差向异构体之间的相互转化比较D 葡萄糖和D 甘露糖的结构课件

第十三章糖类差向异构体之间的相互转化比较D葡萄糖和D甘露糖的结构课件第十三章糖类

1.概念:多羟基醛、多羟基酮以及它们的脱水缩合物

2.分类:按水解的情况分类

单糖—不能水解的多羟基醛、多羟基酮。如葡萄糖

低聚糖—能水解生成2-10个单糖分子的糖。

二糖—能水解生成2个单糖分子的糖。如蔗糖多糖—能水解生成10个以上单糖分子的糖。

如淀粉、糖原

3.命名:根据来源多用俗名。如葡萄糖、蔗糖、乳糖第十三章糖类1.概念:多羟基醛、多羟基酮以及它们的脱

第一节单糖1.醛糖：含醛基的单糖

2.酮糖：含酮基的单糖醛基酮基n≥1n≥0一、单糖的分类第一节单糖1.醛

二、单糖的结构

D-甘油醛

二羟基丙酮

D-核糖D-脱氧核糖二、单糖的结构D-甘油醛二羟基丙酮D-核糖D(一)葡萄糖D—葡萄糖葡萄糖的分子式

C6H12O6葡萄糖的结构式1.开链醛式结构和构型(一)葡萄糖D—葡萄糖葡萄糖的分子式葡萄糖的结构式1.开链2、变旋光现象和环状结构葡萄糖乙醇特点：吡啶熔点新配溶液的[]D一定时间后146℃

150℃+112°+18.7°+52.7°（1）变旋光现象:

二者任何一种溶于水后，溶液的比旋光度

逐渐发生改变，最后均变为+52.7°糖在溶液中，比旋光度自行转变为定值的现象。202、变旋光现象和环状结构葡萄糖乙醇特点：吡啶熔点新配溶液的[为什么会发生变旋光现象呢？

这两种结晶的熔点不同，比旋光度不同，说明这两种葡萄糖的构型一定不同，同时他们也不是对映体，因为他们都是右旋体。这是两种构型不同的葡萄糖。思考为什么会发生变旋光现象呢？这两种结晶的熔点不同，半缩醛羟基半缩醛羟基（2）直立环式半缩醛羟基（2）直立环式

-

D-(+)葡萄糖+112°36%D-(+)葡萄糖(开链醛式）

0.024%半缩醛羟基半缩醛羟基a.构型：半缩醛羟基在投影式右侧的为-

型；

半缩醛羟基在投影式左侧的为-型

-

D-(+)葡萄糖+18.7°64%（2）直立环式-D-(+)葡萄糖D-(+)葡萄糖(开链醛式）半缩醛-

D-(+)葡萄糖和-

D-葡萄糖是对映体吗？b:端基异构体：在糖的环状结构中，由于半缩醛羟基所在的碳原子的构型不同而形成的非对映异构体，称为端基异构体。不是！它们彼此不是实物与镜像的关系，且都是右旋体。它们的构型只是半缩醛羟基所在的碳原子的构型不同，其余手性碳原子的构型均相同

端基异构体也属于差向异构体-D-(+)葡萄糖和-D-葡萄糖是对映体吗？b:端基α-D-葡萄糖D-葡萄糖β-D-(+)-葡萄糖

[α]D=+112°36%极少量0.024%64%c：葡萄糖发生变旋光现象的原因：糖的两种环状结构和开链结构互变的结果。在溶液中，葡萄糖的两种环状结构可通过链状结构相互转变，即链环互变，一定时间后达到链环互变平衡。变旋光现象是糖的共同性质平衡时：[α]D=+52.7°[α]D=+18.7°

α-D-葡萄糖D-葡萄糖β-D-((3)哈沃斯式:把其它基团写上：原来在投影式左侧的写在环平面上方，在右侧的写在环平面下方。即左上右下把六元环写成平面六元环，省略成环的碳原子，氧写在右上角；每一个碳上的另外2个价键垂直于环平面；环最右侧的碳为第一位。1哈沃斯式结构的具体写法(3)哈沃斯式:把其它基团写上：原来在投影式左侧的写在环平面

