生物化学___第一章糖类的化学

1、2022-6-102第一节第一节 概述概述第二节第二节 单糖的化学结构单糖的化学结构第三节第三节 单糖的性质单糖的性质第四节第四节 寡糖寡糖第五节第五节 多糖多糖2022-6-103糖类物质以前统称为碳水化合物糖类物质以前统称为碳水化合物糖类由碳、氢、氧三种元素组成，可糖类由碳、氢、氧三种元素组成，可由实验式由实验式C Cn n(H(H2 2O)O)m m表示。由于式中碳表示。由于式中碳氢比例与水相同，故过去将糖类称为氢比例与水相同，故过去将糖类称为碳水化合物碳水化合物一一. .糖糖 的的 定定 义义糖类是自然界含量最丰富的有机物质，糖类是自然界含量最丰富的有机物质，淀粉和纤维素淀粉和纤维素是

2、植物中的主要糖类，而是植物中的主要糖类，而动物和人体中则含有动物和人体中则含有糖原糖原，此外在动植，此外在动植物和微生物中还存在一些复杂的糖类物和微生物中还存在一些复杂的糖类定义定义 糖类是多羟醛或多羟酮以及它们的糖类是多羟醛或多羟酮以及它们的聚合物和衍生物聚合物和衍生物 但甲醛但甲醛(HCHOHCHO)，醋酸，醋酸(CHCH3 3COOHCOOH)等等不属于糖类，也符合此实验式不属于糖类，也符合此实验式而脱氧核糖而脱氧核糖(C C5 5H H1010O O4 4)，鼠李糖，鼠李糖(C C6 6H H1212O O5 5)等糖类碳氢比例又不是等糖类碳氢比例又不是2：1故故“碳水化合物碳水化合物

3、”一词一词用于糖类并不确用于糖类并不确切切一一. .糖糖 的的 定定 义义多羟醛（酮）是指含有多羟醛（酮）是指含有两个或以两个或以上的羟基上的羟基的醛或酮的醛或酮CHOCHOCHCH2 2OHOHCHOHCHOHCHOCHOCHCH2 2OHOHCHOHCHOHCHCH2 2OHOHCHOHCHOHCHCH3 3C CO OCHCH2 2OHOHCHCHCHCH2 2OHOHCHCH2 2OHOH下列哪些属于糖类化合物？下列哪些属于糖类化合物？（1）( 2 )（3）（4）（1 1）和（）和（3 3）不是糖类化合物，）不是糖类化合物， （2 2），）， （4 4）是糖类化合物）是糖类化合物问题问

4、题糖类物质是一大类物质的总称糖类物质是一大类物质的总称根据能否水解和水解后的产物将糖类分为：根据能否水解和水解后的产物将糖类分为：糖类糖类二二. . 糖糖 的的 分分 类类单糖单糖1.1.单糖单糖单糖（单糖（monosaccharidesmonosaccharides）是最简单的糖，不）是最简单的糖，不能再被水解为更简单的糖类物质能再被水解为更简单的糖类物质根据所含碳根据所含碳链的长短单糖分为以下几种：链的长短单糖分为以下几种：丙糖丙糖( (triosetriose) )丁糖丁糖( (butosebutose) )戊糖戊糖（pentosepentose) ) 己糖己糖( (hexosehexo

5、se) )葡萄糖葡萄糖( (glucoseglucose) )果糖果糖( (fructosefructose) )核糖核糖( (riboseribose) )脱氧核糖脱氧核糖(deoxy(deoxyriboseribose) )二二. . 糖糖 的的 分分 类类其中最重要的是二糖，水解时产其中最重要的是二糖，水解时产生两分子单糖，常见的有：生两分子单糖，常见的有：二糖二糖寡糖寡糖(oligosaccharides)oligosaccharides)是是由由2 26 6个单糖分子缩合而成的化合物个单糖分子缩合而成的化合物蔗糖蔗糖(sucrosesucrose)麦芽糖麦芽糖(maitosemait

6、ose)乳糖乳糖(lactoselactose)2.寡糖寡糖二二. . 糖糖 的的 分分 类类3.多糖多糖多糖多糖多糖多糖(polysaccharidespolysaccharides)是由许多（是由许多（1010个个以上）单糖分子脱水缩合而成的化合物。以上）单糖分子脱水缩合而成的化合物。常见的多糖有：常见的多糖有：淀粉淀粉(starch)纤维素纤维素(cellulose)cellulose)糖原糖原(glycogen)二二. . 糖糖 的的 分分 类类3.3.某些糖类物质具有特殊的生理功能某些糖类物质具有特殊的生理功能2.2.作为生物体的主要能量来源作为生物体的主要能量来源1. 1. 糖类广

