有机化学课件- 碳水化合物

1、18.1 18.1 概论概论18.2 18.2 单糖的结构单糖的结构 ( (重点重点) )18.3 18.3 单糖的反应单糖的反应 ( (重点重点) )18.4 18.4 二糖二糖18.5 18.5 多糖多糖 18.1 18.1 概论概论18.1 18.1 概论概论“碳水化合物碳水化合物”沿用已久，至今仍普遍采用。沿用已久，至今仍普遍采用。本章重点本章重点18.1 18.1 概论概论18.2 18.2 单糖的结构单糖的结构18.2.2 18.2.2 单糖的构型单糖的构型18.2.3 18.2.3 单糖的命名单糖的命名 18.2.1 18.2.1 单糖的开链式结构单糖的开链式结构（葡萄糖）（葡萄

2、糖）D D或或L L构型构型离羰基最远离羰基最远的手性碳的构型与之对照。的手性碳的构型与之对照。18.2.2 18.2.2 单糖的构型单糖的构型D-(+)-D-(+)-葡萄糖葡萄糖 HOCHOHHHHOHOH OH CH2OHCHOOHOH OH CH2OH HOCHO CH2OH18.2.2 18.2.2 单糖的构型单糖的构型 (2(2R R)-2,3-)-2,3-二羟基丙醛二羟基丙醛 D-(+) -D-(+) -甘油醛甘油醛 丙醛糖丙醛糖(2(2R R,3,3R R,4,4R R)-2,3,4,5-)-2,3,4,5-四羟基戊醛四羟基戊醛D-(-)-D-(-)-核糖核糖 戊醛糖戊醛糖(3(

3、3S S,4,4R R,5,5R R)-3,4,5,6-)-3,4,5,6-四四羟基羟基-2-2-已已酮酮 D-(-)-D-(-)-果糖果糖 已酮已酮糖糖CHOHOOHOHCH2OHOHHH18.2.3 18.2.3 单糖的命名单糖的命名D-(+)-D-(+)-葡萄糖葡萄糖 - -D-(+)-D-(+)-葡萄糖葡萄糖（无结晶水）（无结晶水） - -D-(+)-D-(+)-葡萄糖葡萄糖乙醇重结晶乙醇重结晶吡啶重结晶吡啶重结晶HOAcHOAc重结晶重结晶mp 146mp 146o oCCmp 148-150mp 148-150o oCCH H2 2OOH H2 2OO浓缩浓缩( ) -) -D-(

4、+)-D-(+)-葡萄糖葡萄糖水溶液水溶液( ) -) -D-(+)-D-(+)-葡萄糖葡萄糖水溶液水溶液 D D = + 112= + 112o o放置放置 D D = + 18.7= + 18.7o o放置放置 D D = = + +52.752.7o o （无醛基无醛基葡萄糖的链式结构无法合理解释葡萄糖的链式结构无法合理解释环状半缩醛的启迪环状半缩醛的启迪HOCH2CH2CH2CHOHOCH2CH2CH2CH2CHOCH2OHCHOCH2OHCHOHOCH2OHCOHCH2OHOHHOOHCCH2OHCHOHHHOOOOH型型开链式63%37%0.1%1911252OHHH CH2OHO

5、H OH OH HHOHOHHH CH2OHOH OH OH HHOH葡萄糖的存在形式葡萄糖的存在形式 -D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OHOHHOOHCH2OHH123456OH -D-D-呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖 -D-D-呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖CHOCH2OH12345663%37%0.01% （3 3） （4 4） （2 2）(1) (2)(3) (4)OHHHHHOHOHHOHO CH2OHOHHHHHHO CH2OHOHOHOHOHHHHOHHO CH2OHHOHOH18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应斐林试剂斐林试剂 or or 土伦试剂土伦试

