碳水化合物 讲稿.ppt

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1、关于碳水化合物 第一页，讲稿共六十页哦学习要求：学习要求：1、掌握葡萄糖、果糖的结构、掌握葡萄糖、果糖的结构(开链式、开链式、环状哈武斯式环状哈武斯式)及其化学性质。及其化学性质。2、掌握还原性二糖和非还原性二糖在、掌握还原性二糖和非还原性二糖在结构上和性质上的差异。结构上和性质上的差异。3、掌握淀粉和纤维素在结构上的主要、掌握淀粉和纤维素在结构上的主要区别和用途。区别和用途。第二页，讲稿共六十页哦19-1 碳水化合物的涵义及分类碳水化合物的涵义及分类 碳水化合物又称为糖类，是植物光合作用的产物，碳水化合物又称为糖类，是植物光合作用的产物，是一类重要的天然有机化合物，对于维持动植物的生命是一类

2、重要的天然有机化合物，对于维持动植物的生命起着重要的作用。起着重要的作用。一、碳水化合物的涵义一、碳水化合物的涵义 糖糖 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。多羟基醛、酮的一类有机化合物。因这类化合物都是由因这类化合物都是由C、H、O三种元素组成，且都符三种元素组成，且都符合合Cn(H2O)m的通式，所以称之为碳水化合物。例如：的通式，所以称之为碳水化合物。例如：葡萄糖葡萄糖的分子式为的分子式为C6H12O6，可表示为，可表示为C6(H2O)6 蔗糖蔗糖的分子式为的分子式为C12H22O11，可表示为，可表示为C

3、12(H2O)11第三页，讲稿共六十页哦 但有的糖不符合碳水化合物的比例，但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如例如：鼠李糖：鼠李糖C5H12O5（甲基糖）；脱氧（甲基糖）；脱氧核糖核糖C5H10O4。有些化合物的组成符合碳水化合物的有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。比例，但不是糖。例如例如：甲酸（：甲酸（CH2O）、）、乙酸（乙酸（C2H4O2）、乳酸（）、乳酸（C3H6O3）等。）等。因此，最好还是叫做糖类较为合理。因此，最好还是叫做糖类较为合理。第四页，讲稿共六十页哦 二、分类二、分类 根据其单元结构分为：根据其单元结构分为：单糖单糖 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。不能再水

4、解的多羟基醛或多羟基酮。低聚糖低聚糖含含210个单糖结构的缩合物。以二糖最个单糖结构的缩合物。以二糖最为多见，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。为多见，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。多糖多糖 含含10个以上单糖结构的缩合物。如淀个以上单糖结构的缩合物。如淀粉、纤维素等。粉、纤维素等。第五页，讲稿共六十页哦 三、存在与来源三、存在与来源 糖类化合物广泛存在于自然界，是植物进行光合作用的糖类化合物广泛存在于自然界，是植物进行光合作用的产物。植物在日光的作用下，在叶绿素催化下将空气中的二产物。植物在日光的作用下，在叶绿素催化下将空气中的二氧化碳和水转化成葡萄糖，并放出氧气：氧化碳和水转化成葡萄糖，并放出氧气：葡萄糖

5、葡萄糖在植物体内还进一步结合生成多糖在植物体内还进一步结合生成多糖淀粉淀粉及及纤维素纤维素。地球上每年由绿色植物经光合作用合成的糖。地球上每年由绿色植物经光合作用合成的糖类物质达数千亿吨。它既是构成掌握的组织基础，又是类物质达数千亿吨。它既是构成掌握的组织基础，又是人类和动物赖以生存的物质基础，也为工业提供如粮、人类和动物赖以生存的物质基础，也为工业提供如粮、棉麻、竹、木等众多的有机原料。棉麻、竹、木等众多的有机原料。6H2O6CO2+C6H12O6 +6O2叶绿素日光第六页，讲稿共六十页哦19-2 单单 糖糖 单糖可根据分子中所含碳原子的数目分为戊糖、己单糖可根据分子中所含碳原子的数目分为戊

6、糖、己糖等。糖等。自然界中存在最广泛的单糖是葡萄糖（多羟基自然界中存在最广泛的单糖是葡萄糖（多羟基醛）、果糖（多羟基酮）和核糖。我们以葡萄糖和果醛）、果糖（多羟基酮）和核糖。我们以葡萄糖和果糖为代表来讨论单糖。糖为代表来讨论单糖。一、单糖的结构一、单糖的结构 （一）、单糖的构造式（一）、单糖的构造式 葡萄糖、果糖等的结构已在上个世纪由被誉为葡萄糖、果糖等的结构已在上个世纪由被誉为“糖化学糖化学之父之父”的费歇尔（的费歇尔（Fischer）及哈沃斯（）及哈沃斯（Haworth）等化学）等化学家的不懈努力而确定。家的不懈努力而确定。第七页，讲稿共六十页哦 实验证明实验证明，葡萄糖的分子式为，葡萄糖