7、泛存在于自然界尤其是植物糖类广泛存在于自然界尤其是植物体内，作为生物体的结构物质体内，作为生物体的结构物质如谷类和薯类的淀粉，木材、稻如谷类和薯类的淀粉，木材、稻草、棉花中的纤维素，水果中的草、棉花中的纤维素，水果中的葡萄糖，壳多糖组成甲壳葡萄糖，壳多糖组成甲壳三三. .糖类物质的生物学功能糖类物质的生物学功能按功能基分：按功能基分：按碳原子数分：按碳原子数分：醛糖：醛糖：酮糖：酮糖：丙糖：三碳糖丙糖：三碳糖丁糖：四碳糖丁糖：四碳糖戊糖：五碳糖戊糖：五碳糖己糖：六碳糖己糖：六碳糖定义定义具有一个自由醛基或酮基，具有一个自由醛基或酮基，以及有两个以上羟基的糖类以及有两个以上羟基的糖类含有醛基的糖

8、含有醛基的糖含有酮基的糖含有酮基的糖一一. .定定 义义 和和 分分 类类二羟丙酮（酮糖）二羟丙酮（酮糖）C CO OCHCH2 2OHOHCHCH2 2OHOH甘油醛（醛糖）甘油醛（醛糖）CHCH2 2OHOHH HC COHOHC CH H O O 最简单的单糖有两种最简单的单糖有两种（含三个碳原子）（含三个碳原子）一一. .定定 义义 和和 分分 类类旋光性指物质能使平面偏振旋光性指物质能使平面偏振光的偏振面发生旋转的性质光的偏振面发生旋转的性质二二. . 单糖的旋光性和开链结构单糖的旋光性和开链结构定义定义单糖单糖由于特殊的结构因此具有旋光性由于特殊的结构因此具有旋光性, ,即是一种即

9、是一种旋光性物质旋光性物质异丁醇异丁醇OHOHCHCH3 3C CCHCH2 2CHCH3 3 H H（不对称碳原子指（不对称碳原子指4 4个价键与个价键与4 4个不同的个不同的原子或基团原子或基团连接的碳原子，用连接的碳原子，用C C表示）表示）例例单糖就是具有旋光性的物质单糖就是具有旋光性的物质1.旋光性物质的特点旋光性物质的特点CHCH2 2OHOHH HC COHOHCHOCHO甘油醛甘油醛旋光性物质的分子中旋光性物质的分子中含有不对称碳原子含有不对称碳原子 对于甘油醛的不对称碳原子而言，羟基可对于甘油醛的不对称碳原子而言，羟基可以在左或在右，但代表两种不同的物质：以在左或在右，但代表

10、两种不同的物质：规定规定:羟基在不对称碳原子的右边羟基在不对称碳原子的右边为为D D型，羟基在左边的为型，羟基在左边的为L L型型D D甘油醛甘油醛L L甘油醛甘油醛CHCH2 2OHOHH HC COHOHCHOCHOCHCH2 2OHOHHOHOC CH HCHOCHO凡含有不对称碳原子的旋光性物质凡含有不对称碳原子的旋光性物质具有具有旋光异构体旋光异构体例例1.旋光性物质的特点旋光性物质的特点甘油醛的这种性质称为对映性或手性，这两种甘油醛的这种性质称为对映性或手性，这两种甘油醛异构体叫对映异构体，又叫旋光异构体甘油醛异构体叫对映异构体，又叫旋光异构体甘油醛的这种结构表甘油醛的这种结构表达

11、方式，称为达方式，称为糖的糖的开开链结构链结构CHCH2 2OHOHH HC COHOHCHOCHOD D甘油醛甘油醛二羟丙酮二羟丙酮由于不具有由于不具有不对称碳原子，故不对称碳原子，故没没有旋光异构体有旋光异构体二羟丙酮二羟丙酮C CO OCHCH2 2OHOHCHCH2 2OHOH1.旋光性物质的特点旋光性物质的特点 定义定义甘油醛异构体的比旋光度数值相等，甘油醛异构体的比旋光度数值相等，但方向相反，分别为左旋与右旋但方向相反，分别为左旋与右旋比旋光度：一种旋光物质在一定比旋光度：一种旋光物质在一定条件下能使偏振光旋转固定的角条件下能使偏振光旋转固定的角度，是一个物理常数度，是一个物理常数

12、旋光异构体之间的化学性质和大部分旋光异构体之间的化学性质和大部分物理性质相同，只对偏振光影响不同，物理性质相同，只对偏振光影响不同，即比旋光度不同即比旋光度不同使偏振光左旋使偏振光左旋记为记为l l或（或（- -），），右旋记为右旋记为d d或（或（+ +）。）。1.旋光性物质的特点旋光性物质的特点2022-6-1020问题问题下列哪些化合物具有不对下列哪些化合物具有不对称碳原子？称碳原子？CHCH3 3CHCH2 2CHCOOHCHCOOHCHCH3 31 1CHCH3 3CCHCCH2 2COOHCOOHO O2 2CHCHCHCHCHCHCHCH3 3OHOH3 31 1、3 3化合物具

13、有不对称碳原子化合物具有不对称碳原子D D甘油醛甘油醛L L甘油醛甘油醛镜镜面面CHCH2 2OHOHH HC COHOHCHOCHOCHCH2 2OHOHHOHOC CH HCHOCHO因为两种甘油醛是实物与镜影的关系，因为两种甘油醛是实物与镜影的关系，而实物和镜影是不同的物质，能对映而实物和镜影是不同的物质，能对映而不能重合，就象而不能重合，就象左手和右手一样左手和右手一样.因因此旋光性也叫手性此旋光性也叫手性如图：如图：问题问题为什么说为什么说D D甘油醛和甘油醛和L L甘油醛是不同的物质？甘油醛是不同的物质？当某种当某种D-糖溶于水时，能够预测糖溶于水时，能够预测其旋光性是左旋（其旋光