6、剂D-D-葡萄糖酸葡萄糖酸18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应BrBr2 2-H-H2 2O O pH=6 pH=6D-D-葡萄糖酸葡萄糖酸18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应（1 1） 稀硝酸氧化酮糖时导致稀硝酸氧化酮糖时导致CC1 1-C-C2 2键断裂，区别醛糖和酮糖。键断裂，区别醛糖和酮糖。（2 2） 浓硝酸能使二级醇氧化，进一步导致浓硝酸能使二级醇氧化，进一步导致C-CC-C键断键断 裂，不能使用。裂，不能使用。稀稀HNOHNO3 3D-D-葡萄糖二酸葡萄糖二酸18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应HI

7、OHIO4 4 5 HCOOH5 HCOOH + CH+ CH2 2OOCH=OOHHHOOHHOHHCH2OHH糖糖糖醇糖醇H H2 2 ，兰尼，兰尼Ni , Ni , or NaBHor NaBH4 4D-D-葡萄糖醇葡萄糖醇（D-D-山梨醇）山梨醇）18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应CH=NNHC6H5NNHC6H5HHOOHHOHHCH2OH18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应 18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应D-D-葡萄糖葡萄糖五甲基五甲基-D-D-葡萄糖葡萄糖OOHHOOHCH2OHOHOOCH3CH3OOCH3CH2OCH3OCH3(CH

8、3)2SO4，NaOHor CH3I，Ag2O18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应OOHHOOHCH2OHOHOOCOCH3CH3COOOCOCH3CH2OCOCH3OCOCH3(CH3CO)2O吡 啶D-D-葡萄糖葡萄糖五乙酸五乙酸-D-D-葡萄糖酯葡萄糖酯半缩醛羟基半缩醛羟基：（比一般的醚键易形成，也易水解。）（比一般的醚键易形成，也易水解。）18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应糖苷没有变旋光现象糖苷没有变旋光现象没有还原糖的反应没有还原糖的反应CH=OOHHHOOHHOHHCH2OHHOHHH CH2OHOH OH

9、OH HHOHOHHH CH2OHOH OH OH HHOHOHHH CH2OHOH OH OH HHOCH3甲基甲基 - -D-葡萄糖苷葡萄糖苷OHHH CH2OHOH OH OH HHOCH3甲基甲基 - -D-葡萄糖苷葡萄糖苷CH3OHH+CH3OHH+ -苷键苷键 -苷键苷键18.2.5 18.2.5 单糖的反应单糖的反应（1 1） 由由 -D- -D-吡喃吡喃葡萄糖葡萄糖和和 - -D-D-呋喃呋喃果糖果糖的两个半缩醛羟基失水而成的。的两个半缩醛羟基失水而成的。（2 2） 蔗糖中已无半缩醛羟基蔗糖中已无半缩醛羟基，非非还原糖还原糖。（半缩醛羟基在水中可以水解，而醚需（半缩醛羟基在水中

10、可以水解，而醚需要在强酸性条件下才能水解）要在强酸性条件下才能水解） -1,2-1,2-苷键苷键 -2,1-2,1-苷键苷键18.3 18.3 二糖二糖一般醚键与糖苷醚键的区别一般醚键与糖苷醚键的区别（1 1）-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -1,4 - -1,4 -苷键苷键18.3 18.3 二糖二糖（1 1）淀粉水解的产物）淀粉水解的产物；麦芽糖水解产生一分子麦芽糖水解产生一分子 -D-D-吡喃葡萄吡喃葡萄 糖糖和一分子和一分子D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖。（2 2） 分子中保留了一个半缩醛羟基，是分子中保留了一个半缩醛羟基，是还原糖还原糖。O CH2OHOH OH HOO CH2OHOH OH OOH成苷部分成苷部分未成苷部分未成苷部分 -1,4-1,4-苷键苷键18.3 18.3 二糖二糖18.4 18.4 多糖多糖OOHOHCH2OHOOOOHOHCH2OHOOOHOHCH2OHOOOHOHCH2OHOn18.4 18.4 多糖多糖18.4 18.4 多糖多糖由由-D-(+)-D-(+)-葡萄糖以葡萄糖以-1,4-1,4苷键苷键结合而成的链状高聚物。结合而成的链状高聚物。OOHOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOHOHCH2