第13章 糖类化合物.docx

1、第13章 糖类化合物幻灯片1第十三章 糖类化合物1、熟记六种单糖的开链式、哈武斯（Haworth） 式，用哈武斯式能够判断单糖的名称和构型。2、熟悉单糖化学性质。3、糖类化合物的鉴别方法。4、掌握麦芽糖、纤维二糖、乳糖和蔗糖的结构、性质。5、了解淀粉和纤维素的组成和结构。有机化学幻灯片2（一）糖类化合物的存在幻灯片3幻灯片4幻灯片5（二）糖类化物的概念葡萄糖C6H12O6 , C6(H2O)6蔗 糖C12H22O11 , C12(H2O)11Cn(H2O)m称碳水化合物幻灯片6C2H4O2 乙酸符合C2(H2O)2 ,不是糖C5H10O4脱氧核糖不符Cn(H2O)m 却是糖糖的概念：糖指多羟基

2、醛或多羟基酮及水解能生成多羟基醛、酮的物质。幻灯片7（三）糖类化合物的分类据水解产物分：单糖：多羟基醛或酮。葡萄糖、果糖。(不能再分成更小的单糖)低聚糖：水解成210个单糖分子。例蔗糖等多糖：水解成10个以上单糖分子。淀粉、幻灯片813.1 单糖分类：(1)据官能团分：醛糖、酮糖(2)据碳原子数分：丙、丁、戊、已糖幻灯片9果糖CH2OHC=OHOHHHOHOHCH2OH已酮糖脱氧核糖CHOCH2OHHHHOHOHOH核糖CHOCH2OHHHHHOHOH戊醛糖葡萄糖CHO甘露糖CHO半乳糖CHOHOHHOHHOHHOHCH2OHHHHOHHOHCH2OHHOHOHOHHHOHCH2OHHOHHO

3、已醛糖幻灯片1013.1.2 单糖的结构1.单糖的开链结构与立体结构 n 个手性碳，2n种立体异构体。1）. 构型的表示方法: Fisher投影式 葡萄糖为例：幻灯片112） 立体结构：D,L-型编号最大的手性碳的构型与D-(+)-甘油醛相同D构型与L-(-)-甘油醛相同L构型幻灯片12CHOHHOCH2OHL型CHOOHHCH2OHD型幻灯片13认识六种常见单糖果糖CH2OHC=OHOHHHOHOHCH2OH已酮糖脱氧核糖CHOCH2OHHHHOHOHOH核糖CHOCH2OHHHHHOHOH戊醛糖葡萄糖CHO甘露糖CHO半乳糖CHOHOHHOHHOHHOHCH2OHHHHOHHOHCH2OH

4、HOHOHOHHHOHCH2OHHOHHO已醛糖幻灯片141醛6伯3羟左，2位羰基葡变果，2，3羟左是甘露，3，4羟左是半乳，羟基全右是D-核，幻灯片15醛单糖的D型异构体D -葡萄糖D -甘露糖D -半乳糖幻灯片16 2.单糖的变旋现象 从98的水中结晶 得到的葡萄糖 得到的葡萄糖 m.p. 146 m.p. 150 +112o +52.7o +18.7oD葡萄糖有变旋现象幻灯片173、单糖的环状结构幻灯片18幻灯片19生成环状的半缩醛，增加一个手性碳原子，有两种构型98 下结晶的为-构型+18.7o 但达到平衡时(:36.4%;: 63.6%)+ 52.7 O幻灯片20单糖的费歇尔投影式、

5、氧环式转换幻灯片21尾基霍沃思透视式半缩醛羟基形成新C*构型标准：半缩醛羟基(- OH)和尾基同侧为型 ,处于异侧的为型，幻灯片22判断构型的方法：若环上碳的排列顺序为顺时针。半缩醛羟基(- OH)和尾基同侧为型 ,处于异侧的为型，(尾基) -CH2OH在环平面上方为D在环平面下方为L幻灯片23若环上碳的排列顺序为逆时针时：半缩醛羟基(- OH)和尾基同侧为型 ,处于异侧的为型，(尾基) -CH2OH在环平面下方为D在环平面上方为L经验：成环氧相连碳上，直接连有羟基的为1号碳幻灯片24特例：果糖CH2OHHOHOHHCH2OHHOHOCH2OHHOH2CDOHOHHOHHOHD呋喃果糖2.5成

6、环CH2OHC=OHOHHHOHOHCH2OHD果糖HOCH2HOHHOHHOHOHOH2CDHOHOHHOHCH2OHOHD呋喃果糖CH2OH幻灯片25吡喃果糖：没有尾基HHOHOHHCH2OHHOHOCH2OHOHHODHHHOHHOHD吡喃果糖o2.6成环CH2OHCH2OHC=OHOHHHOHOHCH2OHD果糖半缩醛羟基)和5号碳上羟基异侧为型HOCH2HOHHOHHOHOD吡喃果糖HODHHHHOHHOHCH2OHOHCH2OH幻灯片26霍沃思透视式的旋转与翻转HHOHCH2OHOHOHOHHHOHHOHH上下翻转180左右翻转180旋转180CH2OHOHHOHHOHOHHHHO