-D-吡喃葡萄糖-

D-吡喃葡萄糖半缩醛羟基半缩醛羟基(3)哈沃斯式:-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖半缩醛羟基半缩醛羟基D.L:表示糖的链状结构中离羰基最远的

手性碳原子的构型,-、-

：表示单糖的环状结构中半缩醛羟基所在的碳原子的构型

在哈沃斯式中,半缩醛羟基在环下方为-型;

半缩醛羟基在环上方为-型。（+）（－）表示旋光方向

在这个碳原子上,-OH在右侧的为D型,

-OH在左侧的为L型。D.L:表示糖的链状结构中离羰基最远的

手1.链状结构D-果糖D-葡萄糖(二)果糖

(C6H12O6)1.链状结构D-果糖D-葡萄糖(二)果糖(C6H12O62.六元环的环状结构—吡喃果糖-吡喃果糖

-

吡喃果糖122.六元环的环状结构—吡喃果糖-吡喃果糖-吡喃果糖13.五元环的环状结构—呋喃果糖-呋喃果糖

-呋喃果糖253.五元环的环状结构—呋喃果糖-呋喃果糖-呋喃果糖25差向异构体之间的相互转化比较D葡萄糖和D甘露糖的结构课件（一）氧化反应1、单糖与弱氧化剂的反应

凡是能与弱氧化剂反应的糖都是还原糖；凡是不能与弱氧化剂反应的糖都是非还原糖；单糖+托伦试剂班氏试剂AgCu2O砖红色单糖都属于还原糖三、单糖的化学性质（一）氧化反应凡是能与弱氧化剂反应的糖都是还原糖；单糖2、单糖与溴水的反应所有的醛糖都能与溴水反应，生成糖酸，同时使溴水的红棕色消失。而酮糖没有这个反应。Br2/H2O葡萄糖葡萄糖酸2、单糖与溴水的反应所有的醛糖都能与溴水反应，生成糖3、葡萄糖在体内酶的作用下：葡萄糖葡萄糖醛酸酶醛糖酮糖红棕色消失不反应+溴水3、葡萄糖在体内酶的作用下：葡萄糖葡萄糖醛酸酶醛糖红棕

醛糖和酮糖在稀碱溶液中能相互转化成几种糖的混合物。这是因为单糖在弱碱如在Ba(OH)2溶液中很不稳定，可以发生互变异构。

如果用稀碱催化D-葡萄糖时，通过烯醇式结构，其部分转化成D-甘露糖和D-果糖，可以得到三种糖的混合物，成为三种糖的平衡混合物。（二）醛糖与酮糖的互变重排这三种糖是怎样得来的？它们是通过烯醇式中间体相互完成的。这也是一种互变异构反应。中间体是怎样产生的呢？醛糖和酮糖在稀碱溶液中能相互转化成几种糖的混合物。这是aabbcc葡萄糖烯醇式果糖甘露糖aabbcc葡萄糖烯醇式果糖甘露糖

在含有多个手性碳原子的旋光异构体之间，如果只有一个手性碳原子的构型不同时，互称为差向异构体。1、差向异构体：2、差向异构化：

差向异构体之间的相互转化。比较D-葡萄糖和D-甘露糖的结构：

C2构型不同，C3、C4、C5构型相同在含有多个手性碳原子的旋光异构体之间，如果只有一个（三）成酯反应

单糖环状结构中的所有-OH都可以和酸反应生成酯。如：酸羧酸无机含氧酸葡萄糖-1-磷酸酯葡萄糖-6-磷酸酯磷酸变位酶（三）成酯反应单糖环状结构中的所有-OH都可以和酸反α-D-呋喃果糖-1，6-二磷酸酯α-D-呋喃果糖-1，6-二磷酸酯（四）成苷反应苷—单糖环状结构中的半缩醛羟基与醇羟基脱

