糖类结构与功能PPT学习教案

1、会计学1糖类结构与功能糖类结构与功能1 1 糖的概念糖的概念: :糖类是多羟基的醛或多羟基糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。Cn(H2O)m（ C6(H2O)6 ）碳水化合物碳水化合物(carbohydrate)鼠李糖(C C6 6H H1212O O5 5)、脱氧核糖(C C5 5H H1010O O4 4)甲醛(CHCH2 2O O)、乳酸(C C3 3H H6 6O O3 3)一一 糖类概述糖类概述第2页/共76页 CH3 | CH2OH CHO | CH2OH CH2OH | CHOH | CHO CHO | H-C-OH |CH2

2、OH C-OH | CH2OH 例：下列所示化合物中哪些属于糖类？例：下列所示化合物中哪些属于糖类？(1)(2)(3)(4)第3页/共76页第4页/共76页3 3 糖的分类（据分子的大小分类糖的分类（据分子的大小分类):):单糖(monsaccharide)：在温和条件下不能水解为更小的单位。寡糖(oligosaccharide)：水解时每个分子产生2-10个单糖残基。多糖(polysaccharide): 能水解成多个单糖分子，属于高分子碳水化合物，分子量可达到数百万。第5页/共76页 CHO | H-C-OH |HO-C-H | H-C-OH | H-C-OH | CH2OHD(+)葡萄葡

3、萄糖糖醛糖醛糖 CH2OH | C=O |HO-C-H | H-C-OH | H-C-OH | CH2OHD(-)果糖果糖酮糖酮糖二二 糖的结构糖的结构第6页/共76页1 糖的结构：糖分子中原子连接糖的结构：糖分子中原子连接的次序。不同的连接次序可以形的次序。不同的连接次序可以形成多种异构体。成多种异构体。第7页/共76页第8页/共76页2 2 构型构型: :指不对称碳原子的四个取代指不对称碳原子的四个取代基在空间的相对取向，改变时涉及共基在空间的相对取向，改变时涉及共价键的断裂。价键的断裂。L-Glyceraldehyde D-Glyceraldehyde不对称不对称碳原子碳原子对映体对映体

4、第9页/共76页D-(+)-GlyD-GlcL-GlcL-(-)-Gly第10页/共76页对映体对映体第11页/共76页单糖具有旋光性：+，-定量测定糖第12页/共76页异头物异头物羰基碳上形羰基碳上形成的差向异成的差向异构体构体第13页/共76页第14页/共76页OCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOHOCH2OHOHOHOHOH3 构象：一个有机化合物结构中一切原子构象：一个有机化合物结构中一切原子沿共价键转动而产生的不同空间结构。沿共价键转动而产生的不同空间结构。异头物异头物异头物异头物第15页/共76页第16页/共76页D-甘油醛D-赤藓糖L阿拉伯糖(Ara)、D核糖(

5、Rib)、D脱氧核糖、 D木糖(Xyl)D葡萄糖(Glc)、D果糖(Fru)、 D半乳糖(Gal)、D甘露糖(Man)、L山梨糖三、重要的单糖三、重要的单糖第17页/共76页名称名称类别类别甜度甜度名称名称类别类别甜度甜度乳糖乳糖寡糖寡糖16麦芽糖醇麦芽糖醇 糖衍生物糖衍生物90半乳糖半乳糖单糖单糖30蔗糖蔗糖寡糖寡糖100麦芽糖麦芽糖寡糖寡糖35木糖醇木糖醇糖衍生物糖衍生物 125山梨醇山梨醇糖衍生物糖衍生物 40果糖果糖单糖单糖175木糖木糖单糖单糖45甜蛋白甜蛋白糖复合物糖复合物20000甘露醇甘露醇糖衍生物糖衍生物 50蛇菊苷蛇菊苷糖衍生物糖衍生物30000葡萄糖葡萄糖单糖单糖70糖精

6、糖精人工糖人工糖50000第18页/共76页1、单糖化学性质、单糖化学性质 单糖在水溶液中是以链式和环式平衡单糖在水溶液中是以链式和环式平衡存在的，单糖的反应有的以环状结构进存在的，单糖的反应有的以环状结构进行，有的则以链式结构进行。行，有的则以链式结构进行。（1 1）异构化）异构化第19页/共76页D-D-果糖果糖D-D-甘露糖甘露糖D-D-葡萄糖在葡萄糖在碱溶液中碱溶液中HCH COC CHOHCHOOHHOHCH2OHHHOHOHHCHCOHHOCH2OHHHOHOHHHOCHOCHOHOHCH2OHHHOHOHHHHOOHOHHHCH2OHCH2OHO第20页/共76页 单糖是多羟基醛

