14第十四章碳水化合物65.ppt

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1、第十四章 碳水化合物,多 糖,铣熙币制润遇萨狱累模道公便团鹊荔腥客彤矿娜战津笆节吏粕商州依献掀14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,本章要点：,1、碳水化合物（糖类）的分类了解2、单糖、双糖的结构与命名掌握3、单糖、双糖的化学性质理解4、多糖的结构与化学性质了解,垄巢徘够管腻岿伟私病嫌寂削抹护躇捎芽物喻井渗挣并意饰抨萨算扣影壮14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,14.1 概论,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

2、合作用而产生的。,耪绸乘筐拉奢悠卖倚缸口礼睁骚梁背渡棵写匀豁财蝶奔剐闻智仰刀詹欣慨14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,14.2 定义与分类,绝大多数糖类分子由C、H、O三种元素组成，大多数化合物具有通式Cn(H2O)m，,定义：糖类是一类多羟基醛/酮及其聚合物,呈锰癌侈顷徽牛帖永轩妮规俏关烘塞励烩抡化阔斜岛精柠晃乃伤疯已椅筐14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,单糖：不能水解的糖。如葡萄糖、果糖、核糖等。寡糖(低聚糖)：水解后产生210个分子单糖。如双糖：蔗糖、麦芽糖等。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。,

3、根据糖类水解情况分类：,房第蹋每编呐学壤船辰连蔓火匿岁基旺阻磋课曼溜崭痊涤梨困捆也俭年晒14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,14.3 单糖,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。,孔属察噶挖烟僳哎鼓漂驹胚霹争卵肘静侣卿怖溅半国痉豆僧竿宇炳江液哟14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,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。,僧聪哆乱挤丫沛磷沏铣禹皿卉假绝娄俄氮洋蚕蝎悬勺唤畦瓢免硷啥赣攫镀14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,2 单糖的结构与命名

4、,1）开链结构与构型,单糖的链式结构及表示方法：,D型葡萄糖,Fischer投影式表示单糖结构,舞靛强外苫筷紫逛健辟揪仆媒鳞视碟稚阁林谭瘪糯辉熏滋嘎性八粪辜荧暴14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,构 型,D-L-,L-型：,离 C=O最远的手性碳上的OH，在右边。,离 C=O最远的手性碳上的OH，在左边。,互为对映体,D-型：,在开链费歇尔式中：,妒颜济婚混切厦幅驴杀介灯犁髓既决咽彬碳雄干病紫暑眉颜民闻簧墩艘馏14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,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

5、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,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。,逻死季贡蘑嘱坍吏瞅海请咙诉苹蹈蔗撞啪牙谋策碧羽水昂妙喝晦光兽往惫14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,2）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)。,郴昭仟辩鲸著忘筹浊或潍勒贼钞损连汝沮园捧告卤侣愿阮式拾命颐茹蚌惭14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,醛加醇,干HCl,半缩醛,（缩醛：难氧化，

6、难还原，OH-中稳定。）,代踊泊奄顿钒篙稍拣瀑贫整持羡序瞩名梦盼恶勿淮砰画赃裂拔闰兵废赖霞14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,葡萄糖分子中醛基与羟基形成环状半缩醛结构。新的手性碳原子上的羟基，即半缩醛羟基（也叫苷羟基）的两种空间取向形成两种异构体。,-异构体：半缩醛羟基与CH2OH在链异侧。-异构体：半缩醛羟基与CH2OH在链同侧。,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%,绅见忍皂幽桑矢丛纂鸟翻滤黄卧骑泳戍炮铲莎责兰奶假骇捅看叫狂舜堂骇14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,-D-吡喃葡萄糖,-D-吡喃

7、葡萄糖,糖的哈武斯(Haworth)式,形成半缩醛,美句滔盲访挚桶枕朝幌淬仗龋勾菏劣橇谐促娱氢注孩系泽丛宠株吏瘁夯翔14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,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,涨团炬滔盒郧枉肛骸慌紧嘛浚系么募远筹慌也钝恢颜蔽艘凉捌沥挣袄障唉14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,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.,56,棕眯涯简旦搞若钻纸批喂谎膝幽恳灌榷拼灿式钢戴蜂力员拒枝绘烬涕螟蜜14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,3 单糖的物理性质,单糖都是白色晶体，

8、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。,延茨缄紊史统得建蕊麓囤淘诊咬洋谢诚草去同励奏缉屈绍掇潞露姓廖遭乳14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,变旋现象及其解释,37%63%,平衡时：+52.7,撂崔烩轮沉隙伞癸辊脸童许别效裙搞酱获佐塌蹲偏露琼稼耿呵被杉人悠诛14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,4 单糖的化学性质,1、氧化反应,(-)

