碳水化合物 (6)讲稿.ppt

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1、关于碳水化合物(6)1第一页，讲稿共三十八页哦2糖糖 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物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。因这类化合物都是由C、H、O三种元素组成，且都符合Cn(H2O)m的通式，所以称之为碳水化合物。例如：葡萄糖的分子式为C6H12O6，可表示为C6(H2O)6，蔗糖的分子式为C12H22O11，可表示为C12(H2O)11等。但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖C6H12O5（甲基糖）；脱氧核糖C5H10O4。有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。例如甲酸（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。因此，最

2、好还是叫做糖类较为合理。第一节 概述一、碳水化合物碳水化合物 第二页，讲稿共三十八页哦3二、分类二、分类根据其单元结构分为：根据其单元结构分为：单单糖糖 不不能能再再水水解解的的多多羟羟基基醛醛（醛醛糖糖）或或多羟基酮（酮糖）。多羟基酮（酮糖）。低低聚聚糖糖含含210个个单单糖糖结结构构的的缩缩合合物物。以以二二糖最为多见，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。糖最为多见，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。多多糖糖 含含10个个以以上上单单糖糖结结构构的的缩缩合合物物。如如淀淀粉、纤维素等。粉、纤维素等。第三页，讲稿共三十八页哦4第二节第二节 单单 糖糖 单糖可根据分子中所含碳原子的数目分为戊糖、己糖等。自然界中存在

3、最广泛的单糖是葡萄糖（多羟基醛）、果糖（多羟基酮）和核糖。我们以葡萄糖和果糖为代表来讨论单糖。一、单糖的结构一、单糖的结构(一一)、单糖的构造式、单糖的构造式葡萄糖的分子式为葡萄糖的分子式为C6H12O6，为，为2，3，4，5，6，-五羟基己醛的五羟基己醛的基本结构。果糖为基本结构。果糖为1，3，4，5，6，-五羟基己酮的基本结构。其构五羟基己酮的基本结构。其构造式如下：造式如下：第四页，讲稿共三十八页哦5（二）、单糖的构型1相对构型的确定与绝对构型糖的相对构型(D系列和L系列)是以D-(+)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一系列反应联系，得到相应的糖类。D-()

4、甘油醛甘油醛L-(-)-甘油醛甘油醛第五页，讲稿共三十八页哦6 HCND-苏阿糖D-赤藓糖D-(+)-甘油醛第六页，讲稿共三十八页哦719世纪末，20世纪初，费歇尔（EFischer）首先对糖进行了系统的研究，确定了葡萄糖的结构。葡萄糖的构型如下：第七页，讲稿共三十八页哦82构型的标记和表示方法（1）构型的标记糖类的构型习惯用D/L名称进行标记。即编号最大的手性碳原子上OH在右边的为D型，OH在左边的为L型。R/S标记。（2）构型的表示方法 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。其常见的几种表示方法为：另一种表示方法是用楔型线 D-(+)-葡萄糖第八页，讲稿共三十八页哦

5、9（三）、单糖的环状结构开链结构不能解释单糖的所有性质，如：与饱和NaHSO3反应非常迟缓（这说明单糖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构）。变旋光现象，如：葡萄糖晶体 常温下用乙醇结晶而得（型）高温下用醋酸结晶而得（型）m.p 146 150新配溶液的D +112 +18.7新配溶液放置 D 逐渐减少至+52.6 D 逐渐增高至+52.6第九页，讲稿共三十八页哦101氧环式结构 2环状结构的构型和构型(端基异构体/异头物)第十页，讲稿共三十八页哦11123456顺时针旋转顺时针旋转61弯成六边形状弯成六边形状156C5旋转旋转120O651成环成环

6、6515613哈沃斯式（哈沃斯式（Haworth）透视式）透视式第十一页，讲稿共三十八页哦12糖的哈沃斯结构和吡喃相似，所以，六元环单糖又称为糖的哈沃斯结构和吡喃相似，所以，六元环单糖又称为吡喃吡喃型单糖。型单糖。-D-(+)-吡喃吡喃葡萄糖葡萄糖-D-(+)-吡喃吡喃葡萄糖葡萄糖吡喃吡喃第十二页，讲稿共三十八页哦13（四）单糖的构象研究证明，吡喃型糖的六元环主要是呈椅式构象存在与自然界的 第十三页，讲稿共三十八页哦14（五）果糖的结构1构型 D-果糖为2-己酮糖，其C3、C4、C5的构型与葡萄糖一样。第十四页，讲稿共三十八页哦152果糖的环状结构第十五页，讲稿共三十八页哦 二二.单糖的反应单

7、糖的反应 1.成苷反应成苷反应 甲基甲基-D-葡萄糖苷葡萄糖苷 甲基甲基-D-葡萄糖苷葡萄糖苷糖苷基与配基之间连接的键称为糖苷基与配基之间连接的键称为苷键苷键。-苷键苷键-1,6-苷键苷键-苷键苷键氮苷氮苷(胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷)苦杏仁苷苦杏仁苷第十六页，讲稿共三十八页哦 糖苷为缩醛结构，无变旋现象。糖苷为缩醛结构，无变旋现象。酸或酶催化下，苷键断裂生成原来的糖和非糖部分。酸或酶催化下，苷键断裂生成原来的糖和非糖部分。酶催化效率高且立体专一。酶催化效率高且立体专一。-D-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 甲基甲基-D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷 -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 2.成醚反应成醚反应 稀酸水解