7、的分子式为C6H12O6，为为2，3，4，5，6，-五羟基己醛的基本结构。五羟基己醛的基本结构。果糖为果糖为1，3，4，5，6，-五羟基己酮的基本五羟基己酮的基本结构。其构造式如下：结构。其构造式如下：CH2CH CH CH CH CHOOHOHOHOHOH*CH2CH CH CH C CH2OOHOHOHOH*OH葡萄糖果糖第八页，讲稿共六十页哦（二）、单糖的构型（二）、单糖的构型 葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有24=16个对映个对映异构体。所以，只测定糖的构造式是不够的，还必须异构体。所以，只测定糖的构造式是不够的，还必须确定它的构型。确定它的构型。1

8、相对构型的确定相对构型的确定 糖的相对构型糖的相对构型(D系列和系列和L系列系列)是以是以D-(+)甘油醛和甘油醛和L-(-)甘油醛作为标准，将其进行与糖类化合物有关联的甘油醛作为标准，将其进行与糖类化合物有关联的一系列反应联系，得到相应的糖类。这样糖类的相对一系列反应联系，得到相应的糖类。这样糖类的相对构型也就可以确定了。例如，己醛糖的构型也就可以确定了。例如，己醛糖的D型异构体与型异构体与D-(+)甘油醛的关联见甘油醛的关联见P581图图19-1。第九页，讲稿共六十页哦 19世纪末，世纪末，20世纪初，费歇尔（世纪初，费歇尔（E FischerFischer）首）首先对糖进行了系统的研究，

9、确定了葡萄糖的结构先对糖进行了系统的研究，确定了葡萄糖的结构。葡葡萄糖的构型如下：萄糖的构型如下：十六个己醛糖都经合得到，其中十二个是费歇尔十六个己醛糖都经合得到，其中十二个是费歇尔一个人取得的（于一个人取得的（于1890年完成合成）。所以费歇尔被年完成合成）。所以费歇尔被誉为誉为“糖化学之父糖化学之父”。也因而获得了。也因而获得了1902年的诺贝尔年的诺贝尔化学奖。（化学奖。（38岁出成果，岁出成果，50岁获诺贝尔化学奖）岁获诺贝尔化学奖）HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHHOCHOHHOHHOHHOHCH2OHD-(+)()L葡 萄 糖葡 萄 糖第十页，讲稿共六十页哦 2、构型的标记

10、和表示方法、构型的标记和表示方法（1）构型的标记）构型的标记 糖类的构型习惯用糖类的构型习惯用D/L名称进行标记。名称进行标记。即编号最大的手性碳原子上即编号最大的手性碳原子上OH在右边的为在右边的为D型，型，OH在左边的为在左边的为L型。八个型。八个D型的己醛糖型的己醛糖的名称及构型见的名称及构型见P581，另有八个，另有八个L型异构体。型异构体。（2）构型的表示方法）构型的表示方法 糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写方便，也可以写成省写式。书写方便，也可以写成省写式。第十一页，讲稿共六十页哦 其常见的几种表示方法为其常见的几种表示方法为：另一种表示方法

11、是用楔型线表示指向纸平面的键，虚线表另一种表示方法是用楔型线表示指向纸平面的键，虚线表示指向纸平面后面的键。如示指向纸平面后面的键。如D-(+)葡萄糖可表示为：葡萄糖可表示为：OHCH2OHOHHOOHCHOCH2OHCHOOHCH2OHHOHHHHOOHHCHOCCCCOHHOHOHHHOHHCH2OHCHOCCH2OHCHHOHCCCHOHHHOHOOH123456第十二页，讲稿共六十页哦（三）、单糖的环状结构（三）、单糖的环状结构 单糖的开链结构是由它的一些性质而推出来的，因此，开链结构能说单糖的开链结构是由它的一些性质而推出来的，因此，开链结构能说明单糖的许多化学性质，但开链结构不能解

12、释单糖的所有性质，如：明单糖的许多化学性质，但开链结构不能解释单糖的所有性质，如：不与品红醛试剂反应、与不与品红醛试剂反应、与NaHSONaHSO4 4反应非常迟缓（这说明单糖反应非常迟缓（这说明单糖分子内无典型的醛基）。分子内无典型的醛基）。单糖只能与一分子醇生成缩醛（说明单糖是一个分子内半缩醛结单糖只能与一分子醇生成缩醛（说明单糖是一个分子内半缩醛结构）。构）。变旋光现象，如：变旋光现象，如：葡萄糖晶体葡萄糖晶体 常温下用乙醇结晶而得常温下用乙醇结晶而得型型 高温下用醋酸结晶而得高温下用醋酸结晶而得型型 m.p 146 150新配溶液的新配溶液的D D +112 +19新配溶液放置新配溶液