7、或酮，故单糖具单糖是多羟基醛或酮，故单糖具有有醛、酮和醇醛、酮和醇的某些性质。还原、氧的某些性质。还原、氧化、成酯、成醚等。分子内羟基和羰化、成酯、成醚等。分子内羟基和羰基的相互影响，还具有一些特殊的性基的相互影响，还具有一些特殊的性质。质。 第21页/共76页酮糖不被溴水氧化酮糖不被溴水氧化, , 可用溴水鉴别醛糖和酮糖。可用溴水鉴别醛糖和酮糖。单糖的醛基、酮基可被氧化，表现出还原性。单糖的醛基、酮基可被氧化，表现出还原性。CH2OHCHOCH2OHCOOHCOOHCOOHBr2 H2OHNO3酸性溶液中的氧化酸性溶液中的氧化第22页/共76页 醛糖和酮糖都具有还原性，可被醛糖和酮糖都具有还

8、原性，可被FehlingFehling试剂氧化，生成砖红色沉淀，试剂氧化，生成砖红色沉淀，P19P19。碱性溶液中的氧化碱性溶液中的氧化CHOCH2OHFehlingTollensCOOHCH2OHAgCu2O+第23页/共76页H2/NiNaBH4LiAlH4H2NiCH2OHCH2OHCH2OHCHO还原产物叫糖醇葡萄糖醇亦称山梨醇葡萄糖醇亦称山梨醇H2NiOCH2OHCH2OHH2NiCH2OHCH2OHCH2OHCH2OH第24页/共76页 单糖与苯肼作用，先羰基与苯肼生成苯腙；苯肼单糖与苯肼作用，先羰基与苯肼生成苯腙；苯肼过量时，生成不溶于水的黄色结晶，叫糖脎。过量时，生成不溶于水的

9、黄色结晶，叫糖脎。 CH2OHCHO+H2NNHC6H5CH2OHCH NNHC6H5NNHC6H5NNHHCCH2OHC6H5苯肼H2NNH第25页/共76页CH2OHCH2OHOH2NNHC6H5+NNHC6H5CH NNHC6H5CH2OH过量NNHC6H5CH2OHCH2OHH2NNHC6H5CHOCH2OH第26页/共76页 醛糖或酮糖的醛糖或酮糖的成脎反应成脎反应，都发生在，都发生在C1C1和和C2C2上上。 同碳数的单糖，只是同碳数的单糖，只是C1C1和和C2 C2 不同，其它不同，其它C C原原子的构型相同，与苯肼反应得到相同的脎。子的构型相同，与苯肼反应得到相同的脎。 CHO

10、CH2OHCHOCH2OHCH2OHCH2OHO第27页/共76页（5 5）成酯反应）成酯反应 生物体内，糖在酶的作用下形成一些生物体内，糖在酶的作用下形成一些单酯或二酯。其中最重要的是磷酸酯，它单酯或二酯。其中最重要的是磷酸酯，它们在生物代谢过程中起着重要的作用。们在生物代谢过程中起着重要的作用。 第28页/共76页H2O3POH2CHHOHOOHCH2OHO6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸果糖磷酸果糖1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖OHOHOHOHH2O3POH2CCH2OPO3H2OHHOCH2OPO3H2OOHOHOPO3H2OHOHOCH2OH

11、HO第29页/共76页甲基甲基-D-D-葡萄糖苷葡萄糖苷-苷键苷键-D-D-葡萄糖甲苷葡萄糖甲苷OHOCH2OHHOOHCH3OOHOHOCH2OHHOOHCH3OHHCl干+ 单糖的半缩醛羟基，与其他含羟基的化合物单糖的半缩醛羟基，与其他含羟基的化合物形成环状缩醛，糖化学中叫糖苷（形成环状缩醛，糖化学中叫糖苷（需补充需补充）。）。 糖苷中，非糖部分叫配糖基，连接配糖基糖苷中，非糖部分叫配糖基，连接配糖基与糖苷基的键叫与糖苷基的键叫糖苷键糖苷键。 第30页/共76页MolischMolisch反应（反应（鉴别糖与非糖鉴别糖与非糖 ） 又称又称-萘酚反应，在糖的水溶液中，加入萘酚反应，在糖的水溶

12、液中，加入-萘酚的酒精溶液，试管倾斜，然后沿管萘酚的酒精溶液，试管倾斜，然后沿管壁滴入浓硫酸，在两层液面之间会出现一个壁滴入浓硫酸，在两层液面之间会出现一个紫色环紫色环。所有糖类都能发生这种颜色反应。所有糖类都能发生这种颜色反应。原理：原理：糖类在浓酸作用下所形成的糠醛及其糖类在浓酸作用下所形成的糠醛及其衍生物可以与衍生物可以与- - 萘酚作用，形成红紫色复萘酚作用，形成红紫色复合物合物 （7 7）糖的颜色反应）糖的颜色反应第31页/共76页 Seliwanoff Seliwanoff反应，反应，又称间苯二酚反又称间苯二酚反应应 酮糖与浓盐酸和间苯二酚反应，加热酮糖与浓盐酸和间苯二酚反应，加热