14、性是左旋（d-d-）还是右旋还是右旋（l-l-）吗？吗？构型构型D-D-，L-L-是人为规定的，与旋光性无是人为规定的，与旋光性无关，旋光性关，旋光性d-d-，l- l-是测得的。是测得的。 羟基在右的羟基在右的D-D-型物质的旋光性不一定是右旋型物质的旋光性不一定是右旋d d型型问题问题无法预测无法预测通常以单糖的开链结构来表示其通常以单糖的开链结构来表示其D D，L-L-构型，构型，所有单糖都具有旋光性，所有单糖都具有旋光性，但二羟丙酮例外但二羟丙酮例外由于单糖为多羟基醛或酮由于单糖为多羟基醛或酮,因此具有一个以上因此具有一个以上不对称碳原子不对称碳原子,当单糖当单糖有多个不对称碳原子时有

15、多个不对称碳原子时，其构型规定如下：其构型规定如下：2.单糖的开链结构单糖的开链结构将单糖的醛基或酮基写上方，碳原子依次往将单糖的醛基或酮基写上方，碳原子依次往下，下，以距醛基（或酮基）最远的不以距醛基（或酮基）最远的不对称碳原对称碳原子为准，子为准，羟基在左为羟基在左为L-L-型，羟基在右为型，羟基在右为D-D-型型CHCH2 2OHOHH HC COHOHCHOCHOH HC COHOH四碳糖含两个不对称碳原子，如图：四碳糖含两个不对称碳原子，如图：因此含有多个不对称碳原子的因此含有多个不对称碳原子的单糖其旋光异构体就不止两个单糖其旋光异构体就不止两个例例其异构体如下：其异构体如下：2.单

16、糖的开链结构单糖的开链结构故含两个不对称碳原子故含两个不对称碳原子的四碳糖有的四碳糖有4个异构体个异构体五碳糖含三个不对称五碳糖含三个不对称碳原子，有碳原子，有8个异构体个异构体2.单糖的开链结构单糖的开链结构单糖分子单糖分子中含中含n n个不对称碳原子时，个不对称碳原子时，则有则有2 2n n个旋光异构体。个旋光异构体。1 1和和2 2，3 3和和4 4为对映异构体，为对映异构体，1 1和和3 3，4 4或或2 2和和3 3，4 4为为非对映异构体非对映异构体，彼此，彼此物理和化学性质不同物理和化学性质不同D-D-赤藓糖赤藓糖 （1 1）CHCH2 2OHOHH HC COHOHCHOCHO

17、H HC COHOHL-L-苏阿糖苏阿糖 （4）CHCH2 2OHOHHOHOC CH HCHOCHOH HC COHOHD-D-苏阿糖苏阿糖（3）CHCH2 2OHOHH HC COHOHCHOCHOHOHOC CH HL-L-赤藓糖赤藓糖（2）CHCH2 2OHOHHOHOC CH HCHOCHOHOHOC CH HD D六碳糖：六碳糖：L L例例构型羟基构型羟基命名下列糖的构型命名下列糖的构型HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHHCHCO OH HC COHOHH HC COHOH葡萄糖葡萄糖HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH

18、2 2OHOHC CO OHOHOC CH H果糖果糖醛基醛基酮基酮基162 23 34 45 5162 23 34 45 5四碳糖：四碳糖： D DL L五碳糖：五碳糖：例例命名下列糖的构型命名下列糖的构型CHCH2 2OHOHH HC COHOHHCHCO OH HC COHOH赤藓糖赤藓糖CHCH2 2OHOHH HC COHOHHCHCO OH HC COHOHHOHOC CH H核糖核糖12 23 34 412 23 34 45 51. 1.写出写出L-L-葡萄糖的结构葡萄糖的结构问题问题H HC COHOHCHCH2 2OHOHHOHOC CH HHCHCO OHOHOC CH H

19、HOHOC CH HL-L-葡萄糖葡萄糖HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHHCHCO OH HC COHOHH HC COHOHD D葡萄糖葡萄糖 镜镜面面2. 2.六碳的酮糖具有几个旋光异构体六碳的酮糖具有几个旋光异构体？问题问题酮糖结构如下：酮糖结构如下：HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH2 2OHOHC CO OH HC COHOH则酮糖有则酮糖有3 3个不对称碳原个不对称碳原子，即有子，即有8 8个旋光异构体个旋光异构体162 23 34 45 5单糖除了开链结构，还有一种特殊单糖除了开链结构，还有一种特殊的环状结构，因为