13、放置 D D 逐渐减少至逐渐减少至52 D D 逐渐增高至逐渐增高至52变 旋 现 象第十三页，讲稿共六十页哦 由变旋现象说明，单糖并不是仅以开链由变旋现象说明，单糖并不是仅以开链式存在，还有其它的存在形式。式存在，还有其它的存在形式。19251930年，由年，由X射线等现代物理方法证明，葡萄糖射线等现代物理方法证明，葡萄糖主要是以氧环式（环状半缩醛结构）存在。主要是以氧环式（环状半缩醛结构）存在。1、氧环式结构、氧环式结构CH2OHCHOCH2OHCHOHO第十四页，讲稿共六十页哦 2、环状结构的、环状结构的构型和构型和构型构型 糖分子中的醛基与羟基作用形成半缩醛时，由于糖分子中的醛基与羟基

14、作用形成半缩醛时，由于C=O为平面结构，羟基可从平面的两边进攻为平面结构，羟基可从平面的两边进攻C=O，所以得到两，所以得到两种异构体种异构体构型和构型和构型。两种构型可通过开链式相互转构型。两种构型可通过开链式相互转化而达到平衡。化而达到平衡。CH2OHCOHCH2OHOHHOOHCCH2OHCHOHHHOOOOH型型开链式63%37%0.1%1911252第十五页，讲稿共六十页哦 这就是糖具有变旋光现象的原因这就是糖具有变旋光现象的原因。构型构型生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同一生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同一侧。侧。构型构型生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在生成的半

15、缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在不同的两侧。不同的两侧。-型糖与型糖与-型糖是一对非对映体，型糖是一对非对映体，-型与型与-型的不同在型的不同在C1的构型上故有称为端基异构体和异头物。的构型上故有称为端基异构体和异头物。3、环状结构的哈沃斯式（、环状结构的哈沃斯式（Haworth）透视式）透视式 糖的半缩醛氧环式结构不能反映出各个基团的相对空间糖的半缩醛氧环式结构不能反映出各个基团的相对空间位置。为了更清楚地反映糖的氧环式结构，哈沃斯透视式是位置。为了更清楚地反映糖的氧环式结构，哈沃斯透视式是最直观的表示方法。最直观的表示方法。第十六页，讲稿共六十页哦 将链状结构书写成哈沃斯式的步骤如下：将链状

16、结构书写成哈沃斯式的步骤如下：（1）将碳链向右放成水平，使原基团处于左将碳链向右放成水平，使原基团处于左上右下的位置。上右下的位置。（2）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。OHCH2OHHOHHHHOOHHCHOOHHOHHHOHOHHCHOCH2OH112345623456CH2CCCCCHOOHHHOHOHHOHHOH123456123456HCHOCH2OHOHHOHHOHHOH第十七页，讲稿共六十页哦（3 3）以）以C4-C5为轴旋转为轴旋转120120使使C5上的羟基与上的羟基与醛基接近，然后成环（因羟基在环平面的下醛基接近，然后成环（因羟基在环平面的下面，它必

17、须旋转到环平面上才易与面，它必须旋转到环平面上才易与C1成环。成环。-型型 -型型HCHOCH2OHOHHOHHOHHOHHCHOOHOHHOHHOHCH2OHHHOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOOHHOHHOHCH2OHHOHH123456234561第十八页，讲稿共六十页哦 糖的哈沃斯结构和吡喃相似，所以，六糖的哈沃斯结构和吡喃相似，所以，六元环单糖又称为吡喃型单糖。因而葡萄糖的元环单糖又称为吡喃型单糖。因而葡萄糖的全名称为：全名称为：-D-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖HOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOOHHOHHOHCH2OHHOHH第

18、十九页，讲稿共六十页哦（四）单糖的构象（四）单糖的构象 研究证明，吡喃型糖的六元环主要是呈研究证明，吡喃型糖的六元环主要是呈椅式构象存在与自然界的。椅式构象存在与自然界的。HOOHHHOHOHOHHHHOOHHHOHHOHHOH-型-型37%63%CH2OHCH2OH第二十页，讲稿共六十页哦 从从D-(+)-(+)-吡喃葡萄糖的构象可以吡喃葡萄糖的构象可以清楚的看到，在清楚的看到，在-D-(+)-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖中，体积大的取代基中，体积大的取代基-OH和和-CH2OH，都在都在e键上；而在键上；而在-D-(+)-(+)-吡喃葡萄吡喃葡萄糖中有一个糖中有一个-OH在在a键上。故键上

19、。故型是比型是比较稳定的构象，因而在平衡体系中的较稳定的构象，因而在平衡体系中的含量也较多。含量也较多。第二十一页，讲稿共六十页哦（五）果糖的结构（五）果糖的结构 1、构型构型 D-果糖为果糖为2-己酮糖，其己酮糖，其C3、C4、C5的构型与的构型与葡萄糖一样。葡萄糖一样。OHCH2OHHOHHCHHOCH2OH123456O第二十二页，讲稿共六十页哦2、果糖的环状结构、果糖的环状结构 果糖在形成环状结构时，可由果糖在形成环状结构时，可由C5上的羟基与羰基形成呋喃式环，上的羟基与羰基形成呋喃式环，也可由也可由C6上的羟基与羰基形成吡喃式环。两种氧环式都有上的羟基与羰基形成吡喃式环。两种氧环式都

