第13章糖类4学时.ppt

第第13章糖类章糖类4学时学时现在学习的是第1页，共65页本章学习要求本章学习要求1.了解糖的来源和糖的分类；了解糖的来源和糖的分类；2.掌握单糖、二糖及多糖的结构和性质，掌握单糖、二糖及多糖的结构和性质，3.掌握单糖的开链式、氧环式和掌握单糖的开链式、氧环式和Haworth式的画法式的画法.现在学习的是第2页，共65页糖的存在、组成与通式糖的存在、组成与通式糖类化合物又称碳水化合物，在自然界分布最糖类化合物又称碳水化合物，在自然界分布最广广;维持生命活动（贮能与其他功能）维持生命活动（贮能与其他功能）.xCO2+yH2O叶叶绿绿素素光光Cx(H2O)y+xO2通式通式:CmH2nOn=Cm(H2O)n现在学习的是第3页，共65页C、H、O组成，通式组成，通式Cm(H2O)n，不符合碳水比例的糖：不符合碳水比例的糖：鼠李糖鼠李糖 C5H12O5（甲基糖）；脱氧核糖（甲基糖）；脱氧核糖 C5H10O4 符合碳水比例的非糖：符合碳水比例的非糖：甲醛甲醛(CH2O)、乙酸、乙酸(C2H4O2)、乳酸、乳酸(C3H6O3)现在学习的是第4页，共65页糖糖：多羟基醛、酮及其缩合物多羟基醛、酮及其缩合物根据其结构和性质分为三类根据其结构和性质分为三类:单糖单糖：不能再水解的多羟基醛、酮及其衍生物不能再水解的多羟基醛、酮及其衍生物 monosaccharide低聚糖低聚糖：水解生成水解生成2-10分子单糖分子单糖 oligosaccharide多糖多糖：淀粉、纤维素等淀粉、纤维素等 polysaccharide 现在学习的是第5页，共65页第一节第一节 单单 糖糖 (monosaccharide)按官能团分按官能团分:醛糖、酮糖醛糖、酮糖按碳原子数分按碳原子数分:丙糖、丁糖、戊糖、己糖等丙糖、丁糖、戊糖、己糖等现在学习的是第6页，共65页 如：如：丁醛糖丁醛糖 2个个C*4个旋光异构体个旋光异构体 戊醛糖戊醛糖 3个个C*8个旋光异构体个旋光异构体 己醛糖己醛糖 4个个C*16个旋光异构体个旋光异构体除丙酮糖外都有手性碳原子除丙酮糖外都有手性碳原子一、单糖的构型一、单糖的构型现在学习的是第7页，共65页D 型型 L 型型糖分子的构型一般采用相对构型表示法：糖分子的构型一般采用相对构型表示法：D/L现在学习的是第8页，共65页编号最大编号最大（距羰基最远距羰基最远）的手性碳原子决定的手性碳原子决定 糖糖分子的构型。分子的构型。D-(+)-葡萄糖葡萄糖D-Glucose123456己醛糖己醛糖现在学习的是第9页，共65页最末端的手性碳决定糖分子的构型最末端的手性碳决定糖分子的构型最末端的手性碳决定糖分子的构型最末端的手性碳决定糖分子的构型现在学习的是第10页，共65页例：丁醛糖例：丁醛糖D-赤藓糖赤藓糖L-赤藓糖赤藓糖D-苏阿糖苏阿糖L-苏阿糖苏阿糖D/L构型的判断依据是倒数第一个构型的判断依据是倒数第一个C*上羟基的构型上羟基的构型现在学习的是第11页，共65页A与与B仅仅C2构型不同为构型不同为C2差向异构体差向异构体A与与C仅仅C4构型不同为构型不同为C4差向异构体差向异构体B与与C不属于差向异构体不属于差向异构体D-半乳糖半乳糖D-葡萄糖葡萄糖D-甘露糖甘露糖自然界中一般存在的单糖是自然界中一般存在的单糖是D-系列。如：系列。如：现在学习的是第12页，共65页 简写糖分子简写糖分子连接氢的短横省略，连接氢的短横省略，-OH用短横表示；用短横表示；以以 代表代表醛基醛基，以，以 代表代表羟甲基羟甲基。