有机化学第十四章碳水化合物.ppt

第十三章 碳水化合物,Carbohydrates,碳水化合物也叫糖，是多羟基醛、酮或其缩合物，由碳、氢、氧三种元素组成，而且分子中氢和氧的比例为2：1，可以用通式Cn(H2O)m来表示。,特殊：鼠李糖（C6H12O5）属于 乙酸（C2H4O2）不属于,碳水化合物,糖是一切生物能量的主要来源。动物和植物通过如下的循环维持了二氧化碳与氧的平衡,植物光合作用动物呼吸作用,单糖：不能水解的多羟基醛酮 寡糖（低聚糖）：能分解为2-10个单糖 多糖：一分子能分解为及百以至几千个单糖,分类,单糖分为醛糖和酮糖，自然界中五、六个碳原子最普遍,丁醛糖 丁酮糖 戊醛糖 戊酮糖 已醛糖 已酮糖,相应的醛糖和酮糖是同分异构体,单糖的构型和命名用费歇尔投影式表示,如D-葡萄糖旋光异构体的数目：2n个，n为手性碳原子的个数,问题的提出,D-葡萄糖在不同条件下结晶，得到2种晶体a-型 mp 146，aD+112.2b-型 mp 150，aD+18.7葡萄糖溶液存在变旋光现象a-型 aD+112.2+52.7NMR,IR谱没有-CHO的特征峰可以和Fehling,Tollen 试剂反应，但不与NaHSO3加成。形成缩醛时只需要一分子醇。,13.1.2 单糖的环形结构,变旋光现象,一个有旋光性的化合物，在溶液中其旋光发生变化，最终达到一个固定的值。,结晶状态的单糖以环形半缩醛(或半缩酮)的形式存在,成环后，形成一个新的手性碳原子，新形成的羟基若与参与成环的羟基在同一侧，叫做型，若两者在异侧，叫型,葡萄糖的吡喃环形半缩醛,吡喃型葡萄糖的三维空间结构，椅式构象,其差别在于形成缩醛的羟基是与环的连接键不同，一个是与（1、3、5号碳）面垂直的a键，一个是平行的e键。,单糖的物理性质单糖都是无色晶体，有甜味，过饱和溶液：糖浆。变旋现象D葡萄糖溶液：+112 o+52.7 o D葡萄糖溶液：+18.7 o+52.7 o,单糖的化学性质具有醇的性质和醛酮的性质：成醚、酯；氧化；加成等。一 氧化 酮糖和醛糖均可被土伦试剂、本尼地试剂氧化，常用作单糖的定性和定量鉴定。溴水只氧化醛糖,不氧化酮糖,可用来鉴别醛、酮,被HIO4所氧化（邻二醇被高碘酸的氧化137页）,二成脎反应（单糖与苯肼作用）与过量苯肼反应，C1先生成苯腙；C2成脎，黄色晶体，用于鉴定,三种单糖的成脎反应：,四莫利施(Molish)试验糖的水溶液中加入萘酚的酒精溶液，沿试管壁小心地注入浓硫酸，不要摇动试管，在两层液面间可形成一个紫色环。用于鉴别糖类。五成苷反应半缩醛(酮)可继续和醇作用形成缩醛(酮)，糖的缩醛(酮)叫苷,六甲基化,甲基-D-葡萄糖苷 甲基-2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖苷,糖的甲基化在测定结构时极为有用,2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖,123456,七还原,重要的单糖,1 D-核糖及D-2-脱氧核糖 核糖核酸及脱氧核糖核酸的重要组分,-D-核糖 D-核糖-D-核糖,-D-2-脱氧核糖 D-2-脱氧核糖-D-2-脱氧核糖,D-葡萄糖(右旋糖)甜度约为蔗糖的 70%D-果糖(左旋糖)最甜的一个糖,双糖一分子单糖的半缩醛和另一分子单糖的羟基形成的糖苷,分为还原性双糖和非还原性双糖,重要的还原性双糖有:麦牙糖和纤维二糖;乳糖,一 麦牙糖和纤维二糖,非还原性双糖两个单糖的半缩醛羟基失水成苷，分子中不再含半缩醛羟基,如蔗糖,多糖(淀粉、糖原、纤维素、半纤维素)淀粉葡萄糖以-1,4-糖苷键结合而成，分子内氢键使直链卷成螺旋状,纤维素：葡萄糖以1,4糖苷键结合而成：,这是用哈武斯式（透视式）表示的纤维素的结构，教材261页下边的图是用椅式表示的结构，更直观地表达的分子中的各个原子或基团的空间位置。,植物细胞壁的主要组分，自然界分布最广的多糖，棉花中含量最高，达98%。木材中含50%。,纤维素分子中连接葡萄糖的单位是-1，4-糖苷键（共用的氧分别与两个环以e键相连），决定了分子不象淀粉那样卷成螺旋状。,纤维素不溶于水和一般的常用有机溶剂（棉花）。将其硝化后得到硝化纤维素。代号NC。有高氮量NC与低氮量NC之分。高氮的可作发射药原料，低氮的可制作具有不同性能的塑料原料，也可作为油漆的原料，俗称硝基漆。,