生物化学糖类化学PPT课件

1、 第一章第一章 糖类化学糖类化学 目录第一节第一节 糖类的概念糖类的概念第二节第二节 单糖的结构和性质单糖的结构和性质第三节第三节 寡糖寡糖第四节第四节 多糖多糖第五节第五节 结合糖结合糖第一节第一节 糖类的概念糖类的概念一一 糖类的分布及生物学意义糖类的分布及生物学意义1、 分布分布在植物中糖类占干重在植物中糖类占干重8590%如植物细胞壁，如植物细胞壁，棉花树木棉花树木纤维素，水稻，土豆纤维素，水稻，土豆淀粉，水淀粉，水果果g，f动物血液动物血液g，肝脏，肌肉，肝脏，肌肉糖原，乳汁糖原，乳汁乳糖乳糖核糖和脱氧核糖存在于核糖和脱氧核糖存在于dna，rna中是所中是所有生物共有的。有生物共有的

2、。2、生物学意义、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糖类是生物体重要结构成分 细菌细胞壁肽聚糖细菌细胞壁肽聚糖 含氮粘多糖：含氮粘多糖：透明质酸存在于结缔组织，眼球的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。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，硫酸软骨素：结缔组织，筋，腱，软骨，角膜，心瓣膜等。角膜，心瓣膜等。 糖类在生物体内提供合成脂肪，蛋白质，核酸的糖类在生物体内提供合成脂肪，蛋白质，核酸的碳骨架。碳骨架。 细胞表面的糖蛋白是细胞膜的重要成份具有

3、识别细胞表面的糖蛋白是细胞膜的重要成份具有识别功能。功能。糖链是高密度的信息载体，是参与神经活动的基本糖链是高密度的信息载体，是参与神经活动的基本物质。物质。二二 糖类的概念糖类的概念 糖类（糖类（carbohydrate）：多羟基的醛）：多羟基的醛或酮和它们的某些衍生物及其它们的缩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（聚物。较简单的糖类常称为（sugar或或saccharide）：）：以前认为糖类是碳水化合物以前认为糖类是碳水化合物cn（h2o）n 脱氧核糖脱氧核糖c5h10o4 鼠李糖鼠李糖c6h12o5 这这些糖不符合些糖不符合cn（h2o）n乙酸乙酸c2h4o2，

4、符合，符合cn（h2o）n 分类与命名（按糖的聚合度分分类与命名（按糖的聚合度分 ）单糖（单糖（monosaccharides） ：不能被水解成更小分子的糖类，也：不能被水解成更小分子的糖类，也称为简单糖，称为简单糖，3c7c（丙糖（丙糖庚糖），常见的是庚糖），常见的是5c和和6c糖，糖，核糖，葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。核糖，葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。 寡糖（寡糖（oligosaccharides）：水解时生成几个单糖（：水解时生成几个单糖（210个），个），如二糖（蔗糖、麦牙糖、乳糖）如二糖（蔗糖、麦牙糖、乳糖）多糖（多糖（polysaccharides）：）：水解时产生水解时产生2

5、0个以上单糖分子的糖类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）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、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）。透明质酸）。 复合糖（复合糖（ combine saccharides ）：糖蛋白和糖脂）：糖蛋白和糖脂糖衍生物（糖衍生物（ sugar derivatives ）：糖胺、糖酸和糖酯）：糖胺、糖酸和糖酯 第二节第二节 单糖的结构和性质单糖的结构和性质一一. 有关旋光异构的几个概念：有关旋光异构的几个概念：1异构现象异构现象：同分异构

6、（异构）同分异构（异构）： 它包括： 结构异构结构异构： 立体异构立体异构：立体异构立体异构 它包括： 几何异构（顺反异构）几何异构（顺反异构）： 旋光异构（光学异构）旋光异构（光学异构）：2. 单糖的构型chocch2ohhohchocch2ohhohchocch2ohhohchocch2ohhohl-glyceraldehyded-glyceraldehydel-glyceraldehyded-glyceraldehyde o h o h c c h c oh ho c h ho c h h c oh h c oh ho c h h c oh ho c h ch2oh ch2oh d-gl