现在学习的是第13页，共65页 D-葡萄糖葡萄糖从从乙醇乙醇结晶结晶结晶葡萄糖结晶葡萄糖溶于水溶于水 =+113从从吡啶吡啶结晶结晶结晶葡萄糖结晶葡萄糖溶于水溶于水 =+19D-葡萄糖溶液（平衡）葡萄糖溶液（平衡）=+52二、单糖的环状结构二、单糖的环状结构1.变旋现象（变旋现象（mutarotation）逐渐改变，最后达到一个定值的现象，称变旋现象。逐渐改变，最后达到一个定值的现象，称变旋现象。为什么会产生变旋现象？开链式结构无法解释。为什么会产生变旋现象？开链式结构无法解释。现在学习的是第14页，共65页 下列实验事实葡萄糖的链状结构也不能解释下列实验事实葡萄糖的链状结构也不能解释:(1)葡萄糖在与亲核试剂的反应中，不与亚硫葡萄糖在与亲核试剂的反应中，不与亚硫酸氢钠加成；酸氢钠加成；(2)葡萄糖只与一分子醇发生缩醛反应。葡萄糖只与一分子醇发生缩醛反应。现在学习的是第15页，共65页糖发生分子内加成，生成环状半缩醛糖发生分子内加成，生成环状半缩醛1 12 23 34 45 56 6现在学习的是第16页，共65页羰基碳原子变成羰基碳原子变成手性碳原子手性碳原子 63%0.1%37%=+19 =+113 =+52现在学习的是第17页，共65页定义定义a a型型：新形成半缩醛羟基与决定构型的新形成半缩醛羟基与决定构型的-OH-OH在环的在环的同侧同侧b b型型：新形成半缩醛羟基与决定构型的新形成半缩醛羟基与决定构型的-OH-OH在环的在环的异侧异侧异头物（差向异构体）异头物（差向异构体）同一单糖有两种环状的非对映异构体，它们的差别在同一单糖有两种环状的非对映异构体，它们的差别在于链端一个不对称碳原子的构型不同，这两种非对映异于链端一个不对称碳原子的构型不同，这两种非对映异构体互称为异头物，也称为构体互称为异头物，也称为C1差向异构体差向异构体(epimer)。现在学习的是第18页，共65页A称称-D-葡萄糖葡萄糖，B称称-D-葡萄糖，葡萄糖，A与与B为异头物或为异头物或C1-差向异构体差向异构体(非对映体非对映体)。BAOHHOOH现在学习的是第19页，共65页2.透视式哈沃斯式透视式哈沃斯式(Haworth)哈沃斯式的写法哈沃斯式的写法 1）氧桥上的氧原子一般位于环的右后方；）氧桥上的氧原子一般位于环的右后方；2）碳原子按顺时针方向排列；）碳原子按顺时针方向排列；3）末端）末端-CH2OH,D-系列单糖写在环左上方；系列单糖写在环左上方；4）其他基团）其他基团:氧环式右侧基团写在环下方，氧环式右侧基团写在环下方，氧环式左侧基团写在环上方。氧环式左侧基团写在环上方。现在学习的是第20页，共65页将碳链向右放成水平，使原基团处于将碳链向右放成水平，使原基团处于左上右下左上右下的位置；的位置；将碳链水平位置弯成六边形状将碳链水平位置弯成六边形状;现在学习的是第21页，共65页以以C4-C5为轴旋转为轴旋转120使使C5上的羟基与醛基接近，然后成环上的羟基与醛基接近，然后成环.-型型型型 -型型型型 现在学习的是第22页，共65页标准标准Haworth式：式：氧桥在右上角；氧桥在右上角；环顺时针编号。环顺时针编号。