20、单糖的开链结构的环状结构，因为单糖的开链结构无法解释单糖的以下一些性质无法解释单糖的以下一些性质三三. .单糖的环状结构单糖的环状结构用葡萄糖的开链结构无法解释以用葡萄糖的开链结构无法解释以上现象，故葡萄糖有特殊的结构上现象，故葡萄糖有特殊的结构1.变旋性变旋性葡萄糖有两种结晶，一种是由酒精葡萄糖有两种结晶，一种是由酒精中结晶出来的，比旋光度为中结晶出来的，比旋光度为+112.2+112.2另一种是由吡啶中结晶出来的，比另一种是由吡啶中结晶出来的，比旋光度为旋光度为+18.7+18.7将两种结晶的任何一种溶于水中，将两种结晶的任何一种溶于水中，比旋光度会逐渐改变至一固定值比旋光度会逐渐改变至一

21、固定值+52.5+52.5，这种比旋光度自行改变的这种比旋光度自行改变的现象称为变旋性现象称为变旋性半缩醛半缩醛缩醛缩醛CHCH3 3C CO OH H乙醛乙醛OHOHOCHOCH3 3CHCH3 3C CH HOCHOCH3 3OCHOCH3 3CHCH3 3C CH H但葡萄糖只能与一分子醇反应，即但葡萄糖只能与一分子醇反应，即只有半缩醛反应只有半缩醛反应例例HOCHHOCH3 3HOCHHOCH3 3H H2 2O O2.葡萄糖只能进行半缩醛反应葡萄糖只能进行半缩醛反应含有醛基的化合物通常能够与两含有醛基的化合物通常能够与两分子含羟基的醇类形成缩醛分子含羟基的醇类形成缩醛单糖由于自身就具

22、有醛基和羟基，因此单糖由于自身就具有醛基和羟基，因此二者二者可以自发反应形成半缩醛化合物可以自发反应形成半缩醛化合物，使糖类具，使糖类具有有环状结构环状结构。这种结构称为。这种结构称为FischerFischer式结构式结构三三. .单糖的环状结构单糖的环状结构HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHHCHCO OH HC COHOHH HC COHOHD D葡萄糖葡萄糖 醛基醛基羟基羟基2022-6-1035以葡萄糖为例以葡萄糖为例,单糖的成环方式有两种单糖的成环方式有两种:天然葡萄糖多以吡喃式结构存在天然葡萄糖多以吡喃式结构存在1.环状结构的形成方式环状结构的形成方式

23、HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHH HC CO OH HC COHOHH HC COHOHHOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HOHOH吡喃式成环：（吡喃式成环：（六元环）六元环） D- D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖（半缩醛式）（半缩醛式）D-D-葡萄糖葡萄糖吡喃吡喃HCHCHCHCCHCHCHCHO OC CH H2 2162 23 34 45 5HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHH HC CO OH HC COHOHH HC COHOH

24、HOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4C CH HC C2 2OHOHH HC C5 5OHOH16O OH HOHOH呋喃式成环：呋喃式成环：（五元环）（五元环）D-D-葡萄糖葡萄糖 D- D-呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖（半缩醛式）（半缩醛式）呋喃呋喃HCHCHCHCCHCHCHCHO O165 54 43 32 2醛基成环后新出现的羟基叫醛基成环后新出现的羟基叫半缩醛羟基半缩醛羟基，此，此羟基的引入使羟基的引入使C1C1原子成为不对称碳原子原子成为不对称碳原子，故，故此羟基的位置左右可引起不同的构型此羟基的位置左右可引起不同的构型HOHOC C3 3H HCHCH2

25、2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HOHOH2.环式结构的构型环式结构的构型半缩醛羟基半缩醛羟基凡半缩醛上的羟基与凡半缩醛上的羟基与决定直链构型的羟决定直链构型的羟基基处于同侧为处于同侧为型，处于不同侧为型，处于不同侧为型型HOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HOHOHHOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OHOHOH H D D吡喃葡

26、萄糖吡喃葡萄糖 D D吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OHOH决定构型的羟基决定构型的羟基半缩醛羟基半缩醛羟基例例2.环式结构的构型环式结构的构型OHOHHOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4C CH HC C2 2OHOHH HC C5 5OHOH16O OH HOHOH16H HC C3 3OHOHCHCH2 2OHOHHOHOC C4 4H HC CHOHOC C2 2H HC C5 5H HO OH HOHOHHOHO D D呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖 L L吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖决定构型的羟基决定构型的羟基半缩醛羟基半缩醛羟基例例2.环式结构的构型环式结构的构型(1)由于环式

27、结构中半缩醛羟基的位置不同由于环式结构中半缩醛羟基的位置不同产生不同的异构体，因此产生不同的异构体，因此有不止一个旋光有不止一个旋光度，在成环过程中此羟基位置可发生改变度，在成环过程中此羟基位置可发生改变最后达到平衡，所以有变旋光现象最后达到平衡，所以有变旋光现象故单糖在溶液中至少有五种形式存在（开链，故单糖在溶液中至少有五种形式存在（开链， 、 呋喃型，呋喃型，、 吡喃型），其中以吡喃型），其中以 D D吡喃葡萄糖所占比例最大吡喃葡萄糖所占比例最大2.环式结构的构型环式结构的构型由于单糖具有环状构型由于单糖具有环状构型,因此可解释上述现象因此可解释上述现象（2）由于糖类）由于糖类自身已形成半