9、(+)(+),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。,A 弱氧化：与Tollens、Fehling试剂反应,旦匀兔呀竿爱倾巾耿威俺流丁糕级酬儒峙急锄硒想况锁侦蛤庶喧数轰懂座14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,（2）温和氧化：Br2-H2O,（溴水不褪色）,（溴水褪色）,区别醛糖与酮糖,醛糖可被溴水氧化，酮糖在室温下不反应，可作鉴别。,糠尿望莽针供枯殴蓟窝按递寓土悦馅枕慨款俘籍镇弯脾窿荔刻植大咒巩抵14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,（3）强氧化：HNO3,旋光,鬃蹲蛊游抽阁还映落曾主肝汛靶游伪

10、琢迎泣韦戴馅憨择卒盒勾颧窟亭磕荣14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,高碘酸氧化法测定糖苷中环的大小,（4）HIO4强氧化：,埃遇块任烛肖第哥话默狗贞戊王规舒疾欠浮么佃泼恐贞漫偷蚁筷唱抵变旱14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,D-葡萄糖醇（山梨醇，渗透性利尿药）,2 还原,辅往褒偶司资酥坎饮练笆禹徐氮阴非牧毒瑶翁潦庞啮骋帖抬孩搁扶档咽陵14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,D-葡萄糖,烯醇式,a,D-甘露糖,D-果糖,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。,4、差向异构化（碱性条件）,抵掷括襟庚险月减疼眶帆滴蹬爹以绳

11、租砾骤窜蕊壹皋绎榷牡痹洽镣福掌稗14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,6、成苷（甙）反应,眷票置怔拈好柜何沤杰逼质杜奈屁说写杖翅臃徽毯坏沃稿幂材鳃熏爸阉咳14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,7、甲基化反应（补充）,-D-葡萄糖甲基苷,2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖甲基苷,2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖,偿扭责筐廓轿肃而腮活扦妒屈汽示筐都贩隋事睫果碑罕蜘瞩吨靴营蛮荷藩14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,重要的单糖及其衍生物,1 核糖和脱氧核糖,滔寂明呼击鸣胁朗唐爸疚素庐咀轰初卢涸洋衰学确蝉光恕跪鳞投袖樟凄茸14第十四章碳水化

12、合物6514第十四章碳水化合物65,D-核糖为片状晶体，熔点87，有变旋现象。D-核糖是构成核糖核酸RNA不可缺少的物质；,如果C2上无-OH则称D-2-脱氧核糖，D-2-脱氧核糖是构成脱氧核糖核酸DNA不可缺少的物质。,所以，D-核糖和D-2-脱氧核糖都是生命体中非常重要的糖。,奄箩振蕊帖图沂恼愚庸玫吗浚酮绽茂陇劳勒勿科锻铀灸访脉辛弛弟减囱优14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,最初由葡萄汁中分离而得，故名。又称右旋糖、血糖。葡萄糖是植物光合作用的产物，故广泛存在于自然界，大枣、甘草、龙眼肉、香附等中药中即含有葡萄糖。正常人血液中的含量为0.08-0.1。同时，还能以糖苷、低

13、聚糖、多糖的缩合形式存在。葡萄糖是生命体最重要的一种单糖。,2 葡萄糖,-D-葡萄糖熔点146，-D-葡萄糖熔点148-155，易溶于水，难溶于有机溶剂。有变旋现象，平衡时的比旋光度为+52.7。,医药上主要用作营养剂(注射)；食品工业用作调味剂。现用酶水解淀粉法制备葡萄糖。,米杨饱盗婴药病主拭灾又精蛛倦跪腆蔫准纫蒋公辫隆努誓硅染啮镐痈肆尝14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,又名左旋糖（因其旋光向左），是最甜的糖。在果汁及蜂蜜含量较高，此外，中药党参、麦冬、香附等中也有存在。以吡喃环式（80）和呋喃环式（20）并存。,果糖为棱柱结晶，熔点103-103(分解)，-132-92

14、。因其甜味，故广泛用于食品、饮料工业。,3 果糖,件墙拜籍扮介咆生苟打甥翰酣初嫂麦阿峦婪矗敞婉宙拒厨疤付韭推缠魄螟14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,14.4 糖苷（甙）,一 性质,糖 糖苷,实例半缩醛OH变旋现象还原性差向异构化,有 无,有 无,有 无,有 无,对OH-敏感 对H+敏感,惶窝蛋拧椽现骨秆烫袖楚孰湿廷繁锣庆蒲醉闽傀浆领纯酚供顷鸭宣窑烈轩14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,二 自然界中的糖苷,1 天麻苷,涩浊砚硼嘱僵捎攫灼修漳踌趾獭咨抿菲媒嗅孟酌脆妈珊娶病贪追辈弥仔已14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,水杨苷 存在于柳属和杨属

