生物化学-糖类化学.ppt

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1、第一章 糖类化学,目录,第一节 糖类的概念第二节 单糖的结构和性质第三节 寡糖第四节 多糖第五节 结合糖,第一节 糖类的概念,一 糖类的分布及生物学意义1、分布在植物中糖类占干重8590%如植物细胞壁，棉花树木纤维素，水稻，土豆淀粉，水果G，F动物血液G，肝脏，肌肉糖原，乳汁乳糖核糖和脱氧核糖存在于DNA，RNA中是所有生物共有的。,2、生物学意义 糖类通过氧化反应为生物体的生命活动提供能量 糖类是生物体重要结构成分 细菌细胞壁肽聚糖 含氮粘多糖：透明质酸存在于结缔组织，眼球的玻璃体，角膜，细胞间质，关节液等。硫酸软骨素：结缔组织，筋，腱，软骨，角膜，心瓣膜等。糖类在生物体内提供合成脂肪，蛋白

2、质，核酸的碳骨架。细胞表面的糖蛋白是细胞膜的重要成份具有识别功能。糖链是高密度的信息载体，是参与神经活动的基本物质。,二 糖类的概念 糖类（carbohydrate）：多羟基的醛或酮和它们的某些衍生物及其它们的缩聚物。较简单的糖类常称为（sugar或saccharide）：,以前认为糖类是碳水化合物Cn（H2O）n 脱氧核糖C5H10O4 鼠李糖C6H12O5 这些糖不符合Cn（H2O）n乙酸C2H4O2，符合Cn（H2O）n,分类与命名（按糖的聚合度分）单糖（Monosaccharides）：不能被水解成更小分子的糖类，也称为简单糖，3C7C（丙糖庚糖），常见的是5C和6C糖，核糖，葡萄糖、

3、果糖、半乳糖、甘露糖。寡糖（Oligosaccharides）：水解时生成几个单糖（210个），如二糖（蔗糖、麦牙糖、乳糖）多糖（Polysaccharides）：水解时产生20个以上单糖分子的糖类，包括：同多糖（由一种单糖或其衍生物构成，如淀粉、糖原）杂多糖（由一种以上单糖或其衍生物构成如，半纤维素、透明质酸）。复合糖（Combine saccharides）：糖蛋白和糖脂糖衍生物（Sugar derivatives）：糖胺、糖酸和糖酯,第二节 单糖的结构和性质,一.有关旋光异构的几个概念：1异构现象：同分异构（异构）：它包括：结构异构：立体异构：立体异构 它包括：几何异构（顺反异构）：旋光

4、异构（光学异构）：,2.单糖的构型,二、单糖构型的命名,含n个手性C的化合物的旋光异构体的数目=2n（个），对映体的数目=2n/2（对）,离羰基碳最远的那个手性C的构型作为醛糖分子的构型。,（2）透视式1926年英国化学家Haworth W N 建议使用1913年Boeseken首次提出的一种透视式来表示单糖的环状结构，这种透视式常称为Haworth投影式或Haworth式。1）顺 时针旋转90（少数逆时针旋转90）2）醛基或酮基相邻的两个碳原子拉出，其它原子往里推3）绕C4-C5之间的键逆时针旋转109284）-OH O进攻羰基C形成半缩醛（半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同侧的称为型，不同

5、侧的称为型。,For large sugars,the reaction can take place within the same molecule.,As its structural similarity to ring compound called pyran,the six-membered ring structures of hexoses are called pyranoses(吡喃糖).,和异头物（anomers,a&b）异头C（anomeric C1）a(OH below the ring)b(OH above the ring).,Hemiacetal&hemike

6、tal formation,An aldehyde can react with an alcohol to form a hemiacetal.A ketone can react with an alcohol to form a hemiketal.,吡喃糖和呋喃糖：,Haworth式（透视式）,三.单糖的构象（configuration）船式（boat）和椅式（chair）。,Sugar derivatives,D-核醣醇,醛糖酸 糖醛酸,Sugar derivatives,四.单糖的理化性质,1.物理性质：旋光性：甜度：溶解度：2.化学性质:（一）醛基的反应：（二）羟基的反应：（三）

7、其它反应：,物理性质1、变旋现象一般醛类在水溶液中只有一个比旋度,但新配制的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化=+112 称-D-(+)葡萄糖=+18.7称-D-(+)葡萄糖变旋现象-将这两种葡萄糖分别溶于水后,其比旋都逐渐变为+52.7,这一现象称变旋现象.原因-不同结构形式的葡萄糖可互变,各种形式最后达到一定的平衡所致,Mutarotation 变旋现象：旋光度改变的现象,When dissolved in water,two different forms of glucose equilibrated to the same mixture.,单糖的性质 2 溶解度：单糖都是无色结晶，羟基

8、（多）在水溶液中溶解度很大，不溶于乙醇，丙酮。3 甜度：单糖都有甜味，果糖170，蔗糖100，转化糖130,化学性质 1 单糖的氧化（还原性）费林试剂：酒石酸钾钠、CuSO4 NaOH 除了羰基之外，单糖分子中的羟基也能被氧化，因氧化条件不同，单糖被氧化成不同的产物。Cu2O为黄色或红色,1）在弱氧化剂（如溴水）作用下形成相应糖酸2）在强氧化剂（如硝酸）作用下醛糖形成相应糖二酸，酮糖在羰基处断裂形成两个酸。3）在脱氢酶作用下醛糖形成糖醛酸,Molish试剂：-奈酚与糠醛、羟甲基糠醛生成紫色物质，鉴别糖的存在。Seliwanoff反应：间苯二酚与盐酸遇酮糖呈红色，遇醛糖呈很浅的颜色。,2.成脎反应:糖脎黄色晶体，鉴别多种还原糖,3.异构化:弱碱作用,4.成酯作用：酸与糖的醇羟基缩合失水而形成酯,5.成苷作用：单糖的半缩醛羟基很容易与醇或酚或含氮碱基反应，失水而形成缩醛式衍生物，通称为糖苷，其中非糖部分称配糖体，若配糖体也是单糖，如此缩合成双糖。,