有机化学14糖类化合物ppt课件

1、第十四章第十四章 糖类化合物糖类化合物n葡萄糖葡萄糖 n果糖果糖n核糖核糖n蔗糖蔗糖n麦芽糖麦芽糖n淀粉淀粉n纤维素纤维素C6H12O6C6H12O6C5H10O5C12H22O11C12H22O11(C6H10O5)n(C6H10O5)n大多数糖类化合物大多数糖类化合物的分子组成符合阅的分子组成符合阅历式历式CmH2nOn，Cm(H2O)n如：鼠李糖如：鼠李糖 C6H12O5定义：多羟基醛、酮或水解后生成多羟基定义：多羟基醛、酮或水解后生成多羟基醛酮的化合物。醛酮的化合物。n单糖单糖(monosaccharides)：不能再水解的多：不能再水解的多羟基醛、酮。羟基醛、酮。n低聚糖低聚糖(ol

2、igosaccharides)：水解生成：水解生成210分子的单糖。分子的单糖。n蔗糖水解得到葡萄糖和果糖，蔗糖为双糖；麦蔗糖水解得到葡萄糖和果糖，蔗糖为双糖；麦芽糖水解得到芽糖水解得到2mol的葡萄糖，为双糖。的葡萄糖，为双糖。n多糖多糖(polysaccharides)：水解生成：水解生成10个以上个以上单糖。如淀粉、纤维素。单糖。如淀粉、纤维素。第一节第一节 单糖单糖n一、单糖的构造式以葡萄糖为例一、单糖的构造式以葡萄糖为例n实验：实验： C、H分析：分析：C6H12O6n官能团确定：官能团确定：C=O，5OHn碳胳确定：碳胳确定：己醛糖 Na-Hg己六醇 H正己烷构造式：构造式：CH2

3、CHOHOHCHOHCHOHCHOHCHO醛基确实定醛基确实定CHOCHOHCH2OHHNO3COOHCHOHCOOH（）（）44CH2OHCOHNO3碎片 确定确定C=O的位置的位置CHOCHOHCH2OHHCNCHCHOHCH2OHHCNCOOHCHOHCH2OHCOOHCH2CH3（）（）44H2O（）5 HI（）5二、单糖的立体构型二、单糖的立体构型n1、相对构型、相对构型D，L系列系列n以甘油醛为规范，以甘油醛为规范，OH在右边在右边-D型，型，OH在左边在左边-L型。型。CHOOHHCH2OHOHCHOOHHOOHHHHCH2COOHOHCHOHOOHHHCH2COOHHHOD-+

4、甘油醛甘油醛 D-+葡萄糖葡萄糖 D-+果糖果糖2.相对构型确定方法相对构型确定方法 p256 3.构型的标志和表示方法构型的标志和表示方法D、L法；法；R，S法法三、单糖的反响与构型的测定三、单糖的反响与构型的测定一反响一反响CHOCH2OHOHHHCNCNCH2OHOHOHHHH2OCOOHCH2OHOHOHHHNa-HgCHOCH2OHOHOHHHCNCH2OHOHOHHHH2OCOOHCH2OHOHOHHHNa-HgCHOCH2OHOHOHHH1.成月杀反响成月杀反响-羟基醛酮的典型反响羟基醛酮的典型反响CHOCHOHC6H5NHNH23CH =NNHC6H5C=NNHC6H5+C6H

5、5NH2+NH3运用：分别提纯、鉴定糖运用：分别提纯、鉴定糖确定构型确定构型 D-(+)- 葡萄糖葡萄糖 D-(+)-甘露糖甘露糖 D-(-)-果糖果糖OHCHOOHHOOHHHHCH2OHOHOHCHOHOOHHHCH2OHHHHOHCHOHOOHHHCH2OHHO*p266nD-(+)- 葡萄糖和葡萄糖和D-(+)-甘露糖的四个手性碳中甘露糖的四个手性碳中只需只需C2的构型不同，称为差向异构体，生成同的构型不同，称为差向异构体，生成同一种糖月杀。只需知道一种糖的构培育可得出一种糖月杀。只需知道一种糖的构培育可得出其他糖的构造。其他糖的构造。n2.氧化反响氧化反响n1Tollens和和Feh

