糖化学802学习教程.pptx
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1、四、单糖的性质四、单糖的性质(一)单糖的物理性质(一)单糖的物理性质 1、单糖及衍生物均具有旋光性和变旋现象、单糖及衍生物均具有旋光性和变旋现象 2、甜度、甜度 以蔗糖为参照物,甜度:以蔗糖为参照物,甜度:1003、溶解度、溶解度 除甘油醛外,单糖均易溶于水除甘油醛外,单糖均易溶于水第1页/共78页1 1)脱水:单糖与强酸共热脱水生成糠醛或羟甲基糠醛)脱水:单糖与强酸共热脱水生成糠醛或羟甲基糠醛2 2)氧化:)氧化:弱氧化剂弱氧化剂-糖酸糖酸 单糖单糖 +氧化剂氧化剂 -糖醛酸糖醛酸 强氧化剂强氧化剂-糖二酸糖二酸3 3)还原:)还原:单糖单糖 +还原剂还原剂 -糖醇糖醇4 4)成脎:)成脎:
2、单糖单糖 +3+3苯肼苯肼糖脎(黄色晶体)糖脎(黄色晶体)5 5)成苷:单糖半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基的)成苷:单糖半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基的 化合物脱水缩合生成化合物脱水缩合生成糖苷糖苷;6 6)成酯:羟基包括异头碳羟基被酯化生成)成酯:羟基包括异头碳羟基被酯化生成糖脂糖脂;7 7)胺基取代:单糖某位的羟基被胺基取代生成)胺基取代:单糖某位的羟基被胺基取代生成糖胺糖胺(二)单糖的化学性质 第2页/共78页戊糖与戊糖与强酸强酸共热脱水形成糠醛共热脱水形成糠醛。己糖与强酸共热脱水形成己糖与强酸共热脱水形成羟甲基糠醛羟甲基糠醛1 1、单糖脱水(二)单糖的化学性质 第3页/共78页 糠醛是
3、合成塑料、药物、染料和溶剂的重要原料糠醛是合成塑料、药物、染料和溶剂的重要原料P213P213 糠醛(羟甲基糠醛)糠醛(羟甲基糠醛)+芳香族芳香族 有色物质有色物质第4页/共78页2 2、单糖的氧化、单糖的氧化醛糖的醛基有很好的还原性醛糖的醛基有很好的还原性,与氧化剂反应与氧化剂反应生成羧基的产物。生成羧基的产物。能使氧化剂还原的糖称能使氧化剂还原的糖称为还原糖为还原糖,所有的醛糖都是还原糖所有的醛糖都是还原糖,能异构能异构化为醛糖的酮糖如化为醛糖的酮糖如:果糖果糖,也是还原糖。也是还原糖。a)氧化成糖酸根据还原糖的这一特性,根据还原糖的这一特性,FehlingFehling试剂和试剂和Ben
4、edictBenedict试剂常用于检测还原糖。试剂常用于检测还原糖。第5页/共78页糖的检测:糖的检测:FehlingFehlingFehlingFehling反应反应酒石酸钾钠可溶性氧化铜络合物葡萄糖 酒石酸钾钠 葡萄糖酸单糖开链中的自由羰基可以还原Cu2+Cu2+为Cu+Cu+,后者可形成砖红色的氧化亚铜沉淀。第6页/共78页溴水溶液(溴水溶液(pH6pH6pH6pH6)专一性氧化醛)专一性氧化醛糖成糖酸,氧化后糖成糖酸,氧化后棕色棕色消去;消去;溴水不作用于酮糖。溴水不作用于酮糖。溴水HNO3脱氢酶鉴别醛糖与酮糖第7页/共78页b)b)氧化成糖二酸氧化成糖二酸 在在强氧化剂强氧化剂(如
5、(如在热稀硝酸中)在热稀硝酸中)的作用下,的作用下,醛糖的醛基和伯醇基都被氧化成羧基的产醛糖的醛基和伯醇基都被氧化成羧基的产物。物。第8页/共78页(c c)氧化成糖醛酸在特定的条件下,如在机体内,以NADHNADH或NADPHNADPH为供氢体,特异的脱氢酶能只氧化伯醇基而保留醛基,催化糖醛酸的合成。第9页/共78页葡萄糖酸和葡萄糖醛酸都是机体的代谢中间物葡萄糖酸和葡萄糖醛酸都是机体的代谢中间物,葡萄糖酸钙葡萄糖酸钙在医药上用于消除过在医药上用于消除过敏敏,补充钙质;补充钙质;葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸具有解毒作用具有解毒作用,能与进入体内的或代谢产生的含羟基的能与进入体内的或代谢产生的含羟基的有
