碳水化合物.ppt

11 Chapter 11 Carbohydrate Section1 Monosaccharides Section2 Oligosaccharides Section3 Polysaccharides Section4 Glycosides 定义 碳水化合物:多羟基醛(酮)或多羟基 醛(酮)的缩合物。 化学式通式:Cn(H2O)m 分类 单糖(monosaccharides)： 多羟基醛或多羟基酮。 低聚糖(寡糖)((oligosaccharides)： 由几个（2～10）单糖分子脱水缩合而成的化合物。 多糖(polysaccharides)：由许多单糖分子脱水缩合而成的化合物。 Section1 Monosaccharides 一、单糖的结构 二、单糖的性质 三、重要的单糖及其衍生物 一、单糖的结构 1、单糖的开链结构和构 2、单糖的环状结构和变旋现象 3、环状结构的哈沃斯(Haworth) 式和构象 五羟基己醛C6H12O6的开链结构 葡萄糖(C6H12O6) 开链结构的构型 D、L构型的确定：距-CHO最远的手性碳上的-OH在右者为D型，在左者则为L型。 五羟基己酮糖C6H12O6的开链结构 D-果糖 糖的开链结构不能解释下列现象： 葡萄糖不与NaHSO3饱和水溶液反应。 葡萄糖与乙醇反应时，只与1mol乙醇生成缩醛。 变旋现象 2、单糖的环状结构和变旋现象 变旋现象（mutarotation）溶液中比旋光度自行改变的现象。 葡萄糖在水溶液中存在的结构互变平衡，解释了： 葡萄糖不与NaHSO3饱和水溶液反应。 葡萄糖与乙醇反应时，只与1mol乙醇生成缩醛。 变旋现象 端基异构体(异头物，anomer) （C1差向异构体) 差向异构体（epimer）在含有多个手性碳原子的立体异构体中，只有一个手性碳原子的构型相反，而其它手性碳原子的构型完全相同的两个异构体。 己醛糖开链结构异构体：24=16个 己醛糖环状结构异构体：25=32个 己酮糖开链结构异构体：23=8个 己酮糖环状结构异构体：24=16个 3、环状结构的哈沃斯(Haworth)式和构象 D-葡糖糖的哈沃斯(Haworth)式 D-葡萄糖椅式构象的透视式 b-型的构象比较稳定 D-果糖的结构 D-果糖 β-D-呋喃果糖 α-D-呋喃果糖 β-D-呋喃果糖（P287） b-D-呋喃果糖 b-D-吡喃果糖 （一）单糖的物理性质 物 态：结晶体 颜 色：无色 味 道：甜，以果糖最甜。 溶解性：吸湿，极易溶于水，难溶 于酒精，不溶于醚。 旋光性：有（除二羟基丙酮单糖） 存在形式：环状结构（在溶液中可与 开链结构互变） （二）单糖的化学性质 1.脱水（浓酸） 2.差向异构化（稀碱） 3.氧化 4.成脎反应 5.苷化 6.酯化 1、脱水 2、差向异构化（稀碱） 差向异构化（epimerization） 涉及两个差向异构体的相互转化。 其它C-2差向异构体单糖的在稀碱存在下发生的差向异构化: 3、氧化（还原性） 在碱性条件下的氧化 氧化剂：弱氧化剂。如：吐伦试剂 费林溶液或本尼迪特试剂 反应物：所有单糖。其中醛糖最易 被氧化。 产 物： 复杂的混合物 为何酮糖能在弱碱性条件下，被上述弱氧化剂氧化？ 单糖 + 2Ag(NH3)2OH →2Ag↓+ 复杂的氧化产物 （吐伦试剂） 单糖 + 2Cu2+ →Cu2O↓ + 复杂的氧化产物 （费林溶液或本尼迪特试剂） 还原糖(reducing sugar)能被弱氧化剂氧化的糖。单糖都是还原糖。 应用： 1、鉴定还原糖； 2、检验尿中葡萄糖的含量。 非碱性环境中的氧化（酮糖不反应） 与溴水反应 醛糖被氧化为成糖酸。 与较强氧化剂(如稀硝酸)反应 醛糖被氧化为成糖二酸。 与酶反应 葡萄糖被氧化成葡萄糖 醛酸。 4、成脎反应 反应条件：加热 试 剂：苯肼 反 应 物：单糖或还原性二糖 产 物：糖脎（二苯腙） 用 途：根据糖脎的晶形和熔 点，可鉴别不同的糖。 5、苷化 苷化 在酸的催化下，糖的半缩醛羟基与羟基化合物的羟基脱水生成缩醛类化合物的反应。 反应条件：酸（干HCl) 试 剂：羟基化合物（如醇或酚） 反 应 物：含半缩醛羟基的糖 产 物：缩醛类化合物(苷glycoside、 配糖物/体、甙、环状缩醛衍生物 ) 6、酯化 糖类环状结构中的羟基均可酯化 单糖