（左上右下左上右下）现在学习的是第23页，共65页环顺时针编号环顺时针编号1 12 23 34 45 56 62 23 34 45 5现在学习的是第24页，共65页D-核糖核糖 -D-核糖核糖-D-核糖核糖1 12 23 34 45 5现在学习的是第25页，共65页 呋喃型呋喃型 吡喃型吡喃型 (五元环五元环)(六元环六元环)-D-呋喃果糖呋喃果糖 -D-吡喃果糖吡喃果糖现在学习的是第26页，共65页-D-葡萄糖的对映体写法葡萄糖的对映体写法(-L-葡萄糖葡萄糖)现在学习的是第27页，共65页写出下列化合物的写出下列化合物的Haworth式式：1.-L-吡喃葡萄糖；吡喃葡萄糖；2.-D-呋喃核糖呋喃核糖3.-D-吡喃果糖吡喃果糖现在学习的是第28页，共65页1.-L-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖2.-D-呋喃核糖呋喃核糖3.-D-吡喃果糖吡喃果糖现在学习的是第29页，共65页含末端含末端CH2OH的哈沃斯式的构型判断的哈沃斯式的构型判断前提：前提：顺环顺时针编号顺环顺时针编号1.末端末端CH2OH处于环上方处于环上方 D 环下方环下方 L2.OH半半与末端与末端CH2OH异侧异侧 a 同侧同侧 OH半半的识别：的识别：与成环氧原子直接相连的与成环氧原子直接相连的C上的上的OH -L-L现在学习的是第30页，共65页不含末端不含末端CH2OH的哈沃斯式的构型判断的哈沃斯式的构型判断前提：前提：顺环顺时针编号顺环顺时针编号1.OH决决处于环下方处于环下方 D 环上方环上方 L2.OH半半与与OH决决 同侧同侧 a 异侧异侧 -D-现在学习的是第31页，共65页不规范的不规范的哈沃斯式的构型判断哈沃斯式的构型判断1.确定确定OH半半2.将环正确编号：醛糖：将环正确编号：醛糖：OH半半 C1 酮糖：酮糖：OH半半 C2 若编号顺时针，则旋转规位若编号顺时针，则旋转规位;若编号逆时针，则翻转规位。若编号逆时针，则翻转规位。现在学习的是第32页，共65页 3.糖的构象式糖的构象式aeeee(37%)eeeee(63%)-D-吡喃吡喃葡萄糖葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖现在学习的是第33页，共65页课堂讨论课堂讨论:-D-葡萄糖葡萄糖 与与 -L-葡萄糖葡萄糖 是对映体吗是对映体吗?与与 -D-葡萄糖葡萄糖 是什么关系是什么关系?与与 -L-葡萄糖葡萄糖 是什么关系是什么关系?答答:1.是是 2.C1-差向异构体差向异构体 3.非对映体非对映体现在学习的是第34页，共65页三、单糖的物理性质三、单糖的物理性质1.显色反应显色反应2.异构化作用异构化作用3.氧化反应氧化反应 4.还原还原 5.成脎反应成脎反应甜味，无色晶体，易溶于水。甜味，无色晶体，易溶于水。四、单糖的化学性质四、单糖的化学性质现在学习的是第35页，共65页1.显色反应（显色反应（color-reaction）莫利施反应：莫利施反应：定性鉴别糖类物质定性鉴别糖类物质糖类糖类a萘酚萘酚紫色物质紫色物质浓浓H2SO4西列瓦诺夫反应（间苯二酚反应）：西列瓦诺夫反应（间苯二酚反应）：区别醛糖和酮糖区别醛糖和酮糖酮糖间苯二酚酮糖间苯二酚/浓浓HCl2min内生成内生成红色物质红色物质现在学习的是第36页，共65页2.异构化作用异构化作用 D-D-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 D-D-甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖D-D-果糖果糖果糖果糖烯二醇烯二醇现在学习的是第37页，共65页3.氧化反应氧化反应（1）碱性氧化）碱性氧化 斐林试剂斐林试剂或吐伦试剂或吐伦试剂Cu2O或或Ag+氧化产物氧化产物D-葡糖葡糖,D-果糖果糖（2）酸性氧化）酸性氧化现在学习的是第38页，共65页无无鉴别醛糖和酮糖鉴别醛糖和酮糖现在学习的是第39页，共65页醛酸酶醛酸酶现在学习的是第40页，共65页4.还原反应还原反应醛糖加氢产生一种物质；酮糖加氢一对异头物。醛糖加氢产生一种物质；酮糖加氢一对异头物。现在学习的是第41页，共65页5.成脎（成脎（osazone）反应）反应脎脎D-葡萄糖葡萄糖 D-果糖果糖 D-甘露糖甘露糖现在学习的是第42页，共65页脎：脎：脎：脎：含两个相邻腙基的一类碱性化合物含两个相邻腙基的一类碱性化合物含两个相邻腙基的一类碱性化合物含两个相邻腙基的一类碱性化合物 反应特点反应特点反应特点反应特点:（1 1）反应发生在）反应发生在）反应发生在）反应发生在C1C1、C2C2上，与其他部分无关，上，与其他部分无关，上，与其他部分无关，上，与其他部分无关，C1C1、C2C2差向异构体反应得到相同的糖脎；差向异构体反应得到相同的糖脎；差向异构体反应得到相同的糖脎；差向异构体反应得到相同的糖脎；（2 2）反应需要过量肼；）反应需要过量肼；）反应需要过量肼；）反应需要过量肼；（3 3）a-a-羟基醛、酮都能发生成脎反应。羟基醛、酮都能发生成脎反应。羟基醛、酮都能发生成脎反应。羟基醛、酮都能发生成脎反应。现在学习的是第43页，共65页四、单糖及其衍生物四、单糖及其衍生物 1.1.糖苷糖苷糖苷糖苷（1 1）氧糖苷）氧糖苷）氧糖苷）氧糖苷-D-葡萄糖葡萄糖 甲基甲基-D-葡萄糖苷葡萄糖苷-糖苷糖苷现在学习的是第44页，共65页 -D-葡萄糖葡萄糖 甲基甲基-D-葡萄糖苷葡萄糖苷 -糖苷糖苷现在学习的是第45页，共65页水杨苷水杨苷-糖苷糖苷乙基乙基-D-葡萄糖苷葡萄糖苷-糖苷糖苷-糖苷糖苷麦芽糖酶麦芽糖酶糖糖+ROH-糖苷糖苷苦杏仁酶苦杏仁酶ROH+糖糖H2OH+糖糖+ROH现在学习的是第46页，共65页 糖苷的特性：糖苷的特性：（与糖比较）（与糖比较）1.1.无还原性；（不能还原弱氧化剂）无还原性；（不能还原弱氧化剂）无还原性；（不能还原弱氧化剂）无还原性；（不能还原弱氧化剂）2.2.无变旋现象；无变旋现象；无变旋现象；无变旋现象；3.3.无糖脎生成。无糖脎生成。无糖脎生成。无糖脎生成。思考题：思考题：属何种糖苷？属何种糖苷？能否被酸水解？能否被酸水解？能被何种酶解？能被何种酶解？该糖苷有旋光性吗？该糖苷有旋光性吗？现在学习的是第47页，共65页（2 2）氮糖苷氮糖苷氮糖苷氮糖苷现在学习的是第48页，共65页 核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸:现在学习的是第49页，共65页核 酸:现在学习的是第50页，共65页第二节第二节 二二 糖糖(disaccharide)-麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖-1,4-糖苷键糖苷键 -麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖一、还原性二糖一、还原性二糖 1.1.麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖现在学习的是第51页，共65页2.2.纤维二糖纤维二糖纤维二糖纤维二糖 -1,4-糖苷键糖苷键 -纤维二糖纤维二糖纤维二糖纤维二糖 -纤维二糖纤维二糖纤维二糖纤维二糖现在学习的是第52页，共65页二、非还原二糖二、非还原二糖 1.1.蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖-D-果糖果糖-D-葡萄糖葡萄糖,-1,2-糖苷糖苷蔗糖蔗糖现在学习的是第53页，共65页蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖+H+H2 2OO =+66.5=+66.5 0 0 稀酸或酶稀酸或酶 -D-D-葡糖葡糖葡糖葡糖 +-D-D-果糖果糖果糖果糖 =+52=+520 0 =-92=-920 0 =-20=-200 0左旋（称转化糖）左旋（称转化糖）左旋（称转化糖）左旋（称转化糖）由右旋由右旋由右旋由右旋甜度增大甜度增大甜度增大甜度增大现在学习的是第54页，共65页 2.2.海藻糖：由二分子海藻糖：由二分子海藻糖：由二分子海藻糖：由二分子 -D-D-葡萄糖组成葡萄糖组成葡萄糖组成葡萄糖组成-1,1-糖苷糖苷性质同蔗糖性质同蔗糖现在学习的是第55页，共65页课堂讨论题：课堂讨论题：1 1、-麦芽糖与麦芽糖与麦芽糖与麦芽糖与 -麦芽糖是否为对映体？麦芽糖是否为对映体？麦芽糖是否为对映体？麦芽糖是否为对映体？2 2、麦芽糖能被哪一种酶解？、麦芽糖能被哪一种酶解？、麦芽糖能被哪一种酶解？、麦芽糖能被哪一种酶解？3 3、还原二糖与非还原二糖分子是否都有下列性质？、还原二糖与非还原二糖分子是否都有下列性质？、还原二糖与非还原二糖分子是否都有下列性质？、还原二糖与非还原二糖分子是否都有下列性质？（1 1）保留一个半缩醛）保留一个半缩醛）保留一个半缩醛）保留一个半缩醛-OH-OH；（2 2）有还原性；）有还原性；）有还原性；）有还原性；（3 3）有变旋现象；）有变旋现象；）有变旋现象；）有变旋现象；（4 4）能生成糖脎。）能生成糖脎。）能生成糖脎。）能生成糖脎。现在学习的是第56页，共65页 第三节第三节 多多 糖糖一、淀粉一、淀粉直链淀粉：直链淀粉：直链淀粉：直链淀粉：绿豆淀粉绿豆淀粉绿豆淀粉绿豆淀粉支链淀粉：支链淀粉：支链淀粉：支链淀粉：糯米淀粉糯米淀粉糯米淀粉糯米淀粉现在学习的是第57页，共65页直链淀粉结构直链淀粉结构直链淀粉结构直链淀粉结构:麦芽糖单位麦芽糖单位麦芽糖单位麦芽糖单位 分子中仍保留一个半缩醛分子中仍保留一个半缩醛分子中仍保留一个半缩醛分子中仍保留一个半缩醛-OH-OH，但，但，但，但无还原性无还原性无还原性无还原性。-1,4-1,4-糖苷键结合而成的链状化合物，糖苷键结合而成的链状化合物，糖苷键结合而成的链状化合物，糖苷键结合而成的链状化合物，可被可被可被可被 -淀粉酶水解为麦芽糖。淀粉酶水解为麦芽糖。淀粉酶水解为麦芽糖。淀粉酶水解为麦芽糖。