第十三碳水化合物

1、目的要求目的要求1、了解單糖中葡萄糖的結(jié)構(gòu)（構(gòu)造式、構(gòu)型式、環(huán)、了解單糖中葡萄糖的結(jié)構(gòu)（構(gòu)造式、構(gòu)型式、環(huán)狀結(jié)構(gòu)式及構(gòu)象式）；狀結(jié)構(gòu)式及構(gòu)象式）；2、掌握單糖的化學(xué)性質(zhì)，了解一些重要的單糖；、掌握單糖的化學(xué)性質(zhì)，了解一些重要的單糖；3、掌握雙糖的兩種可能連接方式和蔗糖的結(jié)構(gòu)，了、掌握雙糖的兩種可能連接方式和蔗糖的結(jié)構(gòu)，了解一些重要的雙糖；解一些重要的雙糖；4、了解多糖的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。、了解多糖的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。第十三章第十三章 碳水化合物碳水化合物6CO26H2O+O2能量植物光合作用動(dòng)物呼吸作用+C6H12O6 1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多羥基醛、酮或多羥基醛、酮的縮合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多羥基醛、酮或多羥基醛

2、、酮的縮合物 2. 組成特點(diǎn)：組成特點(diǎn)：Cn(H2O)m一、一、 定義定義二、分類：根據(jù)能否水解和水解后生成的物質(zhì)分為三類二、分類：根據(jù)能否水解和水解后生成的物質(zhì)分為三類(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6淀粉或纖維素葡萄糖C12H22O11+H2OC6H12O6蔗糖葡萄糖果糖+C6H12O6C6H12O5鼠李糖C2H4O2乙酸單糖：?jiǎn)翁牵?不能水解的多羥基醛酮不能水解的多羥基醛酮低聚糖（寡糖）：低聚糖（寡糖）：210個(gè)單糖縮合得到個(gè)單糖縮合得到多糖：成百上千個(gè)單糖縮合得到的高聚物多糖：成百上千個(gè)單糖縮合得到的高聚物第十三章第十三章 碳水化合物碳水化合物一、分類一、分類CHOCH2O

3、HHOHCHOCH2OHHOHHOHCHOCH2OHHOHHOHHOHCHOCH2OHHOHHOHHOHHOH丙糖丙糖丁糖丁糖戊糖戊糖己糖己糖a a）根據(jù)其分子中的碳原子數(shù)目不同可分為丙糖、丁糖、戊）根據(jù)其分子中的碳原子數(shù)目不同可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖等。糖、己糖、庚糖等。第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖b) b) 根據(jù)其分子中羰基的位置不同可分醛糖和酮糖兩種。根據(jù)其分子中羰基的位置不同可分醛糖和酮糖兩種。CHOCH2OHHOHHOHHOHCH2OHCCH2OHOHOHHOHHOH醛糖醛糖酮糖酮糖第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖二、二、單糖的構(gòu)型和標(biāo)記法：?jiǎn)翁堑臉?gòu)型和標(biāo)記法：n對(duì)其它糖，規(guī)定距羰基碳原子

4、最遠(yuǎn)的手性碳原子為對(duì)其它糖，規(guī)定距羰基碳原子最遠(yuǎn)的手性碳原子為決定相對(duì)構(gòu)型的碳原子，若該原子的構(gòu)型為決定相對(duì)構(gòu)型的碳原子，若該原子的構(gòu)型為D-型，型，則該糖的構(gòu)型即為則該糖的構(gòu)型即為D-型。反之，則為型。反之，則為L(zhǎng)型。型。相對(duì)構(gòu)型：人為規(guī)定兩種甘油醛的構(gòu)型如下：相對(duì)構(gòu)型：人為規(guī)定兩種甘油醛的構(gòu)型如下：絕對(duì)構(gòu)型：絕對(duì)構(gòu)型：CHOCH2OHHOHD-(+)-甘油醛CHOCH2OHHHOL-(-)-甘油醛第一節(jié) 單糖 由甘油醛通過化學(xué)方法制得增加碳原子后的多羥基醛糖p.256，257CHOOHHCH2OHD-（+）-甘油醛+ HCNHOHCH2OHHOHCNHOHCH2OHHOHCHOOHHCH2