6、ling或或Benedict试剂反响试剂反响nTollens 硝酸银的氨溶液硝酸银的氨溶液nFehling 硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠钠nBenedict 硫酸铜、柠檬酸、碳酸钠硫酸铜、柠檬酸、碳酸钠n特点：特点： 检验复原糖和非复原糖；检验复原糖和非复原糖；n差向异构化作用差向异构化作用CHOHCOHHO-COHCOH:OHOH:CC-COHHCOHOHOHOHHCCOOHHCC:-OOHHCC-D-葡萄糖葡萄糖D-甘露糖甘露糖CHHCOHO-D-果糖果糖 不能检验醛糖和酮糖，由于在碱性条件不能检验醛糖和酮糖，由于在碱性条件下，发生差向异构化作用。下，发生差向异构

7、化作用。2与溴水反响与溴水反响运用：鉴别醛糖和酮糖；合成醛糖糖酸运用：鉴别醛糖和酮糖；合成醛糖糖酸OHCHOOHHOOHHHHCH2OHH*Br2H2OOHCOOHOHHOOHHHHCH2OHH*3与硝酸反响与硝酸反响OHCHOOHHOOHHHHCH2OHH*HNO3OHCOOHOHHOOHHHHCOOHH*稀 运用：根据氧化产物的旋光性推知糖构运用：根据氧化产物的旋光性推知糖构型。型。4与与HIO4反响反响CHOCH2OHOHOHHH2 HIO4HCOOH+HCOOH+HCHO3.复原反响复原反响 及甲基化反响及甲基化反响p268OHCHOOHHOOHHHHCH2OHH*OHCH2OHOHH

8、OOHHHHCOOHH*H2Ni或NaBH4Na-Hg4.递升和递降递升和递降递升：递升：CHOCH2OHOHHHCNCNCH2OHOHOHHHH2OCOOHCH2OHOHOHHHNa-HgCHOCH2OHOHOHHHCNCH2OHOHOHHHH2OCOOHCH2OHOHOHHHNa-HgCHOCH2OHOHOHHH递降：递降：OHCHOOHHOOHHHHCH2OHH*OHHOOHHHCH2OHH*CHO四、单糖的环状构造四、单糖的环状构造n不符合链式构造的实验景象：不符合链式构造的实验景象：n 单糖不发生醛类的某些典型反响品单糖不发生醛类的某些典型反响品红醛反响；红醛反响；NaHSO3反响等

9、；反响等；IR无无C=O峰，峰，NMR无无-CHO峰。峰。n 变旋景象：变旋景象：-葡萄糖D-葡萄糖D-葡萄糖D-m.p 146+112m.p 150+19+52.72 只与只与1mol醇构成配糖物缩醛醇构成配糖物缩醛COH+ROH2CHOROR醛1.环状构造环状构造n1.环状构造环状构造n不符合链式构造的实验景象：不符合链式构造的实验景象：n1不起醛类的典型反响；不起醛类的典型反响；n2有变旋景象；有变旋景象；n3生成配糖物。生成配糖物。2.环的大小环的大小3.环状构型的表示法环状构型的表示法CHOHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHO直立环状投影式直立环状投影式OCH2OHHHOHHO

10、HOHHOHHOCH2OHHHOHHOHOHHHOHCOHHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHO哈武斯透视式哈武斯透视式CH2OHCHOOHHOHHOHHHOHCHOHOCH2HOHHOHHOHOHHCH2OHCHOCH2OHHHOHHOHOHHOHCHOOCH2OHHHOHHOHOHHHOHOCH2OHHHOHHOHOHHOHH环状构成表示图环状构成表示图4.两种构型：两种构型：型和型和型型OCH2OHHHOHHOHOHHOHH234516型型 C1-OH与与C5-CH2OH异侧。异侧。162345OCH2OHHHOHHOHOHHHOH型型 C1-OH与与C5-CH2OH同侧。同侧。直立