水生成的化合物，称为糖苷或糖甙。这一反应称成苷反应。（四）成苷反应苷—单糖环状结构中的半缩醛羟基与醇羟基脱这苷羟基-苷键-

苷键干燥HCl－H2O＋-甲基葡萄糖苷

-甲基葡萄糖苷＋苷羟基-苷键-苷键干燥HCl－H2O＋-甲基葡萄糖糖苷—糖+非糖部分苷键—糖苷基和糖苷配基（甙元）之

间的结合键。糖苷基糖苷配基或甙元苷键的类型：糖有α、β两种构型α-苷键、β-苷键糖苷—糖+非糖部分苷键—糖苷基和糖苷配基（甙元）四、重要的单糖1、D-（-）-核糖D-核糖

-D-2-核糖四、重要的单糖1、D-（-）-核糖D-核糖-D-2-核糖

-D-2-脱氧核糖D-2-脱氧核糖2、D-（-）-2-脱氧核糖-D-2-脱氧核糖D-2-脱氧核糖2、D-（-3、D-(+)-葡萄糖人体所需能量的重要来源体内葡萄糖以磷酸酯形式存在

葡萄糖-1-磷酸酯G-1-P

葡萄糖-6-磷酸酯G-6-P4.D-果糖

游离态（单分子）：以六元环的结构存在结合态（与其他分子结合）：以五元环的结构存在

3、D-(+)-葡萄糖人体所需能量的重要来源体内葡萄糖以第二节二糖一个单糖分子的半缩醛羟基与另一个单糖分子的羟基（醇羟基或、半缩醛羟基）之间缩去一分子水的产物二糖蔗糖麦芽糖乳糖纤维二糖第二节二糖一个单糖分子的半缩二糖蔗糖一、还原性二糖：性质:有还原性，能与托伦试剂反应，生成银镜;

与班氏试剂反应生成Cu2O的砖红色沉淀；

有变旋光现象。半缩醛羟基一、还原性二糖：性质:有还原性，能与托伦试剂反应，生成银镜;二、非还原性二糖性质:没有还原性，不能与托伦试剂、班氏试剂反应;没有变旋光现象。三、重要的二糖二、非还原性二糖性质:没有还原性，不能与托伦试剂、班氏试

1.麦芽糖为还原性糖，有还原性，有变旋光现象托伦试剂砖红色麦芽糖+班氏试剂Ag↓↓半缩醛羟基

-

1，4苷键1.麦芽糖为还原性糖，有还原性，有变旋光现象托伦试剂砖2.蔗糖非还原性糖

,β-

1,2苷键蔗糖+H2OD-葡萄糖+D-果糖[]D=+66.7°[]D=-19.75°转化糖2.蔗糖非还原性糖,β-1,2苷键蔗糖+H2

1.定义：由数百上千个单糖分子以苷键连结聚合而成的高分子化合物第三节多糖

多糖没有还原性，大多数不溶于水，但能水解，最终产物是单糖。常见的多糖：淀粉、纤维素、糖元淀粉+I2

蓝色

1.定义：由数百上千个单糖分子以苷键第三节思考：葡萄糖蔗糖淀粉？I2××蓝色托伦试剂Ag×思考：葡萄糖？I2×托伦试剂Ag×第十三章糖类差向异构体之间的相互转化比较D葡萄糖和D甘露糖的结构课件第十三章糖类