5、OHHOHCHOOHHCH2OHHOHCN（1）水解（2）生成內(nèi)酯（3）還原（1）水解（2）生成內(nèi)酯（3）還原一、單糖的構(gòu)型一、單糖的構(gòu)型 D-赤蘚糖D-蘇阿糖第一節(jié) 單糖 2. D系列系列CH2OHCHOD-(+)-甘油醛CHOCH2OHD-(-)-蘇阿糖D-(-)-赤蘚糖CHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHD-(+)-葡萄糖D-(+)-甘露糖CHOCH2OHCHOCH2OHD-(-)-古羅糖D-(-)-艾杜糖CHOCH2OHCHOCH2OHD-(+)-半乳糖D-(+)-塔羅糖CHOCH2OHD-(-)-樹膠糖D-(-)-核糖CHOCH2OHD-(+)-木 糖D-(-)-異木糖C

6、HOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHD-(+)-阿洛糖D-(+)-阿卓糖一、單糖的構(gòu)型一、單糖的構(gòu)型 第一節(jié) 單糖 3.構(gòu)型的表示方法構(gòu)型的表示方法投影式：如葡萄糖投影式：如葡萄糖CHOHHHHOHOHOHHOCH2OHCHOOHOHOHHOCH2OHCHOCH2OH一、單糖的構(gòu)型一、單糖的構(gòu)型 第一節(jié) 單糖 三、單糖的變旋現(xiàn)象和環(huán)狀結(jié)構(gòu)三、單糖的變旋現(xiàn)象和環(huán)狀結(jié)構(gòu)變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象從乙醇溶液中或在從乙醇溶液中或在5050以下水溶液中結(jié)晶析出的葡萄糖，其以下水溶液中結(jié)晶析出的葡萄糖，其比旋光度比旋光度 =112=112 ，m.p=146m.p=146；而在吡啶溶液中或在

7、；而在吡啶溶液中或在9898以上的水溶液中結(jié)晶析出的葡萄糖其比旋光度以上的水溶液中結(jié)晶析出的葡萄糖其比旋光度 =18.7=18.7 ，m.p=150m.p=150。即，葡萄糖存在兩種不同的晶體。如果將這兩。即，葡萄糖存在兩種不同的晶體。如果將這兩種葡萄糖晶體重新溶于水中，再測(cè)其旋光度，發(fā)現(xiàn)前者的比種葡萄糖晶體重新溶于水中，再測(cè)其旋光度，發(fā)現(xiàn)前者的比旋光度逐漸減小，而后者的比旋光度逐漸加大，當(dāng)前者降至旋光度逐漸減小，而后者的比旋光度逐漸加大，當(dāng)前者降至52.552.5 ，后者升至，后者升至52.552.5 時(shí)，其比旋光度不再發(fā)生變化。旋光時(shí)，其比旋光度不再發(fā)生變化。旋光性物質(zhì)這種旋光度變化的特性

8、稱為性物質(zhì)這種旋光度變化的特性稱為變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象。第一節(jié) 單糖 由葡萄糖的變旋現(xiàn)象及其它物理和化學(xué)由葡萄糖的變旋現(xiàn)象及其它物理和化學(xué)方法，確定了葡萄糖晶體是以環(huán)狀結(jié)構(gòu)方法，確定了葡萄糖晶體是以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在的：存在的： HCOHHHOOHHOHHCH2OHOH123456HCOHHHOOHHOHCH2HOHOH123456HCOHHHOOHHOHCH2HOHOH123456-D-（+）- 吡喃葡萄糖D-（+）- 吡喃葡萄糖D-（-）- 吡喃葡萄糖（鏈?zhǔn)剑ōh(huán)形半縮醛式）（環(huán)形半縮醛式）1.變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象 異構(gòu)體異構(gòu)體 = +112 +52.7 異構(gòu)體異構(gòu)體 = +18.7 +52.7單糖的環(huán)