6、害化合物结合有害化合物结合,形成葡萄糖醛酸的糖苷随尿排出。形成葡萄糖醛酸的糖苷随尿排出。由山梨醇制得的一种重要的糖酸:抗坏血酸由山梨醇制得的一种重要的糖酸:抗坏血酸VcVc,是人类必需的维生素是人类必需的维生素,广泛广泛存在于植物和某些动物体内。存在于植物和某些动物体内。第10页/共78页3 3、单糖的还原、单糖的还原 单糖具有游离的羰基故易被还原成多羟基醇单糖具有游离的羰基故易被还原成多羟基醇(糖醇)。(糖醇)。如如 醛糖的还原醛糖的还原D-D-山梨醇山梨醇第11页/共78页 酮糖的还原酮糖的还原D-D-山梨醇山梨醇 D-D-果糖果糖 D-D-甘露醇甘露醇 Na-HgNa-Hg第12页/共7
7、8页 葡萄糖用电解法还原,其产物山梨醇、葡萄糖用电解法还原,其产物山梨醇、甘露醇都是制备生化药物的重要原料甘露醇都是制备生化药物的重要原料电电 解解 电压电压 5-6V 电流电流1.0-1.2A/dm2 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 山梨醇山梨醇山梨醇山梨醇 甘露醇甘露醇甘露醇甘露醇or第13页/共78页4 4、形成糖脎、形成糖脎 单糖游离羰基能与苯肼作用生成糖脎。单糖游离羰基能与苯肼作用生成糖脎。糖脎相当稳定且不溶于水糖脎相当稳定且不溶于水,以黄色晶体析出。以黄色晶体析出。不同还原糖生成的脎晶型和熔点各不同不同还原糖生成的脎晶型和熔点各不同,可用可用来鉴别多种还原糖。来鉴别多种还原糖。如葡萄糖脎
8、是黄色细针状如葡萄糖脎是黄色细针状,麦芽糖脎是长薄片麦芽糖脎是长薄片形。形。第14页/共78页葡萄糖脎葡萄糖脎葡萄糖酮苯腙葡萄糖酮苯腙葡萄糖苯腙葡萄糖苯腙苯肼D D D D葡萄糖葡萄糖第15页/共78页5 5、形成糖酯单糖为多元醇,与酸作用生成酯。单糖为多元醇,与酸作用生成酯。生物学上较重要的酯是生物学上较重要的酯是磷酸酯磷酸酯,它们代表了糖的活性形式,它们代表了糖的活性形式,广泛存在于各种广泛存在于各种细胞里细胞里,是是糖代谢的中间产物。糖代谢的中间产物。第16页/共78页核糖核糖-5-P第17页/共78页6 6、形成糖苷环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基化合物环状单糖的半缩醛或半缩酮
9、羟基与其他含羟基化合物发生缩合形成的缩醛或缩酮称为糖苷。发生缩合形成的缩醛或缩酮称为糖苷。糖基:糖苷分子中提供半缩醛羟基的糖部分。糖基:糖苷分子中提供半缩醛羟基的糖部分。配基:与之缩合的另一部分(糖或其它分子)配基:与之缩合的另一部分(糖或其它分子)-由半缩醛形成缩醛第18页/共78页O糖苷键:存在于寡糖、多糖和糖蛋白糖苷键:糖基与配基之间的连键,如常见的:糖基与配基之间的连键,如常见的 OO苷、苷、N N苷苷第19页/共78页 N-糖苷键:存在于糖蛋白和核苷中第20页/共78页*第21页/共78页糖苷主要存在于植物的种、叶及皮内。天然糖苷大多极毒,微量可作药物。糖苷主要存在于植物的种、叶及皮
10、内。天然糖苷大多极毒,微量可作药物。苦杏仁苷苦杏仁苷 -止咳祛痰止咳祛痰毛地黄苷(强心剂)毛地黄苷(强心剂)-加强心跳,调整脉加强心跳,调整脉 搏节律,还有利尿作用搏节律,还有利尿作用皂角苷皂角苷 -引起溶血引起溶血第22页/共78页(2)种类)种类由于环状单糖有由于环状单糖有、异头物异头物,所以成苷时相应所以成苷时相应的也有两种形式的也有两种形式,如最简单的如最简单的 甲基葡萄糖苷甲基葡萄糖苷和和 甲基葡萄糖苷。天然存在的糖苷多为甲基葡萄糖苷。天然存在的糖苷多为 型。型。第23页/共78页(3 3)化学性质糖苷与糖的化学性质完全不同,糖是半缩醛,很容易变为醛,从而显糖苷与糖的化学性质完全不同