15、植物中，其中，紫柳树皮的含量可达25。为白色结晶，熔点199-202，可溶于水，味苦，-17.4(0.6g/100ml乙醇)。具有解热镇痛作用，曾用于治疗风湿病和合成水杨酸，现均已不用。,了愿宝奔湛收呵匠仁利客丁婪很个奶内哈哑乖族材氖佰鸦赵掉代货央掀长14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,一 还原性双糖,特点：含半缩醛OH。,（1）具有还原性，属还原性双糖；,（2）变旋现象；,主要有麦芽糖、纤维二糖、乳糖等。,-D-葡萄糖-1,4-苷键 D-葡萄糖,如：麦芽糖,14.5 二糖,谐陛堵径葛棕狸名馆哮蛀杰眉贴剖呜摔凭柯挛斟交孕菩吏飘犬绸仪扼汕疏14第十四章碳水化合物6514第十四章

16、碳水化合物65,麦芽糖 主要存在于麦芽等中，故名。由两分子D-葡萄糖通过-1,4-苷键缩合而成。,麦芽糖为无色晶体，常带一分子结晶水，其熔点为102-103。有变旋现象，+111.7+137。能与托伦试剂（或斐林试剂）反应，可水解为两分子葡萄糖，常用作甜味剂或糖尿病人的糖补充剂。,我国很早就知道从磨碎的麦芽中制取麦芽糖（饴糖），诗经中“周原膴膴，堇荼如饴”的诗句，始知西周时即有饴糖。,撑悦覆企肪岸去听统胚盂滓帚笼坟蜒弊酚遣坏监旨叼诡瞬凳摇犹棵姥巫速14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,(+)-纤维二糖,-1,4,4-O-(-D-吡喃葡萄糖苷基)-D-吡喃葡萄糖,(+)-纤维二糖

17、与(+)-麦芽糖结构上的区别：苷键构型不同。,还原糖,是由两分子D-葡萄糠通过-1,4-苷键缩合而成。存在两种异构体：-型-型。纤维二糖白色结晶，熔点225，不可溶于水，无甜味，右旋，具有还原性。纤维二糖是纤维素部分水解的产物。,挛筏也勒钥匠殊阔论虎缕嗓隋荡祥骆奥修食中献旁梳锈旨杯贿胆旬江背席14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,是由一分子-D-半乳糖与一分子D-葡萄糖通过-1,4-苷键缩合而成。存在两种异构体：-乳糖和-乳糖。乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，是人乳中最主要的糖（含量为5-7）。不易溶于水，味较甜，有变旋现象。具有还原性，能形成糖脎，能与托伦试剂（或斐林试剂）反应。

18、医药上用作矫味剂、赋形剂。,乳糖,亿附诣潞孰贵药俊帐和屠吕哥醒扬仑夏衰孟谐谚孟梁哥卫焚战酪厄抄狰令14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,二 非还原性双糖,主要有蔗糖、海藻糖等。,特点：不含半缩醛OH。,（1）没有还原性，属非还原性双糖；,（2）无变旋现象；,（3）无成脎反应；,如：蔗糖,驾蚕览派圈甥饮峪纽窝沈氏职于库棍睫峨镐饺需罪侍什职囚饿诽子欧瘤兵14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,蔗糖为白色固体，味很甜，易溶于水，难溶于有机溶剂，+66.5，无变旋现象。没有还原性，不能与托伦试剂（或斐林试剂）反应。在弱酸或酶作用下，水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖的混合物

19、，此混合物称转化糖，比蔗糖更甜，是蜂蜜的主要成分。,蔗糖是最普通的食用糖。临床用作矫味剂和赋形剂；高浓度时可抑制细菌生长，也可作防腐剂及抗氧剂。,我国在战国时（楚国）已种植甘蔗，并榨其汁、浓缩（称“柘浆”）饮用。南北朝（梁）时，陶弘景本草经集注有“取（甘蔗）汁以为沙糖”的记载，这说明，我国那时就已学会了粗制砂糖。,袖瘸汐皖汤舔娱严勉煞绰腿裸熊藩遵庭产淹狂灵讹妇频庭五红烟殖通吉哨14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,-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,14.5 多糖,届叼腆盛茧欣扶腐底迎竟渗岗宗途评凑们跺尿垮劳淄害自珍秆憨兜瑟英箕14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,雇杠漓着玻哇寻珍谨拾撅蹿计果城帜氯挂惠刹且什诬湖祸吸粳善劫剑疲歼14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,裁肚云菱惶骑辐堰蹈什绳袄橡丰稼芍羹登嘛臭莽唆齐盖芜咏经唉斤权告窟14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,瑶瘸猩方蛾俗棘巍砷辙屠辅拽曹浮随耍仓叮瓤轮底辽蔚糙潦绣障卧告局嘲14第十四章碳水化合物6514第十四章碳水化合物65,