28、缩醛自身已形成半缩醛结构结构，故只能与一分子醇反应，故只能与一分子醇反应3.环状结构的环状结构的HaworthHaworth式式在在FischerFischer式式环状结构中过长的氧桥环状结构中过长的氧桥显得不合理且不美观，故多采用另显得不合理且不美观，故多采用另一种书写法即一种书写法即HaworthHaworth式式透视式结构透视式结构六元环六元环五元环五元环氧原子分别位于六元环的右上角和五氧原子分别位于六元环的右上角和五元环中间元环中间.环外的基团或原子写在环的环外的基团或原子写在环的上面或下面上面或下面如图：如图：O OO O（1）直链结构右边的羟基写在环的下）直链结构右边的羟基写在环的

29、下面，左边的羟基写在环的上面（面，左边的羟基写在环的上面（记为记为左上右下左上右下）,氢原子位置不予考虑氢原子位置不予考虑由由FischerFischer式式变换为变换为HaworthHaworth式的式的书写规定如下：书写规定如下：3.环状结构的环状结构的HaworthHaworth式式（2 2）如果直链环向右，则环外的碳）如果直链环向右，则环外的碳原子写在环之上，反之在环之下原子写在环之上，反之在环之下, , （记为右上左下记为右上左下） （酮糖（酮糖C1C1例外）例外）酮糖（果糖）的成环方式如下酮糖（果糖）的成环方式如下:果糖在游离状态时，其环状结构为吡喃型果糖在游离状态时，其环状结构为

30、吡喃型(C C2 2C C6 6) )，在结合状态时为呋喃型，在结合状态时为呋喃型(C C2 2C C5 5) )HOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HOHOHO OH HOHOHOHOHH HH HOHOHH HOHOHH HCHCH2 2OHOH654321 D D吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖FischerFischer式式HaworthHaworth式式环外碳原子环外碳原子环在右环在右半缩醛羟基半缩醛羟基例例HOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4C CH HC C2

31、2OHOHH HC C5 5OHOH16O OH HOHOH D D呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖654321OHOHH HOHOHH HH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHO OH HOHOH例例FischerFischer式式HaworthHaworth式式半缩醛羟基半缩醛羟基环外碳原子环外碳原子环在右环在右HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH2 2OHOHC CO OH HC COHOH654321O OOHOHHOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH2 2OHOHC CH HC C654321D D果糖果糖例例果糖的环状

32、结构果糖的环状结构(C C2 2C C5 5呋喃型呋喃型) )H HOHOHH HHOHOO OOHOH半缩醛羟基半缩醛羟基D D呋喃果糖呋喃果糖FischerFischer式式HaworthHaworth式式D D呋喃果糖呋喃果糖半缩醛羟基半缩醛羟基环外碳原子环外碳原子环外碳原子环外碳原子环在右环在右5432H HHOCHHOCH2 261CHCH2 2OH OH 2022-6-1047HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH2 2OHOHHOHOC CH HC CO O654321HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH2 2OH

33、OHC CO OH HC COHOH654321D D果糖果糖例例 D D呋喃果糖呋喃果糖FischerFischer式式果糖的环状结构果糖的环状结构(C C2 2C C5 5) )半缩醛羟基半缩醛羟基决定决定DL构构型的羟基型的羟基HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH2 2OHOHHOHOC CH HC CO O654321H HOHOHH HHOHO6H HHOCHHOCH2 25432O OOH OH 1CHCH2 2OHOH D D呋喃果糖呋喃果糖FischerFischer式式环外碳原子环外碳原子半缩醛羟基半缩醛羟基环外碳原子环外碳原子半缩醛羟基半缩

34、醛羟基环在右环在右HaworthHaworth式式 D D呋喃果糖呋喃果糖2022-6-1049问题问题写出写出D D吡喃甘露糖的开链结吡喃甘露糖的开链结构和构和HaworthHaworth式式环状结构环状结构写出写出L L呋喃木糖的开链呋喃木糖的开链结构和结构和HaworthHaworth式式环状结构环状结构写出写出D D吡喃果糖吡喃果糖的开链结构的开链结构和和HaworthHaworth式式环状结构环状结构HOHOC CH HCHCH2 2OHOHH HC COHOHCHCH2 2OHOHC CO OH HC COHOH654321D D果糖果糖D D吡喃果糖吡喃果糖D D吡喃果糖的环状结

35、构吡喃果糖的环状结构(C C2 2C C6 6) )半缩醛羟基半缩醛羟基决定决定DL构构型的羟基型的羟基环在右环在右O OHOHOC CH HCHCH2 2H HC COHOHCHCH2 2OHOHH HC COHOH654321C CHOHOOHOHOHOHH HOHOHH HOHOHH HH HH HO O54326半缩醛羟基半缩醛羟基CHCH2 2OHOH1环外碳原子环外碳原子（1）直链结构右边的羟基写在环）直链结构右边的羟基写在环的下面，左边的羟基写在环的上的下面，左边的羟基写在环的上面（面（记为左上右下记为左上右下）,氢原子位置氢原子位置不予考虑不予考虑由由FischerFische