7、HHOHHOHHHOH2COOHHHHOHHOHHHOH2COOHOHD葡萄糖例幻灯片27由哈武斯式判断为何糖和构型(6种)：5C糖为核糖；其中C2为全H为脱氧核糖；6C糖中五员环为果糖(2.5成环)；6C糖中C3与C4、C2上OH相反为葡萄糖；6C糖中C2、C3与C4上OH相反为甘露糖；6C糖中C3、C4与C2上OH相反为半乳糖；幻灯片28练习：OHHOHOCH2OHHOHHHHHOCH2OHOOHHHHOHHOHOH2CD葡萄糖D果糖OCH2OHOHHHOHHHOHHHOOHOHOHHHOH2CHOHHD核糖L半乳糖幻灯片29OHOHHHOHOHHHOCH2OHHOHOH2CHOHHHHO

8、HHD脱氧核糖D甘露糖HHHOHHOHCH2OHHOHOOHOHOH2CHHHOHOHOHCH2OHL果糖D葡萄糖幻灯片30单糖的构象：以葡萄糖为例，类似环已烷其中-葡糖糖中，CH2OH、-OH较大基团连接在e键上，构象稳定幻灯片3113.1.3、单糖的物理性质1.溶于水、乙醇，不溶于有机溶剂2.有旋光性(有C*)和变旋现象；3.有甜味，但各种糖甜度不一：蔗糖100、葡糖74、果糖173；幻灯片3213.1.4、单糖的化学性质1.差向异构化多手性碳异构体中，只有一个手性碳构型相反，则互为差向异构幻灯片33互变异构： 酮式-烯醇式-醛式 之间互变。C1与C2官能团异构C2之间为差向异构条件：幻灯

9、片34互变的过程：P共轭甘露糖H活泼性H活泼性果糖H活泼性OHHO=CH葡萄糖HC OH C OHHOHH C=O幻灯片352. 氧化反应：（1）单糖与土伦、费林试剂作用：幻灯片36还原性糖：凡能被土伦、费林试剂氧化的糖为还原糖例： 葡糖、 果糖、 半乳糖等OHHOHOCH2OHHOHHHHHOCH2OHOOHHHHOHHOHOH2COCH2OHOHHHOHHHOHHHO幻灯片37（2）与溴水的反应（pH6）可用来鉴别醛糖和酮糖幻灯片38（3）稀硝酸氧化产物：糖二酸幻灯片393. 还原反应 C O CHOH（糖醇）NaHg/HCl幻灯片404. 成脎反应：CHOCHOHCH2OHC O3H2N

10、NHCH NNHC NNH糖脎注：糖中碳原子数相同，只要C1、C2构型不同可生成同种糖 脎。如：D葡萄糖、D甘露糖、D果糖。幻灯片415.成苷反应（1）糖苷的生成甲基 - D - 葡萄糖苷形成糖苷后分子中无半缩醛羟基，无变旋现象，对碱稳定，无还原性。但在酸介质中或生物酶催化下可水解成原来的糖和非糖物质。幻灯片42（2）代表物：水杨苷CH2OHHOCH2OH易水解-苷键苦杏仁苷CH2OHHOCH2-1.6苷键OCHCN易水解-苷键H幻灯片436. 糖酯的形成单糖 OHH3PO4 OHH2O单糖磷酸酯（6种）CH2OHC = OCH2 OPO3H2磷酸二羟丙酮CHOHOHCH2OPO3H2D-3-

11、磷酸甘油醛幻灯片44OCH2OHHOPO3H2-D-1-磷酸葡萄糖OCH2OPO3H2HOH-D-6-磷酸葡萄糖H2O3POCH2OCH2OHOH-D-6-磷酸果糖HH2O3POCH2CH2OPO3H2OHH-D-1.6-磷酸果糖幻灯片457. 显色反应单糖浓酸糠醛（衍生物）酚类、蒽酮有色物幻灯片46(1)所有糖萘酚/浓H2SO4蒽酮/浓H2SO4紫色物(莫力许反应)蓝绿色物(蒽酮反应)(2)酮糖(水解后生成酮糖的二糖)间苯二酚/浓HCl红色物醛糖反应慢且非红色 (西列凡诺夫反应)(3)戊糖5甲基1.3苯二酚/HCl绿色物(皮阿耳反应)(4)脱氧核糖二苯胺/CH3COOH，H2SO4蓝色物(狄