13、很快生成很快生成红色物质红色物质，醛糖在同样条件下，醛糖在同样条件下不显色。该反应可以不显色。该反应可以区别醛糖和酮糖区别醛糖和酮糖。原理：原理：酮糖在酸的作用下较醛糖更易生酮糖在酸的作用下较醛糖更易生成羟甲基糠醛。后者与间苯二酚作用生成羟甲基糠醛。后者与间苯二酚作用生成鲜红色复合物成鲜红色复合物 。第32页/共76页蒽酮反应（蒽酮反应（糖类定量测定糖类定量测定 ） 糖类化合物与蒽酮的浓硫酸溶液作糖类化合物与蒽酮的浓硫酸溶液作用，生成绿色物质。可以定性定量测定用，生成绿色物质。可以定性定量测定糖类。糖类。 原理：原理：糖在浓硫酸作用下，经脱水反应糖在浓硫酸作用下，经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛

14、生成糠醛或羟甲基糠醛, ,再与蒽酮反应再与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物，生成蓝绿色糠醛衍生物， 第33页/共76页BialBial反应反应 戊糖与甲基间苯二酚（地衣酚）戊糖与甲基间苯二酚（地衣酚）在浓盐酸存在下反应，生成在浓盐酸存在下反应，生成蓝色物质蓝色物质。是鉴别戊糖的一种方法。是鉴别戊糖的一种方法。原理：原理：戊糖与浓盐酸加热形成糠醛，在戊糖与浓盐酸加热形成糠醛，在有有FeFe3+3+存在下，它与甲基间苯二酚（地存在下，它与甲基间苯二酚（地衣酚）缩合，形成衣酚）缩合，形成深蓝色深蓝色的沉淀物的沉淀物 第34页/共76页寡糖：少数单糖（寡糖：少数单糖（210个）缩合聚合物个）缩合聚合物自然

15、界中最常见的寡糖是双糖自然界中最常见的寡糖是双糖。四、寡糖四、寡糖第35页/共76页葡萄糖葡萄糖- - ， （1 12 2）果糖苷）果糖苷第36页/共76页2 麦芽糖麦芽糖(Maltose)还原糖还原糖葡萄糖葡萄糖- - （1 14 4）葡葡糖苷糖苷第37页/共76页半乳糖半乳糖- - （1 14 4）葡萄葡萄苷苷第38页/共76页4 纤维二糖纤维二糖葡萄糖葡萄糖- - （1 14 4）葡葡糖苷糖苷第39页/共76页1 概念：多个单糖基以糖苷键相连而形概念：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。成的高聚物。2 性质：多糖没有还原性和变旋现象，性质：多糖没有还原性和变旋现象，无甜味，大多不溶于水

16、。无甜味，大多不溶于水。五、多糖五、多糖第40页/共76页3 结构：结构：一级结构：包括单糖的组成、糖苷键一级结构：包括单糖的组成、糖苷键的类型、单糖的排列顺序的类型、单糖的排列顺序3 3个基本结构个基本结构因素。因素。二级结构：指多糖分子骨架的形状。二级结构：指多糖分子骨架的形状。第41页/共76页4 分类：分类： 均一多糖：由一种单糖缩合而成，如戊均一多糖：由一种单糖缩合而成，如戊糖胶糖胶(pentosan)(pentosan)，木糖胶，木糖胶(xylan), (xylan), 阿拉阿拉伯糖胶伯糖胶(arabinan)(arabinan)、己糖胶、己糖胶( (淀粉、糖原淀粉、糖原、纤维素等

17、、纤维素等) )。 不均一多糖：由不同类型的单体缩合而不均一多糖：由不同类型的单体缩合而成成, ,如结缔组织中的透明质酸。如结缔组织中的透明质酸。第42页/共76页第43页/共76页直直链链淀淀粉粉第44页/共76页。遇碘显遇碘显紫蓝色紫蓝色。第45页/共76页第46页/共76页遇碘显遇碘显紫红色紫红色。第47页/共76页第48页/共76页第49页/共76页淀粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的淀粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的长度有关：长度有关：链长小于链长小于6 6个葡萄糖基，不能呈色。个葡萄糖基，不能呈色。链长为链长为2020个葡萄糖基，呈个葡萄糖基，呈红色红色。链长大于链长大于6060个葡萄糖

18、基，呈个葡萄糖基，呈蓝色蓝色。第50页/共76页第51页/共76页由葡萄糖以由葡萄糖以 （1 14 4）糖苷键连接而）糖苷键连接而成的直链，天然纤维素为无臭、无成的直链，天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素不溶于水味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂、稀酸、稀碱和有机溶剂。 。第52页/共76页第53页/共76页第54页/共76页持物之一。持物之一。由琼脂糖和琼脂胶两种组分构由琼脂糖和琼脂胶两种组分构成。成。第55页/共76页第56页/共76页 葡聚糖凝胶 血浆替代物葡聚糖半纤维素第57页/共76页甘露聚糖半纤维素第58页/共76页糖胺聚糖第59页/共76页第60页/共76页第61页/共76页第62页/共76页第63页/共76页第64页/共76页第65页/共76页六、糖复合物六、糖复合物第66页/共76页第67页/共76页第68页/共76页第69页/共76页白。白。第70页/共76页第71页/共76页糖蛋白中寡糖链糖蛋白中寡糖链末端糖基末端糖基组成的不同决组成的不同决定人体的血型。定人体的血型。 O O型：型：FucFuc（岩藻糖）（岩藻糖） A A型：型：FucFuc和和GNAcGNAc（乙酰氨基葡萄