9、形結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)形結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 單糖 +HOOHOOHOHHOHHOOHOHOHOHOHHCHOOHHHOOHHOHHCH2OH -D-葡萄糖 -D-葡萄糖 OCH2OHOHOHOHOHOCH2OHOHOHOHOH36%64%0.01%平衡比例 吡喃糖的椅式構(gòu)象和吡喃糖的椅式構(gòu)象和Haworth式式第一節(jié) 單糖 還原糖還原糖: 能還原費(fèi)林試劑或托倫試劑的糖能還原費(fèi)林試劑或托倫試劑的糖非還原糖非還原糖: 不能不能.所有的單糖和大多數(shù)低聚糖都是還原糖，多糖都是非還原糖所有的單糖和大多數(shù)低聚糖都是還原糖，多糖都是非還原糖此反應(yīng)可用來鑒別是否是還原糖應(yīng)用應(yīng)用:1.氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) (單糖都是還原糖單糖都

10、是還原糖)四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì)第一節(jié) 單糖 （1） 堿性弱氧化劑（堿性弱氧化劑（用于鑒別還原糖與非還原糖用于鑒別還原糖與非還原糖）：）：Tollens試劑：試劑：Ag(NH3)2+OH-（氨水過量）（氨水過量）Benedict試劑：試劑：CuSO4+檸檬酸檸檬酸+Na2CO3（藍(lán)色藍(lán)色）Fehling試劑：試劑： CuSO4+酒石酸鉀鈉酒石酸鉀鈉+NaOH（藍(lán)色藍(lán)色）正反應(yīng)正反應(yīng)醛糖或酮糖醛糖或酮糖（還原糖）（還原糖）現(xiàn)象：現(xiàn)象： Tollens試劑：有試劑：有銀鏡銀鏡產(chǎn)生產(chǎn)生Benedict試劑和試劑和 Fehling試劑：溶液試劑：溶液 藍(lán)色消失藍(lán)色消失，有，有磚紅色磚紅色生成生成

11、 非還原糖非還原糖負(fù)反應(yīng)負(fù)反應(yīng)HCHOOHROHHROHCH2OHORHOCHOHR醛糖堿酮糖醛糖的差向異構(gòu)體第一節(jié) 單糖 四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì)HHOOHHOHHCH2OHHOHCHOAg(NH3)2+（Tollens試劑）HHOOHHOHHCH2OHHOHCOO+AgHHOOHHOHHCH2OHHOHCHOCu(NH3)2+(Fehling試劑)HHOOHHOHHCH2OHHOHCOO+Cu2O磚紅色第一節(jié) 單糖 四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì)Br2,H2OD-葡萄糖CHOOHHOOHOHCH2OHCOOHOHHOOHOHCH2OHD-葡萄糖 酸第一節(jié) 單糖 四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性

12、質(zhì)（2）溴水）溴水（3） HNO3HNO3D-葡萄糖CHOOHHOOHOHCH2OHCOOHOHHOOHOHCOOHD-葡萄糖二酸區(qū)別醛糖和酮糖（4） 高碘酸氧化高碘酸氧化D-葡萄糖CHOOHHOOHOHCH2OH+5HIO45HCOOHHCHO2. 還原反應(yīng)還原反應(yīng)D-葡萄糖CHOOHHOOHOHCH2OHH2, Ni或NaBH4CH2OHOHHOOHOHCH2OHD-葡萄糖醇第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì) 3. 成脎反應(yīng)成脎反應(yīng)D-葡萄糖CHOOHHOOHOHCH2OHCHOHHOOHOHCH2OHD-葡萄糖苯腙C6H5NHNH2-H2ON-NHC6H5C6H5NHNH