12、斯克反应)幻灯片4713.2 二糖定义：由两分子相同或不同单糖通过糖苷键连接而成的化合物为二糖糖基 O 糖基 A 苷键 BA. 一定用半缩醛羟基(OH )成苷B. 可用半缩醛羟基(OH) 成苷非还原性二糖 用非半缩醛羟基(OH )成苷还原性二糖幻灯片48还原性二糖：麦芽糖、纤维二糖、乳糖非还原性二糖：蔗糖、海藻糖判断有无还原性，看分子中有无游离半缩醛羟基。幻灯片4913.2.1还原性二糖：麦芽糖、纤维二糖、乳糖OHOHHOHCH2OHH O HOHH-D -葡萄糖OHHOHCH2OHH OHHOHHD -葡萄糖-1,4苷键1. 麦芽糖性质：（1）有变旋现象（2）有还原性（3）能水解：麦芽糖HO

13、HH+2D葡萄糖 开 互变幻灯片502. 纤维二糖OHOHHOHCH2OHH O HHOH-D -葡萄糖HCH2OHHHH OHOHD -葡萄糖（翻转）-1,4苷键OHOH性质：（1）有变旋现象（2）有还原性（3）能水解：纤维二糖HOHH+2D葡萄糖 开 互变幻灯片51半缩醛羟基3. 乳糖OHHOHOHCH2OHH O HOHH-D 半乳糖HCH2OHHHOHD -葡萄糖（翻转）-1,4苷键OHOHH OH性质：（1）有变旋现象 开 互变（2）有还原性（3）能水解：乳糖HOHH+D半乳糖 + D葡萄糖 幻灯片5213.2.2非还原性二糖两分子的半缩醛羟基都被缩合成糖苷键1. 蔗糖OHOHHOH

14、CH2OHHOHOHH-D -葡萄糖HOH2CHHHO- D -果糖（翻转）,-1,2苷键OHHOCH2OH幻灯片53性质：（1）无变旋现象（2）无还原性（3）能水解：蔗糖HOHH+D葡萄糖+ D果糖 蔗糖转化糖:等量葡萄糖和果糖的混合液。幻灯片542. 海藻糖OHOHHOHCH2OHHOHOHH-D -葡萄糖 HHHOH2C- D 葡萄糖(平转), 1,1苷键OHOHHOHOHH性质：（1）无变旋现象（2）无还原性（3）能水解：海藻糖HOHH+2D葡萄糖幻灯片5513.3 多糖1. 定义：由许多单糖分子以苷键结合的化合物2. 分类均多糖：水解产物是一种单糖（淀粉、纤维素）杂多糖：水解产物为一

15、种以上单糖或单糖衍生 物。 （半纤维素，果胶质）幻灯片563. 功能贮藏物质：植物中淀粉，动物中糖元；构成植物结构物质：纤维素等。4. 物性：水溶性小，不易结晶，无甜味。幻灯片5713.3.1 淀粉 存在： 植物的贮藏物质，广泛存在于植物各部分，尤其在种子块根、块茎中。2. 分类直链淀粉1020%支链淀粉8090%幻灯片583. 分子结构（1）直链淀粉：200980个D葡萄糖，通过1,4苷 键连结成直链状（非线型），靠氢键维持，每周有6个葡萄糖分子组成。CH2OHHHCH2OHHCH2OHHCH2OHHOHnOOOHH幻灯片59（2）支链淀粉：6006000个D葡萄糖，通过1,4苷键， 1,6

16、苷键连结而成，有分枝，无规律，约隔20 个葡萄糖有一分支，每一分支约有20余个葡萄糖 分子组成。OCH2OHHOCH2OHHOCH2OHHHHOCH2OHHOCH2OHHOCH2HHH4OCH2OHHH1OHHO支链幻灯片60纤维素浓HCl或80%以上浓H2SO4D葡萄糖纤维素水解酶纤维二糖水解酶D 葡萄糖H2O幻灯片614. 淀粉的性质（1）热水中 直链淀粉溶解；支链淀粉不溶，糊化。（2）水解直链淀粉 麦芽糖 D葡萄糖淀粉酶全部麦芽糖酶支链淀粉 麦芽糖 D葡萄糖淀粉酶62%麦芽糖酶 淀粉 蓝糊精 红糊精 无色糊精 麦芽糖 D葡萄糖H+H+H+H+H+（3）与碘显色： 深蓝 蓝色 红色 无 原色 原色（4）还原性：无幻灯片6213.3.2 纤维素1. 存在：构成植物细胞壁的主要成份，起支柱作用，世界分布最广之糖。以棉花中含量最高，根、茎、叶、麻、 木材、草、菜中均含之。2. 组成单位：D葡萄糖3. 连接方式： 1,4苷键H4HOCH2OHOOO14CH2OH14CH2OH14CH2OHOHH1nHHHHHH幻灯片634. 结构特点：无分枝，60个纤维素分子 胶束氢键 网状结构 麻绳状。按一定方式定向排列扭成5. 性质：稳定，机械强度大，不溶于水，不溶于弱酸、弱碱， 难水解，无还原性。幻灯片64作业:1, 2, 4, 5