现在学习的是第58页，共65页直链淀粉直链淀粉 分子内氢键弯曲成分子内氢键弯曲成分子内氢键弯曲成分子内氢键弯曲成螺旋状的管道型，螺旋状的管道型，螺旋状的管道型，螺旋状的管道型，难溶于水，难溶于水，难溶于水，难溶于水，OHOH大部份弯曲到管道内部大部份弯曲到管道内部大部份弯曲到管道内部大部份弯曲到管道内部;遇遇遇遇I I2 2显蓝色：与显蓝色：与显蓝色：与显蓝色：与I I2 2形成形成形成形成一种包合物一种包合物一种包合物一种包合物现在学习的是第59页，共65页支链淀粉结构支链淀粉结构:支链淀粉除支链淀粉除支链淀粉除支链淀粉除 -1,4-1,4-糖苷还有糖苷还有糖苷还有糖苷还有 -1,6-1,6-糖苷键，大约相隔糖苷键，大约相隔糖苷键，大约相隔糖苷键，大约相隔2020个葡萄糖单位有一个分支，个葡萄糖单位有一个分支，个葡萄糖单位有一个分支，个葡萄糖单位有一个分支，-淀粉酶只将外围的支链水解淀粉酶只将外围的支链水解淀粉酶只将外围的支链水解淀粉酶只将外围的支链水解为麦芽糖。为麦芽糖。为麦芽糖。为麦芽糖。现在学习的是第60页，共65页 支链淀粉遇支链淀粉遇支链淀粉遇支链淀粉遇I I2 2显红色，无还原性，与热水作用则吸水显红色，无还原性，与热水作用则吸水显红色，无还原性，与热水作用则吸水显红色，无还原性，与热水作用则吸水膨胀而糊化。呈明显的粘性。膨胀而糊化。呈明显的粘性。膨胀而糊化。呈明显的粘性。膨胀而糊化。呈明显的粘性。淀粉淀粉淀粉淀粉 蓝糊精蓝糊精蓝糊精蓝糊精 红糊精红糊精红糊精红糊精 无色糊精无色糊精无色糊精无色糊精 麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖 D-D-葡糖葡糖葡糖葡糖淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶无色无色无色无色麦芽糖酶麦芽糖酶麦芽糖酶麦芽糖酶蓝色蓝色蓝色蓝色蓝色蓝色蓝色蓝色红色红色红色红色无色无色无色无色无色无色无色无色酶解如下酶解如下酶解如下酶解如下:现在学习的是第61页，共65页 直链淀粉直链淀粉直链淀粉直链淀粉 支链淀粉支链淀粉支链淀粉支链淀粉组成组成组成组成 -D-D-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 -D-D-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 连接方式连接方式连接方式连接方式 -1,4-1,4-糖苷糖苷糖苷糖苷 -1,4-1,4和和和和 -1,6-1,6-糖苷糖苷糖苷糖苷构象构象构象构象 螺旋状管道型螺旋状管道型螺旋状管道型螺旋状管道型 树枝状树枝状树枝状树枝状与碘作用与碘作用与碘作用与碘作用 深蓝深蓝深蓝深蓝 紫红紫红紫红紫红还原性还原性还原性还原性 无无无无 无无无无组成及性质组成及性质:现在学习的是第62页，共65页二、纤维素二、纤维素 纤维二糖单位纤维二糖单位纤维二糖单位纤维二糖单位 -D-D-葡萄糖通过葡萄糖通过葡萄糖通过葡萄糖通过 -1,4-1,4-糖苷键连接而成的糖苷键连接而成的糖苷键连接而成的糖苷键连接而成的不带分支的长链高聚物。不带分支的长链高聚物。不带分支的长链高聚物。不带分支的长链高聚物。现在学习的是第63页，共65页 三、其它糖苷三、其它糖苷 甲壳素甲壳素甲壳素甲壳素:虾、蟹壳以及昆虫等外骨骼的主要成分。虾、蟹壳以及昆虫等外骨骼的主要成分。虾、蟹壳以及昆虫等外骨骼的主要成分。虾、蟹壳以及昆虫等外骨骼的主要成分。现在学习的是第64页，共65页甜菊苷甜菊苷甜菊苷甜菊苷:比蔗糖约甜比蔗糖约甜300倍，在体内不被倍，在体内不被代谢，是一种非营养性的甜味剂。代谢，是一种非营养性的甜味剂。由三分子葡萄糖与由三分子葡萄糖与一分子二萜醇酸形成一分子二萜醇酸形成OO现在学习的是第65页，共65页