8、，稀酸水解，C-1上苷键被水解上苷键被水解。第十七页，讲稿共三十八页哦3.差向异构化差向异构化（碱性条件）（碱性条件）差向异构化：差向异构化：在一个含多个手性中心的分子中，只有一个手性中心构型发生在一个含多个手性中心的分子中，只有一个手性中心构型发生 转化的现象。转化的现象。第十八页，讲稿共三十八页哦 4.成成脎反应脎反应 （与过量苯肼作用）（与过量苯肼作用）反应发生在反应发生在C-1和和C-2上。上。5.氧化反应氧化反应 1)与与Tollens、Fehling、Benedict试剂反应试剂反应 糖化学中的还原糖与非还原糖的概念。糖化学中的还原糖与非还原糖的概念。第十九页，讲稿共三十八页哦2)

9、与溴水、稀硝酸、高碘酸的反应与溴水、稀硝酸、高碘酸的反应 高碘酸氧化法测定糖苷中环的大小高碘酸氧化法测定糖苷中环的大小第二十页，讲稿共三十八页哦 6.还原反应还原反应7.莫利施（莫利施（Molisch）反应反应 鉴别糖类物质鉴别糖类物质 第二十一页，讲稿共三十八页哦22第三节第三节 二二 糖糖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，也可以是其他羟基）作用，脱水而形成的糖苷称为二糖。二糖 还原性二糖 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。非还原性二糖 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。一、还原性二糖一、还原性二糖（保留有游离苷羟基的

10、二糖）（一）麦芽糖1来源 在淀粉酶催化下由淀粉水解而得。2性质 与葡萄糖相似第二十二页，讲稿共三十八页哦233麦芽糖的结构麦芽糖水解时得两分子葡萄糖 2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖 2,3,5,6-四-O-甲基-D-葡萄糖酸 说明麦芽糖为 -1,4苷键结合第二十三页，讲稿共三十八页哦24由上推得麦芽糖的结构为：第二十四页，讲稿共三十八页哦25（二）纤维二糖第二十五页，讲稿共三十八页哦26(三）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46%。乳糖的甜味只有蔗糖的70%。结构：由-D-吡喃半乳糖的苷羟基与D-吡喃葡萄糖C4上的羟基缩合而成的半乳糖苷性质：具有还原糖的通

11、性。-型半乳糖 -型半乳糖 第二十六页，讲稿共三十八页哦27二、非还原性二糖二、非还原性二糖（通过两个苷羟基缩合而成的二糖）1.蔗糖的结构第二十七页，讲稿共三十八页哦282蔗糖的性质不能与土伦试剂和费林试剂反应（无游离的醛基）。不能与苯肼反应。无变旋光现象。蔗糖水解后，旋光度发生改变 第二十八页，讲稿共三十八页哦29第四节第四节 多多 糖糖直链淀粉可溶液热水，又叫可溶性淀粉，占10-20%。支链淀粉不溶性淀粉，占80-90%1直链淀粉由-D-(+)-葡萄糖以-1,4苷键结合而成的链状高聚物。一、淀粉一、淀粉第二十九页，讲稿共三十八页哦30（2）性质不溶于冷水，不能发生还原糖的一些反应，遇碘显深

12、蓝色，可用于鉴定碘的存在。原因：直链淀粉不是伸开的一条直链，而是螺旋状结构。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。淀粉碘包合物（深蓝色），加热解除吸附，则蓝色退去 第三十页，讲稿共三十八页哦311第三十一页，讲稿共三十八页哦322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-1,4苷键连接成主链外，还有以-1,6苷键相连而形成的支链（每个支链大约20个葡萄糖单位）。其基本结构如下所始：第三十二页，讲稿共三十八页哦33图 支链淀粉的结构第三十三页，讲稿共三十八页哦34二、糖原动物淀粉糖原的结构第三十四页，讲稿共三十八页哦35三、纤维素三、纤维素纤维素

13、是构成植物细胞壁及支柱的主要成分。棉花 含纤维素 9298%以上 分子量 57万 亚麻 80%184万 木材 40 60%9-15万纤维素的结构绞成绳索状的纤维素长链-1,4-苷键 第三十五页，讲稿共三十八页哦36作业：p239 1,3,6,8,9,12,13,17.第三十六页，讲稿共三十八页哦 D-型：型：CH2OH在环上方；在环上方；L-型：型：CH2OH在环下方。在环下方。D-型糖中：型糖中：-异构体：半缩醛羟基在环的下方；异构体：半缩醛羟基在环的下方；-异构体：半缩醛羟基在环的上方。异构体：半缩醛羟基在环的上方。呋喃糖呋喃糖(Haworth式式)的构型的构型 D-型糖：型糖：C-5为为R构型；构型；L-型糖：型糖：C-5为为S构型。构型。在在Haworth式结构式中：式结构式中：L-型糖中：情况相反。型糖中：情况相反。第三十七页，讲稿共三十八页哦感感谢谢大大家家观观看看第三十八页，讲稿共三十八页哦