20、有型和型和型两型两种构型，因此，果糖可能有五种构型。种构型，因此，果糖可能有五种构型。OHCH2OHHOHHCHHOCH2OHOHOOHCH2OHOHOHHOHHHHHOOHOHCH2OHOHHOHHHHCH2OHOHCH2OHHOHHHOHOCH2OHCH2OHOHHOHHHOHO111122223333444455556666123456D-(-)-D-(-)-呋喃果糖吡喃果糖-D-(-)-吡喃果糖-D-(-)-果糖呋喃果糖-D-(-)-第二十三页，讲稿共六十页哦 二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 1成脎反应成脎反应 单糖与苯肼反应生成的产物叫脎单糖与苯肼反应生成的产物叫脎.OHCH2

21、OHHOHHHHOOHHCH=O 3C6H5NH-NH2OHCH2OHHOHHCHHOCHN-NH-C6H5N-NH-C6H5+C6H5NH2+NH3+H2OD-(+)-D葡萄糖脎葡萄糖OHCH2OHHOHHCHHOCH2OHO 3C6H5NH-NH2OHCH2OHHOHHCHHOCHN-NH-C6H5N-NH-C6H5+C6H5NH2+NH3+H2OD-(-)-D果糖果糖脎（）脎葡萄糖第二十四页，讲稿共六十页哦 生成糖生成糖脎的反应是发生在脎的反应是发生在C1和和C2上。不涉及其他的碳原子，所以，上。不涉及其他的碳原子，所以，如果仅在第二碳上构型不同而其他碳原子构型相同的差向异构体，必然如果

22、仅在第二碳上构型不同而其他碳原子构型相同的差向异构体，必然生成同一个生成同一个脎。例如，脎。例如，D-葡萄糖、葡萄糖、D-甘露糖、甘露糖、D-果糖的果糖的C3、C4、C5的构型都相同，因此它们生成同一个糖的构型都相同，因此它们生成同一个糖脎。脎。糖脎为黄色结晶，糖脎为黄色结晶，不同的糖脎有不同的晶形，反应中生成的速不同的糖脎有不同的晶形，反应中生成的速度也不同。因此，可根据糖脎的晶型和生成的时间来鉴别糖。度也不同。因此，可根据糖脎的晶型和生成的时间来鉴别糖。OHCH2OHHOHHHHOOHHCH=OOHCH2OHHOHHCHHOCH2OHOD-(+)-D-(-)-葡萄糖果糖OHCH2OHHOH

23、HHHOOHHCH=OD-(+)-甘露糖第二十五页，讲稿共六十页哦 2氧化反应氧化反应（1）土伦试剂、费林试剂氧化（碱性氧化）土伦试剂、费林试剂氧化（碱性氧化）醛糖与酮糖都能被象土伦试剂或费林试剂这样的弱氧化醛糖与酮糖都能被象土伦试剂或费林试剂这样的弱氧化剂氧化，前者产生银镜，后者生成氧化亚铜的砖红色沉淀，剂氧化，前者产生银镜，后者生成氧化亚铜的砖红色沉淀，糖分子的醛基被氧化为羧基。糖分子的醛基被氧化为羧基。凡是能被上述弱氧化剂氧化的糖，都称为还原糖，凡是能被上述弱氧化剂氧化的糖，都称为还原糖，所以，果糖也是还原糖。所以，果糖也是还原糖。C6H12O6 +Ag(NH3)2+OH-C6H12O7

24、 +AgC6H12O6 +Cu(OH)2C6H12O7 +Cu2O葡萄糖葡萄糖酸红色沉淀或果糖第二十六页，讲稿共六十页哦 果糖具有还原性的原因：果糖具有还原性的原因：差向异构化作用差向异构化作用果糖在稀碱溶液中可发生果糖在稀碱溶液中可发生酮式酮式-烯醇式互变，酮基不断地变成醛基（土伦试剂和费林试剂都是碱性烯醇式互变，酮基不断地变成醛基（土伦试剂和费林试剂都是碱性试剂，故酮糖能被这两种试剂氧化）。其反应如下：试剂，故酮糖能被这两种试剂氧化）。其反应如下：CCCH2OHCH2OHCOCH2OHHOHOHabcbOHHOCCHCH2OHHOHCCOHCH2OHHOOHaOHH2OcD-(+)-D-(

25、-)-D-(+)-葡 萄 糖甘 露 糖果 糖31%3%64%第二十七页，讲稿共六十页哦（2）溴水氧化（酸性氧化）溴水氧化（酸性氧化）溴水能氧化醛糖，但不能氧化酮糖，因溴水能氧化醛糖，但不能氧化酮糖，因为酸性条件下，不会引起糖分子的异构化作为酸性条件下，不会引起糖分子的异构化作用。可用此反应来区别醛糖和酮糖。用。可用此反应来区别醛糖和酮糖。HOOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHOOHHOHHOHCH2OHHOHOBr2H2OOCH2OHHOHHCOOHOHHOHHOHHOHCH2OHDDD葡萄糖葡萄糖酸 内酯葡萄糖酸 内酯第二十八页，讲稿共六十页哦（3）硝酸氧化）硝酸氧化 稀硝酸的氧