11、环状投影式同上直立环状投影式同上5.构型的测定构型的测定+CCH3CH3OOCH2OHOHOHOHOH234516OCH2OHOHOHOO234516CH3CH3型型OCH2OHOHOHOHOR234516麦芽糖 酶OCH2OHOHOHOHOH234516OCH2OHOHOHOHOR234516苦杏仁 酶OCH2OHOHOHOHOH234516-糖苷6.环式和链式异构体的互变环式和链式异构体的互变CH2OHCHOOCH2OHHHOHHOHOHHOHH234516-D-葡萄糖葡萄糖-D-葡萄糖葡萄糖D-+-葡萄糖葡萄糖37%0.1%63%解释变旋景象解释变旋景象162345OCH2OHHHOHH

12、OHOHHHOH7.单糖的构象单糖的构象OCH2OHHHOHHOHOHHOHH234516OOD型L型OOHOHOHOHCH2OH162345OCH2OHHHOHHOHOHHHOHOOHOHOHCH2OHOH 五、重要的单糖五、重要的单糖p 264n1.戊糖戊糖n2.己糖己糖n3.氨基糖氨基糖n4.维生素维生素Dn5.糖苷糖苷第二节第二节 双糖与多糖双糖与多糖n一、双糖一、双糖n1.定义：一个单糖分子中的半缩醛羟基定义：一个单糖分子中的半缩醛羟基和另一个单糖分子中的羟基失水得到的和另一个单糖分子中的羟基失水得到的糖苷。糖苷。n2.分类分类n非复原性双糖：两单糖分子的半缩醛羟非复原性双糖：两单糖

13、分子的半缩醛羟基脱一分子水构成。基脱一分子水构成。CHOHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHOCOHHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHO- H2OCHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHOOCHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHO特点：分子中无醛基特点：分子中无醛基环式链式性质：无变旋景象；不能成性质：无变旋景象；不能成脎；不能被脎；不能被Tollens、Fehling试剂氧化，故称非复原糖。试剂氧化，故称非复原糖。复原性双糖：一分子单糖半缩醛羟基复原性双糖：一分子单糖半缩醛羟基与另一分子单糖醇羟基脱水构成。与另一分子单糖醇羟基脱水构成。CHOHCCOHHHOHCOHHCHCH

14、2OHOCOHHCCOHHHOHCHOHCHCH2OHO- H2OCHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHOOCOHCCOHHHOHCHOCHCH2OHOH特点：溶液中有醛基特点：溶液中有醛基环式链式性质：有变旋景象；能成脎；能被性质：有变旋景象；能成脎；能被Tollens、Fehling试剂氧化，故称复原糖。试剂氧化，故称复原糖。3.重要的双糖重要的双糖蔗糖：非复原糖蔗糖：非复原糖CHOHCCOHHHOHCOHHCHCH2OHOCOHCH2OHCCHOHOHHCOHCH2OHO123456123456- H2OCHOCCOHHHOHCOHHCHCH2OHOCCH2OHCCHOHOHHCOH

15、CH2OHO123456123456构造：葡萄糖的构造：葡萄糖的C1是是型，果糖的型，果糖的C2是是型。型。OCH2OHOHOHOHOO234516HOCH2CH2OHOHOH123456OOOHOHOHO234516OHHOHCH2OHCH2OH6HOCH254321麦芽糖：复原糖麦芽糖：复原糖OOOHOHOH6HOCH254321OOHOHOHH6HOCH254321半缩醛羟基可以是半缩醛羟基可以是型或型或型。型。两分子葡萄糖以两分子葡萄糖以-1，4-苷键方式结合成双糖。可苷键方式结合成双糖。可被麦芽糖酶水解，被麦芽糖酶水解，纤维二糖：复原糖纤维二糖：复原糖OOHOHOHO6HOCH254