13、2CHHOOHOHCH2OHD-葡萄糖脎N-NHC6H5N-NHC6H52D-果糖CH2OHHHOOHHOHHCH2OHC OC6H5NHNH2-H2OC6H5NHNH2-H2OCH2OHHHOOHHOHHCH2OHC N-NHC6H5CHHOOHOHCH2OHN-NHC6H5N-NHC6H5D-果糖脎2第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì) 4. 差向異構(gòu)化差向異構(gòu)化CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHCH2OHHHOOHHOHHCH2OHCHOHHOHHOOHHOHHCH2OHCHOHCHOHHHOOHHOHHCH2OHC OD-葡萄糖（64%）D-果糖D-甘露糖（31%）

14、（3%）烯醇式中間體差向異構(gòu)化：差向異構(gòu)化：含有多個(gè)手性含有多個(gè)手性C的旋光異構(gòu)體，如果它們的旋光異構(gòu)體，如果它們只有一個(gè)手性只有一個(gè)手性C原子的構(gòu)型原子的構(gòu)型相反，而其它手性相反，而其它手性C原子的原子的構(gòu)型完全相同，稱為構(gòu)型完全相同，稱為。第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì) CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHCH2OHHHOOHHOHHCH2OHCHOHHOHHOOHHOHHCH2OHC OD-甘露糖C6H5NHNH2CHHOOHOHCH2OHN-NHC6H5N-NHC6H5D-葡萄糖D-果糖過量第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì) 6. Selivan

15、ov（西里瓦諾夫）反應(yīng)（西里瓦諾夫）反應(yīng)酮糖間苯二酚鹽酸鮮紅色的縮合物 鑒別醛糖和酮糖：鑒別醛糖和酮糖： 溴水溴水 間苯二酚間苯二酚鹽酸鹽酸5. Molisch（莫利施）反應(yīng)：糖與（莫利施）反應(yīng)：糖與萘酚的酒精溶液，沿管萘酚的酒精溶液，沿管壁小心注入濃硫酸，壁小心注入濃硫酸， 不要搖動(dòng)試管，則在兩層液面間形成一不要搖動(dòng)試管，則在兩層液面間形成一個(gè)紫色的環(huán)。個(gè)紫色的環(huán)。第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖三、單糖的性質(zhì)三、單糖的性質(zhì) 7. 成苷反應(yīng)（形成縮醛）成苷反應(yīng)（形成縮醛）OCH2OHOHOHOHOH+CH3OH無水HClOCH2OHOHOHOHOCH3+OCH2OHOHOHOHOCH3甲基- -D-葡

16、萄糖苷甲基- -D-葡萄糖苷D-葡萄糖第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì) 糖苷跟縮醛一樣相當(dāng)穩(wěn)定，在水溶液中不能轉(zhuǎn)化為鏈?zhǔn)教擒崭s醛一樣相當(dāng)穩(wěn)定，在水溶液中不能轉(zhuǎn)化為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，因此沒有變旋現(xiàn)象和還原性，也不成脎和差向異結(jié)構(gòu)，因此沒有變旋現(xiàn)象和還原性，也不成脎和差向異構(gòu)化。糖苷類化合物在自然界中廣泛存在。構(gòu)化。糖苷類化合物在自然界中廣泛存在。糖的半縮醛羥基與其它含羥基的化合物如：醇、酚等糖的半縮醛羥基與其它含羥基的化合物如：醇、酚等形成的縮醛或者縮酮。形成的縮醛或者縮酮。n雙糖：由雙糖：由2分子單糖失水形成的化合物。分子單糖失水形成的化合物。n單糖分子中的兩種羥基：?jiǎn)翁欠肿又械膬?/p>