26、化作用比溴水强，能使醛糖稀硝酸的氧化作用比溴水强，能使醛糖氧化成糖二酸。例如：氧化成糖二酸。例如：HOOHHOHHOHCH2OHHOHHCHOOHHOHHOHHOHCH2OHDD葡萄糖 内酯葡萄糖二酸HNO3100HCOOHOHHOHHOHHOHCOOHOOOHOOHHHO第二十九页，讲稿共六十页哦（4）高碘酸氧化）高碘酸氧化 糖类象其他有两个或更多的在相邻的碳原子上有羟基或羰基的化糖类象其他有两个或更多的在相邻的碳原子上有羟基或羰基的化合物一样，也能被高碘酸所氧化，碳碳键发生断裂。反应是定量的，合物一样，也能被高碘酸所氧化，碳碳键发生断裂。反应是定量的，每破裂一个碳碳键消耗一摩尔高碘酸。因此

27、，此反应是研究糖类结构每破裂一个碳碳键消耗一摩尔高碘酸。因此，此反应是研究糖类结构的重要手段之一。的重要手段之一。HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHHCOOHHCHOHCOOHHCOOHHCOOHHCOOH+5HIO4+第三十页，讲稿共六十页哦 3还原反应还原反应 单糖还原生成多元醇。单糖还原生成多元醇。D-葡萄糖还葡萄糖还原生成山梨醇，原生成山梨醇，D-甘露醇还原生成甘露甘露醇还原生成甘露醇，醇，D-果糖还原生成甘露醇和山梨醇的果糖还原生成甘露醇和山梨醇的混合物。混合物。山梨醇、甘露醇等多元醇存在于植山梨醇、甘露醇等多元醇存在于植物中，山梨醇无毒，有轻微的甜味和吸物中，山梨醇无毒，有轻

28、微的甜味和吸湿性，用于化妆品和药物中。湿性，用于化妆品和药物中。第三十一页，讲稿共六十页哦 4递升和递降递升和递降（1）递升）递升将低一级的糖经与将低一级的糖经与HCN加成而加成而增加一个碳原子后，在水解、还原生成高一增加一个碳原子后，在水解、还原生成高一级的糖的方法称为递升。其过程见级的糖的方法称为递升。其过程见P589：CH2OHCHOCNCH2OHCNCH2OHHCNH2OHH2ONa-HgCO2COOHCH2OHCOOHCH2OHCCH2OHCCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHOOOONa-HgCO2H2OHH2O第三十二页，讲稿共六十页哦（2）递降）递降从高一级糖减去一个碳原

29、子而从高一级糖减去一个碳原子而成低一级糖的方法称为递降。常用的递降法成低一级糖的方法称为递降。常用的递降法为沃尔（为沃尔（Wohl）递降法。）递降法。HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHNH2OHHCH=NOHOHHOHHOHHOHCH2OHHCNOAcAcOHHOAcHOAcCH2OAcCH(NHAc)2AcOHHOAcHOAcCH2OAcCHOHOHHOHHOHCH2OHNH3H乙酐高温第三十三页，讲稿共六十页哦 5成苷反应（生成配糖物）成苷反应（生成配糖物）见见P593 糖分子中的活泼半缩醛羟基与其它含羟基的化合物（如糖分子中的活泼半缩醛羟基与其它含羟基的化合物（如醇、酚），含氮杂环

30、化合物作用，失水而生成缩醛的反应称醇、酚），含氮杂环化合物作用，失水而生成缩醛的反应称为成苷反应。其产物称为配糖物，简称为为成苷反应。其产物称为配糖物，简称为“苷苷”，全名为某，全名为某糖某苷。糖某苷。HOOHHOHHOHCH2OHHOHH 吡喃葡萄糖CH3OHHClHOOHHOHHOHCH2OHHOCH3H -D-(+)-m.P168 D20+158.9甲基半缩醛羟基（苷羟基）干第三十四页，讲稿共六十页哦HOOHHOHHOHCH2OHHHOH CH3OHHCl干 吡喃葡萄糖 -D-(+)-甲基HOOHHOHHOHCH2OHHHOCH3m.P115 D20-34.2第三十五页，讲稿共六十页哦

31、注意几点：注意几点：苷似醚不是醚，它比一般的醚键易形成，苷似醚不是醚，它比一般的醚键易形成，也易水解。也易水解。HHOHOOHHOHHOHCH2OHHCH3OHHCl 甲基葡萄糖苷HHOOHHOHHOHCH2OHHOCH3五甲基葡萄糖 四甲基葡萄糖干(CH3)2SO4OHHHOOHOMeHOMeCH2OMeHOCH3Me五甲基葡萄糖HHOOHOMeHOMeCH2OMeHOCH3MeHClH2OHHOOHOMeHOMeCH2OMeHOHMe第三十六页，讲稿共六十页哦 苷用酶水解时有选择性苷用酶水解时有选择性 甲基葡萄糖苷 型葡萄糖型葡萄糖HOOHHOHHOHCH2OHHOCH3H2OHOOHHO