1.概念:多羟基醛、多羟基酮以及它们的脱水缩合物

2.分类:按水解的情况分类

单糖—不能水解的多羟基醛、多羟基酮。如葡萄糖

低聚糖—能水解生成2-10个单糖分子的糖。

二糖—能水解生成2个单糖分子的糖。如蔗糖多糖—能水解生成10个以上单糖分子的糖。

如淀粉、糖原

3.命名:根据来源多用俗名。如葡萄糖、蔗糖、乳糖第十三章糖类1.概念:多羟基醛、多羟基酮以及它们的脱

第一节单糖1.醛糖：含醛基的单糖

2.酮糖：含酮基的单糖醛基酮基n≥1n≥0一、单糖的分类第一节单糖1.醛

二、单糖的结构

D-甘油醛

二羟基丙酮

D-核糖D-脱氧核糖二、单糖的结构D-甘油醛二羟基丙酮D-核糖D(一)葡萄糖D—葡萄糖葡萄糖的分子式

C6H12O6葡萄糖的结构式1.开链醛式结构和构型(一)葡萄糖D—葡萄糖葡萄糖的分子式葡萄糖的结构式1.开链2、变旋光现象和环状结构葡萄糖乙醇特点：吡啶熔点新配溶液的[]D一定时间后146℃

150℃+112°+18.7°+52.7°（1）变旋光现象:

二者任何一种溶于水后，溶液的比旋光度

逐渐发生改变，最后均变为+52.7°糖在溶液中，比旋光度自行转变为定值的现象。202、变旋光现象和环状结构葡萄糖乙醇特点：吡啶熔点新配溶液的[为什么会发生变旋光现象呢？

这两种结晶的熔点不同，比旋光度不同，说明这两种葡萄糖的构型一定不同，同时他们也不是对映体，因为他们都是右旋体。这是两种构型不同的葡萄糖。思考为什么会发生变旋光现象呢？这两种结晶的熔点不同，半缩醛羟基半缩醛羟基（2）直立环式半缩醛羟基（2）直立环式

-

D-(+)葡萄糖+112°36%D-(+)葡萄糖(开链醛式）

0.024%半缩醛羟基半缩醛羟基a.构型：半缩醛羟基在投影式右侧的为-

型；

半缩醛羟基在投影式左侧的为-型

-

D-(+)葡萄糖+18.7°64%（2）直立环式-D-(+)葡萄糖D-(+)葡萄糖(开链醛式）半缩醛-

D-(+)葡萄糖和-

D-葡萄糖是对映体吗？b:端基异构体：在糖的环状结构中，由于半缩醛羟基所在的碳原子的构型不同而形成的非对映异构体，称为端基异构体。不是！它们彼此不是实物与镜像的关系，且都是右旋体。它们的构型只是半缩醛羟基所在的碳原子的构型不同，其余手性碳原子的构型均相同

端基异构体也属于差向异构体-D-(+)葡萄糖和-D-葡萄糖是对映体吗？b:端基α-D-葡萄糖D-葡萄糖β-D-(+)-葡萄糖

[α]D=+112°36%极少量0.024%64%c：葡萄糖发生变旋光现象的原因：糖的两种环状结构和开链结构互变的结果。在溶液中，葡萄糖的两种环状结构可通过链状结构相互转变，即链环互变，一定时间后达到链环互变平衡。变旋光现象是糖的共同性质平衡时：[α]D=+52.7°[α]D=+18.7°

α-D-葡萄糖D-葡萄糖β-D-((3)哈沃斯式:把其它基团写上：原来在投影式左侧的写在环平面上方，在右侧的写在环平面下方。即左上右下把六元环写成平面六元环，省略成环的碳原子，氧写在右上角；每一个碳上的另外2个价键垂直于环平面；环最右侧的碳为第一位。1哈沃斯式结构的具体写法(3)哈沃斯式:把其它基团写上：原来在投影式左侧的写在环平面

-D-吡喃葡萄糖-

D-吡喃葡萄糖半缩醛羟基半缩醛羟基(3)哈沃斯式:-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖半缩醛羟基半缩醛羟基D.L:表示糖的链状结构中离羰基最远的

手性碳原子的构型,-、-

：表示单糖的环状结构中半缩醛羟基所在的碳原子的构型

在哈沃斯式中,半缩醛羟基在环下方为-型;