16、321OOHOHOHH6HOCH254321半缩醛羟基可以是半缩醛羟基可以是型或型或型。型。两分子葡萄糖以两分子葡萄糖以-1，4-苷键方式结合成双糖。可苷键方式结合成双糖。可被苦杏仁酶水解。被苦杏仁酶水解。半乳糖：复原糖半乳糖：复原糖OOHOHOH6HOCH254321OOHOHO6CH2OH54321HO半缩醛羟基可以是半缩醛羟基可以是型或型或型。型。一分子半乳糖与另一分子葡萄糖以一分子半乳糖与另一分子葡萄糖以-1，4-乳糖苷乳糖苷键方式结合成双糖。可被苦杏仁酶水解。键方式结合成双糖。可被苦杏仁酶水解。二、多糖二、多糖n均聚糖：由一种单糖组成，如淀粉和纤维素。均聚糖：由一种单糖组成，如淀粉和

17、纤维素。n杂多糖：由戊糖、己糖或糖酸氨基糖等组成。杂多糖：由戊糖、己糖或糖酸氨基糖等组成。n1.纤维素及运用纤维素及运用n1构造特点：构造特点：n-1,4-葡萄糖苷键，每条链五千到一万个葡萄糖苷键，每条链五千到一万个D-葡萄糖，可被强酸水解成纤维二糖、三糖、四葡萄糖，可被强酸水解成纤维二糖、三糖、四糖等，最后被纤维素酶水解为糖等，最后被纤维素酶水解为D-葡萄糖；葡萄糖；n长链间经过氢键结合成束长链间经过氢键结合成束2性质：不溶于水和有机溶剂，加热分性质：不溶于水和有机溶剂，加热分解，不熔化，对酸不稳定苷键水解，解，不熔化，对酸不稳定苷键水解，对碱稳定对碱稳定3人造纤维再生纤维人造纤维再生纤维

18、铜氨法、胶丝法铜氨法、胶丝法4纤维素酯纤维素酯5纤维素醚纤维素醚纤维素Cellulose 由葡萄糖以由葡萄糖以-1,4 苷键衔接而成。苷键衔接而成。OHOOOHCH2OHOOHOOHCH2OHHOHOOHOOHCH2OHn*141, 4苷键(C6H10O5)nH2OH+或 纤维素酶纤维二糖H2OH+C6H12O6 纤维素与淀粉在构造上的差别仅在于两个葡萄糖分子纤维素与淀粉在构造上的差别仅在于两个葡萄糖分子的衔接方式不同。的衔接方式不同。 纤维素及其衍生物有着重要的用途。纤维素及其衍生物有着重要的用途。 1. 纤维素酯又称醋酸纤维素：纤维素酯又称醋酸纤维素：OHOOHCH2OHOn(CH3CO)

19、2OH2SO4OCH3COOCCH3CH2OCCH3On=OOO 三醋酸纤维素可部分水解得到二醋酸纤维素，后者三醋酸纤维素可部分水解得到二醋酸纤维素，后者溶于丙酮和乙醇，不易燃，可用来制造胶片、人造丝和溶于丙酮和乙醇，不易燃，可用来制造胶片、人造丝和塑料等。塑料等。 纤维素与硝酸和浓硫酸作用，那么得到硝酸纤维素。纤维素与硝酸和浓硫酸作用，那么得到硝酸纤维素。 2. 纤维素黄原酸酯：纤维素黄原酸酯：COH纤维素部分NaOH(-H2O)CONaCOSNaS=CH+H2OCOH再 生纤维素筛板孔，挤压H+H2O黏胶纤维纤维素黄原酸钠盐H+H2O缝，挤压玻 璃 纸2.淀粉淀粉n构造特点：构造特点：n-1,4-葡萄糖苷键，可被淀粉酶水解成麦芽葡萄糖苷键，可被淀粉酶水解成麦芽糖，最后被麦芽糖酶水解为糖，最后被麦芽糖酶水解为D-葡萄糖；葡萄糖；n1直链淀粉约占直链淀粉约占20%n性质：溶于热水性质：溶于热水n构造：直链上有少数支链，卷曲盘旋呈螺旋状构造：直链上有少数支链，卷曲盘旋呈螺旋状分子内氢键，每圈螺旋含分子内氢键，每圈螺旋含6个葡萄糖单体；个葡萄糖单体；n碘碘+淀粉淀粉 兰