32、HHOHCH2OHHOHHHHOOHHOHHOHCH2OHHHOCH3HOOHHOHHOHCH2OHHHOH苦杏仁酶麦芽糖酶H2O 甲基葡萄糖苷第三十七页，讲稿共六十页哦 糖苷没有变旋光现象，没有还原糖的反糖苷没有变旋光现象，没有还原糖的反应。应。糖苷在自然界的分布极广，与人类的生糖苷在自然界的分布极广，与人类的生命和生活密切相关。见命和生活密切相关。见P599：6甲基化反应甲基化反应 将葡萄糖甲苷在甲基化（用硫酸二甲酯和将葡萄糖甲苷在甲基化（用硫酸二甲酯和氢氧化钠）可得到氢氧化钠）可得到O-五甲基葡萄糖。此反应五甲基葡萄糖。此反应可用于推测糖的环状结构的大小。见可用于推测糖的环状结构的大小。

33、见P593594：第三十八页，讲稿共六十页哦三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 L-(+)-阿拉伯糖阿拉伯糖 D-(+)-木糖木糖 D-(-)-核糖核糖 D-(-)-2-脱氧核糖脱氧核糖氨氨 基基 糖糖D-(+)-葡萄糖葡萄糖 D-(+)-甘露糖甘露糖 D-(+)-半乳糖半乳糖 D-(-)-果糖果糖HCHOOHHHOOHHOHHCH2OHHOCHOHHHOOHHOHHCH2OHHCHOOHHHOHHOOHHCH2OHCHOOHHOOHHOHHCH2OHHCHOOHHHOHHOCH2OHHCHOOHHHOOHHCH2OHHCHOOHOHHOHHCH2OHHCHOHOHHOHHCH2

34、OHOCH2OHHOOHNH2HON-甲基甲基-L-2-氨基葡萄糖氨基葡萄糖-D-2-氨基葡萄糖氨基葡萄糖OONCH2OHOHOHCH3HH第三十九页，讲稿共六十页哦维生素维生素C的合成的合成HOCH2OHHHHOOHHHOHCHOCu-CrH2HOCH2OHHHHOOHHHOHCH2OHD-葡萄糖葡萄糖L-山梨糖醇山梨糖醇醋酸菌氧化醋酸菌氧化CH2OHHHOOHHHOHCH2OHOL-山梨糖山梨糖COOHHHOOHHHOHCH2OHO维生素维生素C酯交换酯交换保护羟基保护羟基氧化氧化去保护去保护酯化酯化烯醇化烯醇化CH2OHOOHOHHOHOH2COHOCHOHHHOCH2OHO第四十页，讲

35、稿共六十页哦19-3 二二 糖糖 单糖分子中的半缩醛羟基（苷羟基）与单糖分子中的半缩醛羟基（苷羟基）与另一分子单糖中的羟基（可以是苷羟基，也另一分子单糖中的羟基（可以是苷羟基，也可以是其他羟基）作用，脱水而形成的糖苷可以是其他羟基）作用，脱水而形成的糖苷称为二糖。称为二糖。二糖概说：二糖概说：还原性二糖还原性二糖 一分子单糖的苷羟基与另一分一分子单糖的苷羟基与另一分子糖的羟基缩合而成的二糖。子糖的羟基缩合而成的二糖。非还原性二糖非还原性二糖 一分子单糖的苷羟基与另一一分子单糖的苷羟基与另一分子糖的苷羟基缩合而成的二糖。分子糖的苷羟基缩合而成的二糖。第四十一页，讲稿共六十页哦 一、还原性二糖（保

36、留有游离苷羟基的二糖）一、还原性二糖（保留有游离苷羟基的二糖）（一）麦芽糖（一）麦芽糖 1来源来源 在淀粉酶催化下由淀粉水解而得。在淀粉酶催化下由淀粉水解而得。2性质性质 与葡萄糖相似。与葡萄糖相似。麦芽糖麦芽糖酸有黄 （有麦芽糖脎生成）Ag(NH3)2OHCu(NH3)2C6H5NHNH2 D20型3AgCu2O+有变旋光现象型 D20=+168=+112137说明麦芽糖有游离的苷羟基，第四十二页，讲稿共六十页哦 3麦芽糖的结构麦芽糖的结构（1）麦芽糖水解时得两分子葡萄糖（说明是有两分子葡萄糖缩合）麦芽糖水解时得两分子葡萄糖（说明是有两分子葡萄糖缩合而成）。而成）。（2）（3）说明麦芽糖为说

