14碳水化合物dong

null本章要点：本章要点：1、碳水化合物（糖类）的分类——了解 2、单糖、二糖的结构与命名——掌握 3、单糖、二糖的化学性质——理解 4、多糖的结构与化学性质——了解第十四章 碳水化合物null 糖类，又称碳水化合物(Carbohydrate) 。是自然界中存在最多的一类有机物。植物干重的50%~80%为糖类化合物。糖是重要的食物之一。 糖类是绿色植物吸收空气中的CO2，经过复杂的光合作用而产生的。1.概论null 绝大多数糖类分子由C、H、O三中元素组成，大多数化合物具有通式Cn(H2O)m，定义：糖类是一类多羟基醛/酮以及通过 水解产生这些醛酮的物质。单糖：不能水解的糖。如葡萄糖、果糖、核糖等。 双糖：水解后产生2分子单糖。如蔗糖、麦芽糖等。 寡糖(低聚糖)：水解后产生3~10个分子单糖。如棉子糖. 多糖(高聚糖)：完全水解后生成10个以上分子单糖。为 天然高分子化合物。如淀粉、纤维素等。根据糖类水解情况分为四类：1.概论null2.1 单糖的分类 最简单的糖是甘油醛，它是研究糖类化学结构的参照物，也是合成复杂糖类化合物的起始原料。2. 单糖2.1 单糖的分类2.1 单糖的分类己醛糖(24=16) 己酮糖(23=8)如：葡萄糖是一种己醛糖。果糖是一种己酮糖。2.2 单糖的结构与命名2.2 单糖的结构与命名(1). 开链结构与构型单糖的链式结构及表示：D型：结构式中,位号最大的手性碳原子的构型与D-(+)-甘油醛中C-2构型一致。 L型：结构式中,位号最大的手性碳原子的构型与 L-(-)-甘油醛中C-2构型一致。 D型 葡萄糖Fischer投影式表示单糖结构2.2 单糖的结构与命名2.2 单糖的结构与命名 L-阿洛糖 D-阿洛糖 L-阿卓糖 D-阿卓糖 L-葡萄糖 D-葡萄糖 L-甘露糖 D-甘露糖 L-古罗糖 D-古罗糖 L-艾杜糖 D-艾杜糖 L-半乳糖 D-半乳糖 L-太罗糖 D-太罗糖2.2 单糖的结构与命名2.2 单糖的结构与命名 自然界中只存在 3 种己醛糖：D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖，其余的13种都为人工合成品。单糖的差向异构体C-2差向 异构体C-4差向 异构体2.2 单糖的结构与命名2.2 单糖的结构与命名 在含多个手性碳的非对映体中，若彼此间只有1个*C构型不同，其余*C构型都相同，则互称为差向异构体。D-甘油醛D-葡萄糖L-葡萄糖D-甘露糖D-半乳糖非对映体—> C2-差向异构体null(2). 单糖的环状结构 糖类分子中既有C=O，又在 g- 或 d-位有—OH，故可形成较稳定的四碳一氧的五员杂环(呋喃型)或五碳一氧的六员杂环(吡喃型)。 -D-(+)-吡喃葡萄糖 -D-(+)-呋喃葡萄糖 -D-呋喃.. -D-吡喃.. +18.7o ( 63% ) +112o (37% ）半缩醛 羟基半缩醛 羟基null(2). 单糖的环状结构葡萄糖分子中醛基与羟基形成环状半缩醛结构。半缩醛羟基的两种空间取向形成两种异构体。----端基差向异构体-异构体：半缩醛羟基与CH2OH在链异侧（或与C5上的羟基 在链同侧）。 -异构体：半缩醛羟基与CH2OH在链同侧（或与C5上的羟基 在链异侧）。 达到平衡时：吡喃糖 > 99% (-异构体37%、-异构体63%) 呋喃糖 < 1% ； 链形葡萄糖 仅占0.1%null(2). 单糖的环状结构向右倒下绕成环-D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖 在Haworth式结构式中： D-型：CH2OH在环上方； L-型：CH2OH在环下方。糖的哈武斯(Haworth)式形成 半缩醛null(2). 单糖的环状结构 -D-吡喃葡萄糖 -L-吡喃葡萄糖单糖的构象: D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖半缩醛 羟基半缩醛 羟基判断糖的构型：null D-果糖在溶液中，既可生成a和b两种吡喃型果糖，也可生成a和b两种呋喃型糖. 5 62.3 单糖的物理性质2.3 单糖的物理性质 单糖都是白色晶体，由于结构上有多个羟基，水溶性较大，常易形成过饱和溶液(糖浆)，难溶于醇等有机溶剂。 单糖均有甜味,但程度各不相同，果糖最甜。 旋光性：是鉴定糖的一个重要指标(仅丙酮糖无旋光性)。 变旋光现象，除丙酮糖外，单糖在溶液中都有变旋光现象。这是开链式与环式进行可逆的半缩醛/酮反应的结果。2.4 单糖的化学性质2.4 单糖的化学性质(1)、 差向异构化 （碱性条件）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。2.4 单糖的化学性质2.4 单糖的化学性质(2)、 氧化反应A 与Tollens、Fehling试剂反应 Benidict试剂是Fehling试剂的改良。较Fehling试剂稳定。临床检验中常用作尿糖的定性检测。 凡能和弱氧化剂发生反应的糖称为还原糖。所有单糖都是还原糖。有些寡糖及多糖不能还原弱氧化剂，称为非还原糖。2.4 单糖的化学性质2.4 单糖的化学性质B 与溴水、稀硝酸、高碘酸的反应醛糖可被溴水氧化，酮糖在室温下不反应，可作鉴别。 高碘酸氧化法测定糖苷中环的大小2.4 单糖的化学性质2.4 单糖的化学性质(3)、 成脎反应（与过量苯肼作用） 反应发生在C-1和C-2上，用来鉴别各种糖（因为不同的糖脎结晶形状不同，熔点不同，形成的时间也不同）。糖脎都是黄色晶体。null 水解后产生2分子单糖的糖称为双糖。常见的二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖等。二糖的结构1. (+)-麦芽糖-1,4 4-O-(-D-吡喃葡萄糖苷基)-D-吡喃葡萄糖还原糖3 二糖null 2. (+)-纤维二糖-1,44-O-(-D-吡喃葡萄糖苷基)-D-吡喃葡萄糖 (+)-纤维二糖与(+)-麦芽糖结构上的区别：苷键构型不同。还原糖3 二糖null3. (+)-蔗糖 -1,2苷键-2,1苷键 -D-吡喃葡萄苷基--D-呋喃果糖苷(+)-蔗糖无变旋现象、无还原性非还原糖3 二糖null -1,4-苷键 淀粉（starch） 无还原性、无变旋现象。不溶于水或与水形成胶体溶液。直链淀粉溶液与碘产生紫兰色反应，支链淀粉与碘生成紫红色 的包合物糖原(glycogen)又称动物淀粉，其水溶液与碘显棕红色 反应4 多糖null1、单糖的哈武斯结构式和构型判断（以葡 萄糖、甘露糖、果糖为主）； 2、单糖的化学性质（鉴别中的应用，还原性及非还原性）； 3、双糖的结构与性质（蔗糖、麦芽糖）。小结