जाता है। ऐसे यौगिकों में एपिमरिक कार्बन को अनोमरिक कार्बन या अनोमरिक केंद्र कहा जाता है।

म्यूटारोटेशन

म्यूटारोटेशन कार्बोहाइड्रेट रसायन में प्रयुक्त एक सामान्य शब्द है जो किसी काइरल यौगिक के विशिष्ट घूर्णन में एपिमराइज़ेशन के कारण होने वाले परिवर्तन को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, मोनोसैकेराइड D-ग्लूकोस दो चक्रीय रूपों में पाया जा सकता है, α-D-ग्लूकोस ([α]D25 = +112) और β-D-ग्लूकोस ([α]D25 = +18.7), जो एपिमर हैं और शुद्ध यौगिकों के रूप में उपलब्ध हैं।

खुली श्रृंखला संरचनाएँ (फिशर प्रक्षेपण):

D प्रतीक C-5 -OH समूह की तुलनात्मक विन्यास को दर्शाता है जिसे D-ग्लिसराल्डिहाइड के सापेक्ष रखा गया है, जिससे ये तैयार किए जाते हैं। यहाँ, (+) और (–) प्रकाशिक घूर्णन को दर्शाते हैं। प्राकृतिक रूप से, D-ग्लूकोज (+) या दक्षिणावर्ती होता है लेकिन D-फ्रक्टोज (–) या वामावर्ती होता है।

नोट: विन्यास D और L का प्रकाशिक घूर्णन की दिशा से, अर्थात् (+) या (–) से, कोई संबंध नहीं है।

ग्लूकोज की चक्रीय संरचनाएँ:

• -CHO का C-5 -OH समूह के साथ अभिक्रिया दो ऐनोमेरिक ग्लूकोज उत्पन्न करती है: ऐसी स्थिति में, छह-सदस्यीय वलय, पाइरानोज, बनता है।

• ग्लूकोज और फ्रक्टोज का हावर्थ चित्रण नीचे दिया गया है:

• ग्लूकोपाइरानोज की कुर्सी संरूपण नीचे दी गई है:

ग्लूकोज की रासायनिक अभिक्रियाएँ:

(1) नाइट्रिक अम्ल और ब्रोमीन जल का उपयोग करके ग्लूकोज का ऑक्सीकरण:

(2) ग्लूकोज की फेनिलहाइड्राज़ीन के साथ अभिक्रिया:

ग्लूकोज़ का प्रवाह चार्ट:

डाइसैकेराइड्स:

पॉलीसैकेराइड्स:

न्यूक्लियोटाइड बेस

अमीनो एसिड

α-अमीनो एसिड्स: कार्बोक्सिलिक एसिड्स जिनमें अल्किल समूह के एक α-हाइड्रोजन परमाणुओं को अमीनो $(–NH_2)$ समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, α-अमीनो एसिड्स कहलाते हैं।

प्रोटीन का विकृतीकरण

जैविक तंत्र में पाया जाने वाला प्रोटीन जिसका अद्वितीय त्रि-आयामी संरचना और जैविक क्रियाशीलता होती है, उसे मूल प्रोटीन कहा जाता है। जब मूल रूप में प्रोटीन को तापमान में परिवर्तन जैसी भौतिक परिवर्तन या pH में परिवर्तन जैसी रासायनिक परिवर्तन के अधीन किया जाता है, तो हाइड्रोजन बंध विचलित हो जाते हैं। इसके कारण, गोलिकाएं खुल जाती हैं और हेलिक्स अनमुड़ जाता है और प्रोटीन अपनी जैविक क्रियाशीलता खो देता है। इसे प्रोटीन का विकृतिकरण कहा जाता है। विकृतिकरण के दौरान द्वितीयक और तृतीयक संरचनाएं नष्ट हो जाती हैं लेकिन प्राथमिक संरचना अक्षुण्ण रहती है।

उबालने पर अंडे की सफेदी का जमना विकृतिकरण का एक सामान्य उदाहरण है। एक अन्य उदाहरण दूध का दही बनना है जो दूध में उपस्थित जीवाणुओं द्वारा लैक्टिक अम्ल के निर्माण के कारण होता है।

α-अमीनो अम्लों की संरचना: समान या विभिन्न अमीनो अम्लों के दो अणुओं के बीच की प्रतिक्रिया, एक अणु के अमीनो समूह के साथ दूसरे अणु के कार्बोक्सिल समूह के संयोजन के माध्यम से आगे बढ़ती है। इसके परिणामस्वरूप एक जल अणु का विलोपन होता है और एक पेप्टाइड बंध –CO–NH– का निर्माण होता है। प्रतिक्रिया का उत्पाद एक डाइपेप्टाइड कहलाता है क्योंकि यह दो अमीनो अम्लों से बना होता है।

फॉस्फोडाइएस्टर बंध

ज़्विटर आयन

एमिनो अम्ल जिनमें एक कार्बोक्सिलिक समूह और एक एमिनो समूह होता है, वे उदासीन अणु की तरह व्यवहार करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि जलीय विलयन में अम्लीय कार्बोक्सिलिक समूह और क्षारीय एमिनो समूह अंतःअणु रूप से एक-दूसरे को उदासीन करते हैं और एक आंतरिक लवण संरचना बनाते हैं जिसे ज़्विटर आयन या द्विध्रुवीय आयन कहा जाता है। ज़्विटर आयन में कार्बोनिल समूह धनात्मक आवेशित होता है और एमिनो समूह ऋणात्मक आवेशित होता है।

हालांकि, उदासीन ज़्विटर आयन (द्विध्रुवीय आयन) अम्लीय विलयन में धनायन में बदल जाता है और क्षारीय माध्यम में ऋणायन के रूप में विद्यमान रहता है। इस प्रकार एमिनो अम्ल उभयधर्मी (ऐम्फोटेरिक) लक्षण दिखाते हैं।

इसलिए, जब विलयन उदासीन या pH-7 होता है तो एमिनो अम्ल ज़्विटर आयन के रूप में विद्यमान रहता है। वह pH जिस पर एमिनो अम्ल की संरचना पर कोई निवल आवेश नहीं होता है, उसे इसका आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु कहा जाता है।

विटामिन

न्यूक्लिक अम्ल

जीवित कोशिका का केंद्रक इस वंशानुगत लक्षणों के स्थानांतरण के लिए उत्तरदायी होता है, जिसे वंशागति भी कहा जाता है। कोशिका के केंद्रक में उपस्थित वे कण जो वंशागति के लिए उत्तरदायी होते हैं, गुणसूत्र कहलाते हैं जो प्रोटीनों और न्यूक्लिक अम्ल नामक एक अन्य प्रकार के जैव अणुओं से बने होते हैं। ये मुख्यतः दो प्रकार के होते हैं, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक अम्ल (DNA) और राइबोन्यूक्लिक अम्ल (RNA)। चूँकि न्यूक्लिक अम्ल न्यूक्लियोटाइड्स के लंबे श्रृंखला बहुलक होते हैं, इसलिए इन्हें बहु-न्यूक्लियोटाइड भी कहा जाता है।