37、明麦芽糖为 -1,4-1,4苷键结合苷键结合 2,3,4,6-四四-O-甲基甲基-D-葡萄糖葡萄糖 2,3,6-三三-O-甲基甲基-D-葡萄糖葡萄糖麦芽糖糖苷酶（麦芽糖酶）水解糖苷酶（苦杏仁酶）水解2molX葡萄糖说明麦芽糖是一种葡萄糖苷Br2(H2O)(CH3)2SO4NaOHHH2O麦芽糖麦芽糖酸八 甲基麦芽糖酸OHOOHOMeHOMeCH2OMeHHOHHOOHHOMeHOMeCH2OMeHHOHMe+第四十三页，讲稿共六十页哦 由上推得麦芽糖的结构为：由上推得麦芽糖的结构为：（二）纤维二糖（二）纤维二糖 纤维二糖也是还原糖，化学性质与麦芽糖相似，纤维纤维二糖也是还原糖，化学性质与麦芽糖

38、相似，纤维二糖与麦芽糖的唯一区别是苷键的构型不同，麦芽糖为二糖与麦芽糖的唯一区别是苷键的构型不同，麦芽糖为-1,4苷键，而纤维二躺糖为苷键，而纤维二躺糖为-1,4苷键。纤维二糖的结构苷键。纤维二糖的结构为：为：HOOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHCH2OHHHOHO苷羟基有 型和 型，故有变旋光性羟基未成苷，为还原性糖-1,4-苷键第四十四页，讲稿共六十页哦（三）乳糖（三）乳糖 存在于哺乳动物的乳汁中，人乳中寒乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，人乳中寒乳糖58%，牛乳中寒乳糖，牛乳中寒乳糖46%。乳糖的甜味只。乳糖的甜味只有蔗糖的有蔗糖的70%。结构：结构：由由-D-吡喃半乳糖的苷羟基

39、与吡喃半乳糖的苷羟基与D-吡喃吡喃葡萄糖葡萄糖C4上的羟基缩合而成的半乳糖苷。上的羟基缩合而成的半乳糖苷。HOOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHCH2OHHHOH-1,4-苷键O第四十五页，讲稿共六十页哦 性质：性质：具有还原糖的通性。具有还原糖的通性。-型半乳糖型半乳糖 -型半乳糖型半乳糖OHOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHCH2OHHHOHOD-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖-1,4-苷键 D20=+92.6 D20=+34.2455.3第四十六页，讲稿共六十页哦 二、非还原性二糖二、非还原性二糖（通过两个苷羟基（通过两个苷羟基缩合而成的二糖）缩合而成的二糖）非还原性

40、二糖主要是非还原性二糖主要是蔗糖蔗糖，是广泛存，是广泛存在于植物中的二糖，利用光合作用合在于植物中的二糖，利用光合作用合成的植物的各个部分都含有蔗糖。例成的植物的各个部分都含有蔗糖。例如，甘蔗含蔗糖如，甘蔗含蔗糖14%以上，北方甜菜以上，北方甜菜含蔗糖含蔗糖16-20%，但蔗糖一般不存在于，但蔗糖一般不存在于动物体内。动物体内。第四十七页，讲稿共六十页哦 1、蔗糖的结构、蔗糖的结构HH2OD-(+)-D-(-)-Ag(NH3)2CH3OHHCl(CH3)2SO4NaOH2,3,4,6-1,3,4,6-HH2O葡萄糖+果糖无反应，说明两个糖的苷羟基都参与成苷。四 甲基葡萄糖四 甲基果糖-O-O-

41、麦芽糖酶（糖酶）蔗糖酶（呋喃果糖酶）D-(+)-葡萄糖D-(-)-果糖蔗糖第四十八页，讲稿共六十页哦 以上说明蔗糖是由以上说明蔗糖是由-D-吡喃葡萄糖的苷吡喃葡萄糖的苷羟基和羟基和-D-呋喃果糖的苷羟基脱水而成。呋喃果糖的苷羟基脱水而成。其结构如下：其结构如下：HOOHHOHHOHCH2OHHHCH2OHOOHHOHHOHCH2OHD葡萄糖单位果糖单位D是D果糖翻转180以后的构型 123456第四十九页，讲稿共六十页哦 2蔗糖的性质蔗糖的性质（1）不能与土伦试剂和费林试剂反应（无游离的醛基）。）不能与土伦试剂和费林试剂反应（无游离的醛基）。（2）不能与苯肼反应。）不能与苯肼反应。（3）无变旋

42、光现象。）无变旋光现象。（4）蔗糖水解后，旋光度发生改变。）蔗糖水解后，旋光度发生改变。由于水解前后旋光度发生改变（由右旋变为左旋），由于水解前后旋光度发生改变（由右旋变为左旋），所以蔗糖的水解产物叫做转化糖，转化糖具有还原糖所以蔗糖的水解产物叫做转化糖，转化糖具有还原糖的一切性质。的一切性质。蔗 糖H3O葡 萄 糖 +果 糖 D20=66.5 D20-9252=20第五十页，讲稿共六十页哦 19-4 多多 糖糖 多糖多糖是重要的天然高分子化合物，是由单是重要的天然高分子化合物，是由单糖通过苷键连接而成的高聚体。糖通过苷键连接而成的高聚体。多糖与单糖的区别是：多糖与单糖的区别是：无还原性，无变