36、r式式变换为变换为HaworthHaworth式的式的书书写规定如下：写规定如下：3.环状结构的环状结构的HaworthHaworth式式（2 2）如果直链环向右，则环外的）如果直链环向右，则环外的碳原子写在环之上，反之在环之碳原子写在环之上，反之在环之下下（酮糖（酮糖C1C1例外）例外） -133.5 -133.5 -92.4 -92.4 -21 -21D D+ +果糖果糖 -17 -17 +14.6 +14.6 +34 +34D D+ +甘露糖甘露糖 +15.4 +15.4 +80.5 +80.5 +144 +144D D+ +半乳糖半乳糖 +18.7 +18.7 +52.5 +52.5

37、+112.2 +112.2D D+ +葡萄糖葡萄糖 型型 平衡平衡 型型 名称名称表表1-1 几种单糖的比旋光度几种单糖的比旋光度每一种单糖有不同构型，故旋光度每一种单糖有不同构型，故旋光度不止一个，有变旋现象。如下表不止一个，有变旋现象。如下表单糖都具有旋光性，（二羟丙酮例外），单单糖都具有旋光性，（二羟丙酮例外），单糖的比旋光度为定值，可做为定性定量依据糖的比旋光度为定值，可做为定性定量依据一一. .旋光性与变旋性旋光性与变旋性二二. .单单 糖糖 的的 反反 应应在碱性条件下，以在碱性条件下，以CuCu2+2+为氧化剂，糖将为氧化剂，糖将CuCu2+2+还原为还原为CuCu+ + ，自身

38、变为糖酸，自身变为糖酸（一）氧化还原作用（一）氧化还原作用单糖都具有还原性，可使某些金属离子单糖都具有还原性，可使某些金属离子还原，这些糖称为还原糖还原，这些糖称为还原糖可用两种反应来测定还原糖可用两种反应来测定还原糖RCHO+2CuRCHO+2Cu2+2+5OH+5OH- -RCOORCOO- -+2Cu+2Cu2 2O+3HO+3H2 2O O反应产生的反应产生的CuCu2 2O O砖红色沉淀可通砖红色沉淀可通过定量测定来定糖过定量测定来定糖1.Fehling1.Fehling反应反应（一）氧化还原作用（一）氧化还原作用2.Tollen2.Tollen反应反应以银氨离子为氧化剂，当有还原糖

39、存在时，以银氨离子为氧化剂，当有还原糖存在时，可发生银镜反应，试管壁上有银沉积可发生银镜反应，试管壁上有银沉积RCHO+2Ag(NHRCHO+2Ag(NH3 3) )2 2+ +2OH+2OH- -RCOORCOO- -+2Ag+3NH+2Ag+3NH3 3+ NH+ NH4 4+ +H+H2 2O O当存在一些非氧化性强酸时，糖类当存在一些非氧化性强酸时，糖类脱水产生的醛能与酚类物质发生颜脱水产生的醛能与酚类物质发生颜色反应，可用于糖类物质的鉴别色反应，可用于糖类物质的鉴别表表1-2 单糖的颜色反应单糖的颜色反应戊糖戊糖蓝绿色蓝绿色地衣酚地衣酚BialBial反应反应戊糖戊糖朱红色朱红色间苯

40、三酚间苯三酚TollenTollen反应反应 酮糖酮糖鲜红色鲜红色间苯二酚间苯二酚SeliwannoffSeliwannoff反应反应所有糖所有糖紫红色紫红色萘酚萘酚MolischMolisch反应反应 糖类糖类产物颜色产物颜色 试剂试剂 反应名称反应名称（一）氧化还原作用（一）氧化还原作用单糖的醇性羟基能与酸缩合成酯单糖的醇性羟基能与酸缩合成酯最常见的酸最常见的酸是磷酸是磷酸, ,产物为产物为磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖反应如下：反应如下：磷酸除了与磷酸除了与C C1 1羟基成酯外，还可与其他碳羟基成酯外，还可与其他碳原子上的羟基成酯，如原子上的羟基成酯，如6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（二）酯化反应（

41、二）酯化反应HOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HO OOHOHO OP POHOHOHOHO OHOHOP POHOH+HOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HOHOH葡萄糖葡萄糖磷酸磷酸H H3 3POPO4 41 1磷酸葡萄糖（酯）磷酸葡萄糖（酯）酯键酯键H H2 2O O（二）酯化反应（二）酯化反应（三）甲基化反应（三）甲基化反应单糖的所有羟基都能被甲基化（称为单糖的所有羟基都能被甲基化

42、（称为完全甲完全甲基化基化），但不同羟基甲基化的条件不同），但不同羟基甲基化的条件不同OCHOCH3 3OHOH345621O OCHCH2 2OHOHHOHOOHOH半缩醛羟基在酸性条件下加甲醇可甲基化半缩醛羟基在酸性条件下加甲醇可甲基化CHCH3 3OHOH酸性条件酸性条件345621O OCHCH2 2OHOHOHOHHOHOOHOHOHOHD D吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖1-1-甲基甲基-D D吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖（四）糖苷（四）糖苷单糖的半缩醛羟基可与其他含羟基物单糖的半缩醛羟基可与其他含羟基物（醇，酚）缩合为（醇，酚）缩合为缩醛缩醛,称为糖苷称为糖苷连接半缩醛羟基的新生成的化学键叫连接半

