第十二章糖类化合物概要

1、第二节第二节 二糖二糖第三节第三节 多糖多糖第一节第一节 单糖单糖第十二章第十二章 糖类化合物糖类化合物植物植物 nCO2 + m H2O Cn(H2O)m动物动物Cn(H2O)m + nO2 nCO2 + m H2O + 能量能量h 叶绿素叶绿素 糖又称糖又称碳水化合物碳水化合物，是自然界存在最广泛的一类是自然界存在最广泛的一类有机物。有机物。糖主要由糖主要由碳、氢和氧碳、氢和氧三种元素组成。通式为三种元素组成。通式为Cm(H2O)n，形式上像碳和水的化合物，故称碳水化合物形式上像碳和水的化合物，故称碳水化合物分类：分类：单糖单糖低聚糖低聚糖 210个单糖个单糖多聚糖多聚糖 10 个单糖个单

2、糖 一一 定义定义：多羟基醛、多羟基酮多羟基醛、多羟基酮 甘油醛甘油醛（丙醛糖）（丙醛糖）丙酮糖丙酮糖第一节第一节 单糖单糖最小的酮糖最小的酮糖最小的醛糖最小的醛糖CH2OHC=OCH2OHD-(+)-D-(+)-葡萄糖葡萄糖D-(-)-果糖果糖已酮已酮糖糖已醛已醛糖糖 这两种分类方法常结合使用。例如，核糖是戊醛这两种分类方法常结合使用。例如，核糖是戊醛糖，葡萄糖是己醛糖，果糖是己酮糖等。糖，葡萄糖是己醛糖，果糖是己酮糖等。 自然界中的单糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布自然界中的单糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布最为普遍。最为普遍。根据分子中所含碳原子的数目分根据分子中所含碳原子的数目分类类醛糖醛

3、糖酮糖酮糖根据分子的结构分类根据分子的结构分类丙糖丙糖丁糖丁糖 戊糖戊糖己糖己糖单糖单糖二二 分类：分类：1 Fisher投影式和投影式和相对构型：相对构型：编号最大的手性碳的构型编号最大的手性碳的构型与与D-(+)-甘油醛甘油醛相同相同D构型构型与与L-(-)-甘油醛甘油醛相同相同L构型构型CHOCH2OHHHOCHOCH2OHOHH L-(-)-甘油醛 D-(+)-甘油醛HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHCH2OHOHOHHOHHOHCH2OH D-(+)-葡萄糖 D-(-)-果糖三三 单糖的链式结构及构型表示方法单糖的链式结构及构型表示方法 HOCHOHHHHOHOH OH CH2

4、OHCHOOHOH OH CH2OH HOCHO CH2OHD-(D-() )葡萄糖葡萄糖葡萄糖结构的测定是费歇尔进行糖结构研葡萄糖结构的测定是费歇尔进行糖结构研究时完成的，历时究时完成的，历时7 7年（年（1884-18911884-1891年）年）19021902年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖D-D-葡萄糖葡萄糖D-甘露糖甘露糖烯二烯二醇醇D-果糖果糖2 差向异构差向异构四四 葡萄糖糖的变旋现象和环状结构葡萄糖糖的变旋现象和环状结构 一个有旋光的化合物，放入溶液中，它的旋光度一个有旋光的化合物，放入溶液中，它的旋光度逐渐变化，最后达到一个稳定的平衡值，这种现逐渐变化，最后达到一个稳定的平衡值，这

5、种现1. 葡萄糖的变旋现象葡萄糖的变旋现象象称为象称为变旋现象变旋现象. .2. 2. 葡萄糖的环状结构葡萄糖的环状结构 -D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖D-D-葡萄糖葡萄糖 D = + 18.7o D = + 52.7o D = + 112o由乙醇中重结晶由乙醇中重结晶吡啶中重结晶吡啶中重结晶363664643. 3. 葡萄糖的环状葡萄糖的环状HoworthHoworth透视式透视式 D-葡萄糖分子中，同时含有葡萄糖分子中，同时含有醛基和羟基醛基和羟基，因此能发，因此能发生分子内的加成反应，生成环状半缩醛。在溶液中糖生分子内的加成反应，生成环状半缩醛。在溶液中糖的开

6、链式结构可转化为环状结构。的开链式结构可转化为环状结构。HCHOOHOHOHCH2OHHHHHOOHOHHOH HHOHHCH2OHHOHOHHOH HHOHHCH2OHHO-D-葡萄糖-D-葡萄糖O如何将投映式变成环状结构式：如何将投映式变成环状结构式：+-构型 -构型OOHOHOHOHCH2OHCHOOHOHOHOHCH2OHCHOCH2OHOHOHOHOHOOHOHOHOHCH2OHCHOHOHHOHHOHHOHCH2OHD-D-果糖果糖4.4.果糖的一种环状果糖的一种环状HoworthHoworth透视式透视式1 氧化反应氧化反应 单糖单糖与与托伦试剂、斐林试剂托伦试剂、斐林试剂反应反

7、应 醛糖具有醛醛糖具有醛基，能被弱氧化剂氧化。酮糖能在弱碱性条件下转基，能被弱氧化剂氧化。酮糖能在弱碱性条件下转变为醛糖，变为醛糖，所以单糖都可与托伦试剂、费林试剂反所以单糖都可与托伦试剂、费林试剂反应，分别生成银镜和氧化亚铜红棕色沉淀。应，分别生成银镜和氧化亚铜红棕色沉淀。五五 单糖的单糖的化学性质化学性质凡是对斐林试剂、凡是对斐林试剂、托托伦试剂试剂呈正反应伦试剂试剂呈正反应的糖称为还原糖，呈负反应的糖称为非还原糖。的糖称为还原糖，呈负反应的糖称为非还原糖。斐林试剂斐林试剂 or 托托伦试剂伦试剂D-葡萄糖葡萄糖D-葡萄糖酸葡萄糖酸2. 成脎反应成脎反应 糖脎都是糖脎都是不溶于水的亮黄色结