43、旋无还原性，无变旋光现象，无甜味，大多难溶于水，有的能和光现象，无甜味，大多难溶于水，有的能和水形成胶体溶液。水形成胶体溶液。在自然界分布最广，最重要的多糖是淀粉在自然界分布最广，最重要的多糖是淀粉和纤维素。和纤维素。第五十一页，讲稿共六十页哦 一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 纤维素是构成植物细胞壁及支柱的主要成分。纤维素是构成植物细胞壁及支柱的主要成分。棉花棉花 含纤维素含纤维素 90%以上以上 分子量分子量 57万万 亚麻亚麻 80%184万万 木材木材 40 60%9-15万万第五十二页，讲稿共六十页哦 1纤维素的结构纤维素的结构 将纤维素用纤维素酶（将纤维素用纤维素酶（-糖苷酶）

44、水解或糖苷酶）水解或在酸性溶液中完全水解，生成在酸性溶液中完全水解，生成D-(+)-葡萄糖。葡萄糖。由此推断，纤维素是由许多葡萄糖结构单由此推断，纤维素是由许多葡萄糖结构单位以位以-1,4苷键互相连接而成的。苷键互相连接而成的。OOHOHCH2OHOOOOHOHCH2OHOOOHOHCH2OHOOOHOHCH2OHOn第五十三页，讲稿共六十页哦 人的消化道中没有水解人的消化道中没有水解-1,4葡萄糖苷键的纤维素的酶，所葡萄糖苷键的纤维素的酶，所以人不能消化纤维素，但人对纤维素又是必不可少的，因为纤以人不能消化纤维素，但人对纤维素又是必不可少的，因为纤维素可帮助肠胃蠕动，以提高消化和排泄能力。维

45、素可帮助肠胃蠕动，以提高消化和排泄能力。2性质与用途性质与用途 见见P605606。二、淀粉二、淀粉 淀粉大量存在于植物的种子和地下块茎中，是人类的三大食物淀粉大量存在于植物的种子和地下块茎中，是人类的三大食物之一。淀粉用淀粉酶水解得麦芽糖，在酸的作用下，能彻底水解之一。淀粉用淀粉酶水解得麦芽糖，在酸的作用下，能彻底水解为葡萄糖。所以，淀粉是麦芽糖的高聚体。为葡萄糖。所以，淀粉是麦芽糖的高聚体。淀粉是白色无定形粉末，有直链淀粉和支链淀粉两部分组成。淀粉是白色无定形粉末，有直链淀粉和支链淀粉两部分组成。直链淀粉直链淀粉可溶液热水，又叫可溶性淀粉，占可溶液热水，又叫可溶性淀粉，占10-20%。支链

46、淀粉支链淀粉不溶性淀粉，占不溶性淀粉，占80-90%。第五十四页，讲稿共六十页哦 1直链淀粉直链淀粉 由由-D-(+)-葡萄糖以葡萄糖以-1,4苷键结合而成苷键结合而成的链状高聚物。的链状高聚物。OOHOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOOHOHOHCH2OHOnO 1,4 苷键葡萄糖聚分子量在 万 万之间即含 个 葡萄糖单位2200120 1200第五十五页，讲稿共六十页哦（2）性质）性质 不溶于冷水，不能发生还原糖的一些反应，遇碘显不溶于冷水，不能发生还原糖的一些反应，遇碘显深蓝色，可用于鉴定碘的存在。深蓝色，可用于鉴定碘的存在。原因：原因：直链淀粉不是伸开的一条

47、直链，而是螺旋状结构。见直链淀粉不是伸开的一条直链，而是螺旋状结构。见P607 螺旋状空穴正好与碘的直径相匹配，允许碘分子进螺旋状空穴正好与碘的直径相匹配，允许碘分子进入空穴中，形成包合物而显色。入空穴中，形成包合物而显色。淀粉淀粉碘包合物（深蓝色）碘包合物（深蓝色），加热解除吸附，则蓝色，加热解除吸附，则蓝色退去。退去。每一螺圈约含六个葡萄糖单位第五十六页，讲稿共六十页哦 2支链淀粉（不溶性淀粉）支链淀粉（不溶性淀粉）支链淀粉在结构上除了由葡萄糖分子以支链淀粉在结构上除了由葡萄糖分子以-1,4苷键连接成主链外，还有以苷键连接成主链外，还有以-1,6苷键苷键 相连而形成的支链（每个支链大约相连而形成的支链（每个支链大约20个葡萄个葡萄糖单位）。其基本结构如下所始：糖单位）。其基本结构如下所始：OOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOO1,4苷键OOOHOHCH2OHOOHOHCH2OOHOHCH2OHOOOOOnnn1,6苷键第五十七页，讲稿共六十页哦第五十八页，讲稿共六十页哦第五十九页，讲稿共六十页哦9/8/2022感谢大家观看感谢大家观看第六十页，讲稿共六十页哦