《有机化学》课件-第十四章-碳水化合物.PPT[精品].pptVIP

第十三章 碳水化合物 概论 单糖的结构 单糖的反应 二糖 多糖 14-1 碳水化合物的概念 有些不符合上述通式（例如鼠李糖C6H12O5) 碳水化合物又称为糖类。它们是一类重要的天然有机化合物。碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素. 从化学结构上来看，碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮，或者是通过水解能生成多羟基醛（或酮）的化合物。 例如，纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖、肝糖等等 可以用通式Cx(H2O)y来表示 例如:葡萄糖C6H12O6可以写成 C6(H2O)6 蔗糖C12H22O11可以写成 C12(H2O)11 * 自然界中存在的碳水化合物都具有旋光性，并且一对对映体中只有一个异构体天然存在。 如：在自然界中只有右旋的葡萄糖存在, 左旋的葡萄糖是没有的。 碳水化合物的分类： 碳水化合物根据结构和性质，可以分为单糖、低聚糖和多糖三类. * 葡萄糖——存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的根、茎、叶等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然葡萄糖为右旋糖。 果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋糖，是常见糖中最甜的糖。 核糖、2-脱氧核糖——是核酸的组成部分。 醛糖 单糖的结构 单糖的开链结构 葡萄糖是开链的五羟基己醛 * 1. 碳氢定量分析，实验式 CH2O 2.经分子量测定，确定分子式为C6H12O6. 3. 能起银镜反应，能与一分子HCN加成，与一分子NH2OH缩合成肟，说明它有一个羰基。 4. 能酰基化生成酯。乙酰化后再水解，一分子酰基化后的葡萄糖可得五分子乙酸，说明分子中有五个羟基。 5. 葡萄糖用钠汞齐还原后得己六醇；己六醇用HI彻底还原得正己烷。这说明葡萄糖是直链化合物。 ? 按照经验，一个碳原子一般不能与两个羟基同时结合，因为这样是不稳定的，根据上述性质，如果羰基是个醛基，则它的构造式应是： 葡萄糖结构确定——葡萄糖是醛糖 * 酮糖 * 单糖的构型 最简单的单糖是2，3-二羟基丙醛俗名甘油醛含有一个手性碳原子. * 葡萄糖分子中有四个不对称碳原子，因此，它有24 =16个对映异构体。要想知道，哪一个是葡萄糖分子，就得确定它们的立体构型。 葡萄糖的名称是（2R，3S，4R，5R）-2，3，4，5，6-五羟基己醛 * 分子构型就常用D-L标记法表示 凡分子中离羰基最远的手性碳原子的构型，与D-甘油醛的构型相同的碳水化合物，其构型属于D型。反之，则属于L型。 * 单糖的投影式也常用较简单的式子表示. 例如D-葡萄糖: 天然存在的单糖大多数是D型的。例如自然界中的葡萄糖和果糖都是D型糖。 * 三个到六个碳原子的所有D型醛糖的投影式和名称 * （2）环状结构与开链结构的互变异构 α-D-葡萄糖，熔点146℃，比旋光度+112° β-D-葡萄糖，熔点150℃，比旋光度+18.7° D-葡萄糖的环状结构是C-1醛基和C-5羟基形成半缩醛的结果。 D-葡萄糖有两种环状结构：α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖。 水溶液中α-D-葡萄糖、β-D-葡萄糖和开链结构三者是并存的。 * 36% 64% 极少 葡萄糖的环状结构没有游离羰基，不能发生羰基的典型反应。但当葡萄糖水溶液遇到羰基试剂时，这少量的开链式结构能与试剂发生反应，并由此破坏平衡，使氧环式不断向开链式移动，所以葡萄糖的水溶液能显示羰基的特性。 * 其他单糖的氧环式结构： 例如，D-果糖在溶液中主要是以五元氧环结构存在的，并且也有α-和β-两种构型。 * 糖苷 醛与醇作用生成的半缩醛在酸的存在下，很容易再与一分子醇作用，生成缩醛。葡萄糖的环状半缩醛也有这种性质。 糖的这种由半缩醛羟基转化而形成的衍生物，叫做糖苷 所以葡萄糖与甲醇生成的化合物就叫做甲基葡萄糖苷 * 糖苷的酸性水解： 葡萄糖在溶液中有α-和β-两种半缩醛结构。 因此与甲醇作用所生成的苷也有α-和β-两种。在糖苷分子中没有苷羟基。这种环状结构没有变旋光现象，也不具有羰基的特性。 由α-D-葡萄糖苷水解得到的，不单是α-D-葡萄糖，而是α-和 β-两种葡萄糖的混合物. * 核糖和2-脱氧核糖都是戊醛糖，它们的磷酸酯是核酸的组成部分。 核糖和2-脱氧核糖与某些碱性杂环化合物形成的β-糖苷，叫做核苷。5位羟基与磷酸所形成的酯叫做核苷酸。 核糖和2-脱氧核糖 * 二 糖 蔗 糖 一分子蔗糖水解生成一分子D-葡萄糖和一分子D-果糖。 单糖分子中半缩醛可与另一分子单糖中羟基脱水而形成糖苷。这种糖苷因是两个单糖分子形成的，所以称为双糖。 蔗糖 麦芽糖 纤维二糖 *