17、種羥基：醇羥基醇羥基和和半縮醛羥基半縮醛羥基。OOHHHHOHHOHOHHCH2OH半縮醛羥基 兩分子單糖形成雙糖后，保留有一個(gè)半縮醛羥兩分子單糖形成雙糖后，保留有一個(gè)半縮醛羥基的，就是還原性糖；如果不含有半縮醛羥基，基的，就是還原性糖；如果不含有半縮醛羥基，則為非還原性糖。則為非還原性糖。第二節(jié)第二節(jié) 雙糖雙糖一、概說一、概說第二節(jié) 雙糖 一、概說一、概說雙糖的兩種可能的連接方式雙糖的兩種可能的連接方式 通過兩個(gè)單糖分子的半縮醛羥基脫去一分子通過兩個(gè)單糖分子的半縮醛羥基脫去一分子水而互相連接而成雙糖：水而互相連接而成雙糖：COHHOOHOCH2OHOH123456COHHOOHOCH2OHH

18、OH123456HH2O-COHHOOHOCH2OHOH123456COHHOOHOCH2OHH123456 通過一個(gè)單糖分通過一個(gè)單糖分子的半縮醛羥基與子的半縮醛羥基與第二個(gè)單糖分子中第二個(gè)單糖分子中的醇羥基（如的醇羥基（如C4的的羥基）脫去一分子羥基）脫去一分子水而互相連接的雙水而互相連接的雙糖：糖： COCH2OHOH123456CHOOCH2OHOHH123456HH2O-COCH2OHOH123456COCH2OHH123456OH1,4苷鍵性質(zhì)性質(zhì) 非還原糖非還原糖 無變旋現(xiàn)象無變旋現(xiàn)象 不能成脎不能成脎 水解水解D+D-果糖D-葡萄糖(+)-蔗糖水解 20+66.5-92+52D

19、 20轉(zhuǎn)化糖=-201. 蔗糖蔗糖第二節(jié) 雙糖 二、重要的雙糖二、重要的雙糖甲基化、水解甲基化、水解H3COOH3COOOCH3H3COH2CCH2OCH3CH2OCH3OCH3HOO , -1,2-苷鍵八氧甲基蔗糖113322H2OCHOOCH3H3COOCH3OCH3CH2OCH3CH2OCH3H3COOCH3OCH3CH2OCH3C2,3,4,5,-四氧甲基-D-葡萄糖1234561234561,3,4,6-四氧甲基-D-果糖O+性質(zhì)性質(zhì) 還原糖 有變旋現(xiàn)象 能成脎 甲基化、水解D 20= +168 -異頭物 -異頭物D 20D 20= +112平衡后= +136結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)HOOHOOOH

20、HOH2C -1,4-苷鍵OHOOHOHHOH2C麥芽糖2. 麥芽糖麥芽糖 （兩分子葡萄糖縮合而成）+C12H22O11甲基化水解CH2OCH3OCH3OCH3H3COOOH165432CH2OCH3OCH3OCH3HOOOH1654322,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖2,3,6-三-O-甲基-D-葡萄糖第二節(jié) 雙糖 二、重要的雙糖二、重要的雙糖HOOHOOOHHOH2COHOOHOHHOH2C -1,4-苷鍵HOOHOOOHHOH2COHCHOHOOHHOH2C -1,4-苷鍵HOOHOOOHHOH2COHOOHOHHOH2C -1,4-苷鍵 -(+)-麥芽糖 -(+)-麥芽糖3.

21、纖維二糖是由兩分子葡萄糖縮合而成的。纖維二糖是由兩分子葡萄糖縮合而成的。CH2OHOHOHOHO165432HOOHOOOHHOH2COHOOHOHHOH2CCH2OHOHOHOOH165432O -1,4苷鍵(+)纖維二糖第二節(jié) 雙糖 二、重要的雙糖二、重要的雙糖4. 乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合而成的。乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合而成的。CH2OHOHOHOHO165432OHOHOOOHHOH2COHOOHOHHOH2CCH2OHOHOHOOH165432O -1,4苷鍵 乳糖醛式 還原雙糖：麥芽糖、纖維二糖、乳糖都是半縮醛上還原雙糖：麥芽糖、纖維二糖、乳糖都是半縮醛上-OH（苷羥基）和醇（