43、缩醛羟基的新生成的化学键叫糖苷键糖苷键。糖苷键有糖苷键有-型和型和 - -型，这由生成糖型，这由生成糖苷键的单糖的半缩醛羟基的构型决定苷键的单糖的半缩醛羟基的构型决定1.糖苷的形成糖苷的形成HOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HO OHOHOC C3 3H HCHCH2 2OHOHH HC C4 4OHOHC CH HC C2 2OHOHH HC C5 516O OH HOHOH- D- D-葡萄糖葡萄糖+ HO+ HOCHCH3 3甲醇甲醇甲基甲基-D-D-葡萄糖葡萄糖CHCH3 3糖苷键糖

44、苷键例例- -葡萄糖与甲醇生成葡萄糖与甲醇生成- -葡萄糖苷葡萄糖苷H H2 2O O糖苷的命名是按糖基的名称来命名的，糖苷的命名是按糖基的名称来命名的，配配基名称在前，糖的名称在后基名称在前，糖的名称在后在糖苷中，若糖的成分是葡萄糖就称葡萄糖苷，在糖苷中，若糖的成分是葡萄糖就称葡萄糖苷，是果糖就称果糖苷。糖苷中的是果糖就称果糖苷。糖苷中的非糖部分称为配非糖部分称为配基基，若配基也是糖，则所成糖苷即为，若配基也是糖，则所成糖苷即为二糖二糖糖苷有许多都作为药物和工业原料。目前使糖苷有许多都作为药物和工业原料。目前使用的植物性药剂大多是糖苷。糖苷有多种药用的植物性药剂大多是糖苷。糖苷有多种药理作用

45、，包括强心、利胆、利尿、致泻、抗理作用，包括强心、利胆、利尿、致泻、抗菌、抗癌等菌、抗癌等2.糖苷的命名和功能糖苷的命名和功能如：如：甲基甲基-D-D-葡萄糖葡萄糖（四）糖苷（四）糖苷1.单糖名称单糖名称。即由哪一种或几种单糖构成。即由哪一种或几种单糖构成寡糖多用习惯名称，寡糖在按结构命寡糖多用习惯名称，寡糖在按结构命名时，须考虑以下几个方面：名时，须考虑以下几个方面：2.连接方式连接方式。指出糖苷键在糖的哪个位置。指出糖苷键在糖的哪个位置3.糖苷键构型糖苷键构型。即糖苷键是。即糖苷键是-型还是型还是 - -型型一一. . 寡糖的命名寡糖的命名一般把单糖基数为一般把单糖基数为210个构个构成的

46、糖类物质称为寡糖。成的糖类物质称为寡糖。命名方法如下：命名方法如下：1.用英文名称前三个字母表示单糖用英文名称前三个字母表示单糖2.糖苷键连接的方向用糖苷键连接的方向用箭头连接两个数字箭头连接两个数字表示，由表示，由糖基的半缩醛羟基位置数指向配基糖的羟基位置数糖基的半缩醛羟基位置数指向配基糖的羟基位置数。若都是半缩醛羟基，则用若都是半缩醛羟基，则用双向箭头双向箭头表示表示果糖果糖:FruFru半乳糖半乳糖:GalGal葡萄糖葡萄糖:GlcGlc蜜二糖表示为：蜜二糖表示为：-葡萄糖（葡萄糖（1616）-半乳糖苷半乳糖苷-Glc-Glc(1 6) - GalGal例例3.配基糖的结构名称写在前配基

47、糖的结构名称写在前，糖基名称写在后，糖基名称写在后一一. . 寡糖的命名寡糖的命名O O-半乳糖半乳糖-葡萄糖葡萄糖-葡萄糖（葡萄糖（1616）-半乳糖苷半乳糖苷 蜜二糖蜜二糖O OHOHOOHOHOHOHCHCH2 2OHOHOHOH543216O OHOHOOHOHOHOHCHCH2 2 OHOHOHOH543216二糖是两分子单糖缩合而成的，二糖是两分子单糖缩合而成的，因此水解后得到两分子单糖因此水解后得到两分子单糖常见的二糖有以下几种：常见的二糖有以下几种：二二. . 二二 糖糖蔗糖是由一分子蔗糖是由一分子- -葡萄糖葡萄糖的的C C1羟基羟基和一分和一分子子-果糖果糖C C2上的羟基

48、形成糖苷键上的羟基形成糖苷键缩合而成缩合而成（一）蔗糖（一）蔗糖蔗糖蔗糖(sucrose)(sucrose)广泛存在于植物体内，广泛存在于植物体内，以甘蔗和甜菜中最高以甘蔗和甜菜中最高1.1.结构结构O O（ - -葡萄糖）葡萄糖）（ -果糖）果糖）345621O OCHCH2 2OHOH126543OHCHOHCH2 2CHCH2 2OHOHO O蔗糖蔗糖-果糖（果糖（1212）- -葡萄糖苷或葡萄糖苷或- -葡萄糖（葡萄糖（2121）-果糖苷果糖苷蔗糖具右旋性，由于成苷后葡萄蔗糖具右旋性，由于成苷后葡萄糖和果糖的醛基和酮基都丧失，糖和果糖的醛基和酮基都丧失，故蔗糖故蔗糖无还原性，也无变旋性