半缩醛羟基在环上方为-型。（+）（－）表示旋光方向

在这个碳原子上,-OH在右侧的为D型,

-OH在左侧的为L型。D.L:表示糖的链状结构中离羰基最远的

手1.链状结构D-果糖D-葡萄糖(二)果糖

(C6H12O6)1.链状结构D-果糖D-葡萄糖(二)果糖(C6H12O62.六元环的环状结构—吡喃果糖-吡喃果糖

-

吡喃果糖122.六元环的环状结构—吡喃果糖-吡喃果糖-吡喃果糖13.五元环的环状结构—呋喃果糖-呋喃果糖

-呋喃果糖253.五元环的环状结构—呋喃果糖-呋喃果糖-呋喃果糖25差向异构体之间的相互转化比较D葡萄糖和D甘露糖的结构课件（一）氧化反应1、单糖与弱氧化剂的反应

凡是能与弱氧化剂反应的糖都是还原糖；凡是不能与弱氧化剂反应的糖都是非还原糖；单糖+托伦试剂班氏试剂AgCu2O砖红色单糖都属于还原糖三、单糖的化学性质（一）氧化反应凡是能与弱氧化剂反应的糖都是还原糖；单糖2、单糖与溴水的反应所有的醛糖都能与溴水反应，生成糖酸，同时使溴水的红棕色消失。而酮糖没有这个反应。Br2/H2O葡萄糖葡萄糖酸2、单糖与溴水的反应所有的醛糖都能与溴水反应，生成糖3、葡萄糖在体内酶的作用下：葡萄糖葡萄糖醛酸酶醛糖酮糖红棕色消失不反应+溴水3、葡萄糖在体内酶的作用下：葡萄糖葡萄糖醛酸酶醛糖红棕

醛糖和酮糖在稀碱溶液中能相互转化成几种糖的混合物。这是因为单糖在弱碱如在Ba(OH)2溶液中很不稳定，可以发生互变异构。

如果用稀碱催化D-葡萄糖时，通过烯醇式结构，其部分转化成D-甘露糖和D-果糖，可以得到三种糖的混合物，成为三种糖的平衡混合物。（二）醛糖与酮糖的互变重排这三种糖是怎样得来的？它们是通过烯醇式中间体相互完成的。这也是一种互变异构反应。中间体是怎样产生的呢？醛糖和酮糖在稀碱溶液中能相互转化成几种糖的混合物。这是aabbcc葡萄糖烯醇式果糖甘露糖aabbcc葡萄糖烯醇式果糖甘露糖

在含有多个手性碳原子的旋光异构体之间，如果只有一个手性碳原子的构型不同时，互称为差向异构体。1、差向异构体：2、差向异构化：

差向异构体之间的相互转化。比较D-葡萄糖和D-甘露糖的结构：

C2构型不同，C3、C4、C5构型相同在含有多个手性碳原子的旋光异构体之间，如果只有一个（三）成酯反应

单糖环状结构中的所有-OH都可以和酸反应生成酯。如：酸羧酸无机含氧酸葡萄糖-1-磷酸酯葡萄糖-6-磷酸酯磷酸变位酶（三）成酯反应单糖环状结构中的所有-OH都可以和酸反α-D-呋喃果糖-1，6-二磷酸酯α-D-呋喃果糖-1，6-二磷酸酯（四）成苷反应苷—单糖环状结构中的半缩醛羟基与醇羟基脱

水生成的化合物，称为糖苷或糖甙。这一反应称成苷反应。（四）成苷反应苷—单糖环状结构中的半缩醛羟基与醇羟基脱这苷羟基-苷键-

苷键干燥HCl－H2O＋-甲基葡萄糖苷

-甲基葡萄糖苷＋苷羟基-苷键-苷键干燥HCl－H2O＋-甲基葡萄糖糖苷—糖+非糖部分苷键—糖苷基和糖苷配基（甙元）之

间的结合键。糖苷基糖苷配基或甙元苷键的类型：糖有α、β两种构型α-苷键、β-苷键糖苷—糖+非糖部分苷键—糖苷基和糖苷配基（甙元）四、重要的单糖1、D-（-）-核糖D-核糖

-D-2-核糖四、重要的单糖1、D-（-）-核糖D-核糖-D-2-核糖

-D-2-脱氧核糖D-2-脱氧核糖2、D-（-）-