8、晶体不溶于水的亮黄色结晶体，不同的糖脎具，不同的糖脎具有不同的结晶形态和熔点，因此可用糖脎的生成对糖有不同的结晶形态和熔点，因此可用糖脎的生成对糖葡萄糖脎葡萄糖脎D-D-葡萄糖葡萄糖D-D-果糖果糖行鉴定。行鉴定。进进3 成苷反应成苷反应 苷由糖和非糖部分组成，非糖部分叫做糖苷配苷由糖和非糖部分组成，非糖部分叫做糖苷配基。基。糖和糖苷配基之间连接的键（如O）称为苷键。OCHOHOCH2OHOHOHHOCH2OHOHOHHOOCH3CH3OH OCH2OHOHOHHOOCH3+HClO CH2OHOH OH HOO CH2OHOH OH OOH成苷部分成苷部分未成苷部分未成苷部分1 1 麦芽糖麦

9、芽糖第二节第二节 二糖二糖 -1，4-苷键苷键麦芽糖是淀粉水解的产物。麦芽糖是淀粉水解的产物。麦芽糖水解产生麦芽糖水解产生两两分子葡萄糖。分子葡萄糖。麦芽糖分子中麦芽糖分子中有有一个一个半缩醛羟基半缩醛羟基，是还原糖。，是还原糖。 纤维二糖是纤维素水解的产物。纤维二糖水解产生纤维二糖是纤维素水解的产物。纤维二糖水解产生 两两 分子分子D-葡萄糖。葡萄糖。因为整个分子中保留了一个半缩醛的羟基，能与托伦、斐因为整个分子中保留了一个半缩醛的羟基，能与托伦、斐林试剂反应，所以是还原糖。林试剂反应，所以是还原糖。-D-葡萄糖葡萄糖D-葡萄糖葡萄糖2 纤维二糖纤维二糖 -1,4 -苷键苷键3 蔗糖蔗糖（1

10、 1）是由）是由 -D-D-吡喃葡萄糖和吡喃葡萄糖和 - -D-D-呋喃果糖的两个呋喃果糖的两个半缩醛羟基失水而成的。半缩醛羟基失水而成的。（2 2）蔗糖中已无半缩醛羟基，所以不蔗糖中已无半缩醛羟基，所以不是还原糖。是还原糖。 -D-果糖果糖 -D- -D-葡萄糖葡萄糖第三节第三节 多糖多糖 多糖是存在于自然界中的高聚物，是由几百个多糖是存在于自然界中的高聚物，是由几百个几几千个单糖通过糖苷键相连而成的千个单糖通过糖苷键相连而成的。 最重要的多糖是淀粉和纤维素。最重要的多糖是淀粉和纤维素。 一、淀粉一、淀粉淀粉存在于植物的根茎及种子中，大米中约含淀粉淀粉存在于植物的根茎及种子中，大米中约含淀粉

11、6282%、小麦、小麦5772%、土豆、土豆12 14%、玉米、玉米6572%。淀粉的水解过程可经过下列几步：淀粉的水解过程可经过下列几步： 1 直链淀粉直链淀粉直链淀粉由直链淀粉由1000个以上的个以上的D吡喃葡萄糖结构分子量吡喃葡萄糖结构分子量约为约为15万万60万单位通过万单位通过1,4糖苷键相连而成糖苷键相连而成:直链淀粉直链淀粉直链淀粉的分子通常是卷曲成螺旋形，这种紧密规程直链淀粉的分子通常是卷曲成螺旋形，这种紧密规程的线圈式结构不利于水分子的接近，因此不溶于冷的线圈式结构不利于水分子的接近，因此不溶于冷水。水。直链淀粉的螺旋通道适合插入碘分子，并通过直链淀粉的螺旋通道适合插入碘分子

12、，并通过Van der Waals力吸引在一起，形成深蓝色淀粉力吸引在一起，形成深蓝色淀粉-碘络合物，碘络合物，所以直链淀粉遇碘显蓝色。所以直链淀粉遇碘显蓝色。 每一圈每一圈6 6个单位个单位2 支链淀粉支链淀粉 支链淀粉的分子量为支链淀粉的分子量为100万万600万，约含万，约含620037000个葡萄糖单位，它与直链淀粉的不同之处在于个葡萄糖单位，它与直链淀粉的不同之处在于有许多支链，其中的葡萄糖单位除了以有许多支链，其中的葡萄糖单位除了以-1,4-糖苷键糖苷键相连外，还有的以相连外，还有的以-1,6-糖苷键相连。大约每隔糖苷键相连。大约每隔2025个葡萄糖单位就会出现一个个葡萄糖单位就会出现一个-1,6-糖苷键相连的分糖苷键相连的分支：支： 支支链链淀淀粉粉二二 纤维素纤维素 纤维素是自然界中分布最广的有机物，它纤维素是自然界中分布最广的有机物，它在植物中所起的作用就像骨胳在人体中所起在植物中所起的作用就像骨胳在人体中所起的作用一样，作为支撑物质。的作用一样，作为支撑物质。 纤维素的分子式为（纤维素的分子式为（C6H10O5）n ，其分子，其分子量远大于