49、无还原性，也无变旋性2.2.性质性质（一）蔗糖（一）蔗糖问题问题如何判断二糖中哪一个是配基如何判断二糖中哪一个是配基？判断在二糖结构中判断在二糖结构中哪一个糖的半缩醛羟基哪一个糖的半缩醛羟基还保留为游离形式，此单糖即为配基部分还保留为游离形式，此单糖即为配基部分在乳糖结构中，葡萄糖的在乳糖结构中，葡萄糖的C1C1为半缩醛为半缩醛羟基还保留，因此羟基还保留，因此葡萄糖为配基糖葡萄糖为配基糖半缩醛羟基通常位于半缩醛羟基通常位于醛糖的醛糖的C1C1或酮糖的或酮糖的C2C2位。位。2022-6-1072在蔗糖中，葡萄糖和果糖的半缩醛羟基在蔗糖中，葡萄糖和果糖的半缩醛羟基都参与成苷反应，故互为配基和糖基

50、都参与成苷反应，故互为配基和糖基- -葡萄糖葡萄糖-果糖果糖O O345621O OCHCH2 2OHOH126543OHCHOHCH2 2CHCH2 2OHOHO O因此蔗糖可命名为因此蔗糖可命名为- -葡萄糖（葡萄糖（2121）-果糖苷果糖苷半缩醛羟基半缩醛羟基问题问题蔗糖如何以糖苷命名法命名蔗糖如何以糖苷命名法命名？或者或者-果糖（果糖（1212）- -葡萄糖苷葡萄糖苷麦芽糖由一分子葡萄糖的半缩醛羟基和另一分子葡萄糖麦芽糖由一分子葡萄糖的半缩醛羟基和另一分子葡萄糖的的C C4 4位羟基缩合形成，其配基和糖部分都为葡萄糖位羟基缩合形成，其配基和糖部分都为葡萄糖麦芽糖麦芽糖(maltose)

51、(maltose)存在于谷物发芽的种子存在于谷物发芽的种子中，也是淀粉水解的产物中，也是淀粉水解的产物（二）麦芽糖（二）麦芽糖O OCHCH2 2OHOH345621O O半缩醛羟基半缩醛羟基OHOHO OCHCH2 2OHOH345621麦芽糖：麦芽糖：- -葡萄糖（葡萄糖（1414）- -葡萄糖苷葡萄糖苷- -葡萄糖葡萄糖- -葡萄糖葡萄糖1.1.结构结构麦芽糖中存在一个半缩醛羟基，麦芽糖中存在一个半缩醛羟基，故故具有还原性具有还原性，为还原糖。麦芽，为还原糖。麦芽糖有糖有旋光性和和变旋性旋光性和和变旋性2.2.性质性质（二）麦芽糖（二）麦芽糖乳糖由一分子葡萄糖乳糖由一分子葡萄糖C C4

52、4的羟基的羟基和一和一分子半乳糖分子半乳糖C C1 1羟基羟基缩合而成缩合而成乳糖乳糖(lactose)(lactose)主要存在于动物乳汁中主要存在于动物乳汁中（三）乳糖（三）乳糖345621O OCHCH2 2OHOHOHOHO OO O345621CHCH2 2OHOH半缩醛羟基半缩醛羟基-半乳糖半乳糖-葡萄糖葡萄糖乳糖乳糖:-葡萄糖（葡萄糖（1414）-半乳糖苷半乳糖苷1.1.结构结构乳糖分子中葡萄糖的半缩醛羟基还在，乳糖分子中葡萄糖的半缩醛羟基还在，因此因此具有还原性具有还原性，水解后产生葡萄糖，水解后产生葡萄糖和半乳糖。乳糖也和半乳糖。乳糖也具有变旋性具有变旋性2.2.性质性质（三

53、）乳糖（三）乳糖命名方法如下：命名方法如下：1.用英文名称前三个字母表示单糖用英文名称前三个字母表示单糖2.糖苷键连接的方向用糖苷键连接的方向用箭头连接箭头连接羟基位置羟基位置数字数字表示，表示，由由糖基的半缩醛羟基位置数指向配基糖的羟基位置糖基的半缩醛羟基位置数指向配基糖的羟基位置数数。若都是半缩醛羟基，则用。若都是半缩醛羟基，则用双向箭头双向箭头表示表示果糖果糖:FruFru半乳糖半乳糖:GalGal葡萄糖葡萄糖:GlcGlc3.配基糖的结构名称写在前配基糖的结构名称写在前，糖基名称写在后，糖基名称写在后一一. . 寡糖的命名寡糖的命名二二. .同聚多糖同聚多糖同聚多糖是自然界存在最广泛的多糖同聚多糖是自然界存在最广泛的多糖, ,其中其中葡萄糖