7、ucose l-glucose含含n个手性个手性c的化合的化合物的旋光异构体的物的旋光异构体的数目数目=2n（个），（个），对映体的数目对映体的数目=2n/2（对）（对） 离羰基碳最远的那个离羰基碳最远的那个手性手性c的构型作为醛的构型作为醛糖分子的构型糖分子的构型。（2）透视式）透视式1926年英国化学家年英国化学家haworth w n 建议使用建议使用1913年年boeseken首次提出的一种透视式来表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 为示 单 糖 的 环 状 结 构 ， 这 种 透 视 式 常 称 为haworth投影式或投影式或h

8、aworth式。式。1） 顺顺 时针旋转时针旋转90（少数逆时针旋转（少数逆时针旋转90）2） 醛基或酮基相邻的两个碳原子拉出，其它醛基或酮基相邻的两个碳原子拉出，其它原子往里推原子往里推3） 绕绕c4-c5之间的键逆时针旋转之间的键逆时针旋转10928284） -oh o-oh o进攻羰基进攻羰基c c形成半缩醛（半缩醛羟基形成半缩醛（半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同侧的称为与决定单糖构型的羟基在同侧的称为型，不型，不同侧的称为同侧的称为型。型。for large sugars, the reaction can take place within the same molecule.as

9、 its structural similarity to ring compound called pyran, the six-membered ring structures of hexoses are called pyranoses(吡喃糖). hoohhohhohch2ohhohhhoohhohhohch2ohhhoh-d-glucose-d-glucose234561165432hchocohchhocohhcohhch2oh152346d-glucose (linear form) 和和异头物异头物 （anomers, & ） 异头c（anomeric c1）w (oh be

10、low the ring)w (oh above the ring). hoohhohhohch2ohh-d-glucoseohhhoohhohhohch2ohhhoh-d-glucose234561165432hemiacetal & hemiketal formationan aldehyde can react with an alcohol to form a hemiacetal. a ketone can react with an alcohol to form a hemiketal.ochrohocrrohcrroaldehyde alcohol hemiacetalketo

11、ne alcohol hemiketalchrorrohrohr+吡喃糖和呋喃糖吡喃糖和呋喃糖： haworth式（透视式）式（透视式） 三三. .单糖的构象单糖的构象 （configuration） 船式（ boat ）和椅式（chair）。 ohhohhohohohhhohohhohhohhohhohoh-d-glucopyranose-d-glucopyranose165432sugar derivatives ch2ohcccch2ohhohhohhohd-ribitol coohcccchohhohhohd-gluconic acidd-glucuronic acidch2ohohh

12、chocccchohhohhohcoohohhd-核醣醇 醛糖酸 糖醛酸 sugar derivatives hoohhohhnh2hohch2ohh-d-glucosaminehoohhohhnhohch2ohh-d-n-acetylglucosaminecch3oh四四. .单糖的理化性质单糖的理化性质 1. 物理性质：物理性质： 旋光性：旋光性： 甜度：甜度： 溶解度：溶解度： 2. 化学性质化学性质 :（一）醛基的反应：（一）醛基的反应： （二）羟基的反应：（二）羟基的反应： （三）其它反应：（三）其它反应： 物理性质1、 变旋现象变旋现象一般醛类在水溶液中只有一个比旋度一般醛类在水溶

13、液中只有一个比旋度,但新配制但新配制的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化 =+112 称称-d-(+)葡萄糖葡萄糖 =+18.7 称称-d-(+)葡萄糖葡萄糖变旋现象变旋现象-将这两种葡萄糖分别溶于水后将这两种葡萄糖分别溶于水后,其其比旋都逐渐变为比旋都逐渐变为+52.7 ,这一现象称变旋现象这一现象称变旋现象.原因原因-不同结构形式的葡萄糖可互变不同结构形式的葡萄糖可互变,各种形各种形式最后达到一定的平衡所致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. 单糖的性质单糖的性质 2 溶解度：单糖都是无色结晶，羟基溶解度：单糖都是无色结晶，羟基（多）在水溶液中溶解度很大，不溶于（多）在水溶液中溶解度很大，不溶于乙醇，丙酮。乙醇，丙酮。 3 甜度：单糖都有甜味，果糖甜度：单糖都有甜味，果糖170，蔗，蔗糖糖100，转化糖，转化糖130 1）在弱氧化剂（如溴水）作用下形成相应糖酸）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