11、,糖是半缩醛,很容易变为醛,从而显示醛的多种反应。示醛的多种反应。糖苷属缩醛,一般不显示醛的性质。糖苷属缩醛,一般不显示醛的性质。糖苷需水解后才能分解为糖与配糖体,所以糖苷比糖稳定。它不与苯糖苷需水解后才能分解为糖与配糖体,所以糖苷比糖稳定。它不与苯肼发生反应,不易被氧化,也无变旋现象。肼发生反应,不易被氧化,也无变旋现象。对碱溶液稳定,易被酸水解成原来对碱溶液稳定,易被酸水解成原来的糖和配基。的糖和配基。第24页/共78页7 7、糖的胺基化、糖的胺基化 分子中一个羟基被氨基取代的单糖。自然界存在的分子中一个羟基被氨基取代的单糖。自然界存在的糖胺都是己糖胺。糖胺都是己糖胺。如:如:N N乙酰乙
12、酰葡糖胺,存在于几丁质和黏液酸中。葡糖胺,存在于几丁质和黏液酸中。N N乙酰乙酰半乳糖胺,是软骨组成成分软骨酸的半乳糖胺,是软骨组成成分软骨酸的 水解产物水解产物。第25页/共78页 几种鉴定糖的反应几种鉴定糖的反应(1 1)Fahling,BenedictFahling,Benedict试验试验 鉴定还原糖的方法鉴定还原糖的方法 (2 2)溴水()溴水(pH6pH6)试验)试验 (3 3)Seliwanoff Seliwanoff 试验试验(4 4)BialBial、TollenTollen反应反应 鉴别戊糖鉴别戊糖(5 5)MolishMolish试验试验 鉴定糖类物质鉴定糖类物质鉴别醛糖
13、与酮糖鉴别醛糖与酮糖第26页/共78页1 1)脱水:单糖与强酸共热脱水生成糠醛或羟甲基糠醛)脱水:单糖与强酸共热脱水生成糠醛或羟甲基糠醛2 2)氧化:)氧化:弱氧化剂弱氧化剂-糖酸糖酸 单糖单糖 +氧化剂氧化剂 -糖醛酸糖醛酸 强氧化剂强氧化剂-糖二酸糖二酸3 3)还原:)还原:单糖单糖 +还原剂还原剂 -糖醇糖醇4 4)成脎:)成脎:单糖单糖 +3+3苯肼苯肼糖脎(黄色晶体)糖脎(黄色晶体)5 5)成苷:单糖半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基的)成苷:单糖半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基的 化合物脱水缩合生成化合物脱水缩合生成糖苷糖苷;6 6)成酯:羟基包括异头碳羟基被酯化生成)成酯:羟基包括异头
14、碳羟基被酯化生成糖脂糖脂;7 7)胺基取代:单糖某位的羟基被胺基取代生成)胺基取代:单糖某位的羟基被胺基取代生成糖胺糖胺单糖的化学性质 第27页/共78页五、单糖的衍生物五、单糖的衍生物1 1、糖酸、糖酸 生物体内:糖醛生物体内:糖醛酸酸2 2、糖醇、糖醇3 3、糖酯、糖酯4 4、糖胺、糖胺5 5、糖苷糖苷第28页/共78页由少数单糖通过糖苷键联接起来的缩醛衍生物由少数单糖通过糖苷键联接起来的缩醛衍生物 第二节 寡 糖一、寡糖的结构与性质 1.单糖单位可同可不同呋喃果糖苷呋喃果糖苷第29页/共78页2.糖苷键的形式有多种糖苷键的形式有多种第30页/共78页 1、蔗糖(非还原糖)、蔗糖(非还原糖
15、)Sucrose 由由-D-葡萄糖和葡萄糖和 -D-果糖以果糖以 ,(1 2)-糖苷键糖苷键 连接而成。连接而成。蔗糖不能还原蔗糖不能还原FehlingFehling试剂试剂,不能成脎。不能成脎。二、常见的二糖 蔗糖酶 sucrase(也称转化酶)第31页/共78页2、麦芽糖(还原糖)、麦芽糖(还原糖)Maltose 由由2分子葡萄糖以分子葡萄糖以 -(1 4)糖苷键缩水而成糖苷键缩水而成用作烘烤食品的膨松剂,冷冻食品的填充剂和稳定剂用作烘烤食品的膨松剂,冷冻食品的填充剂和稳定剂麦芽糖酶(maltase)存在于小肠表皮细胞的外表面第32页/共78页3 3、乳糖(还原性糖)、乳糖(还原性糖)La
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