糖类的结构与功能课件

第二章糖类化学第一节糖的概念及分类第二节单糖

第三节寡糖

第四节多糖第二章糖类化学第一节糖的概念及分类第二节单糖

第三节1第一节糖的概念及分类

一、定义与组成

二、分类

第一节糖的概念及分类

一、定义与组成2一、定义与组成

1.基本元素组成：

CHO

2.最初通式：

Cn(H2O)m

3.不符合上述通式：鼠李糖（C6H12O5）

脱氧核糖(C5H10O4)

一、定义与组成1.基本元素组成：CHO3二、分类1

单糖：据所含碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖和己糖

据羰基特点：醛糖或酮糖

寡糖：2-10个分子单糖缩合而成

多糖：据单糖基相同否：同多糖与杂多糖

据有无支链：直链多糖与支链多糖

据功能：结构多糖、贮存多糖抗原多糖

据分布：胞外多糖、胞内多糖胞壁多糖

其他：糖缀合物（复合糖）

如：糖肽、糖脂、糖蛋白

二、分类1

单糖：据所含碳原子数目：丙糖、4二、分类3（赤藓糖）醛糖酮糖二、分类3（赤藓糖）醛糖酮糖5H赤藓酮糖二、分类2（1）H二、分类2（1）6二、分类2（2）二、分类2（2）7第二节单糖

一、单糖的结构、构型与构象

二、单糖的重要化学性质

三、自然界存在的重要单糖及其衍生物

第二节单糖

一、单糖的结构、构型与构象8一、单糖的结构、构型与构象

1．结构

2．构型

3．构象

一、单糖的结构、构型与构象

1．结构

91.结构1

一种是多羟基醛的开链型式另一种是分子内反应而形成的半缩醛的环状形式自然界的戊糖和己糖都有的结构1.结构1一种是多羟基醛的开链型式自然界的戊糖和己糖都有的10酮糖1.结构2(单糖的结构通式)醛糖酮糖1.结构2(单糖的结构通式)醛糖11O1.结构3(葡萄糖的链状和环状结构)半缩醛羟基O1.结构3(葡萄糖的链状和环状结构)半缩醛羟基122．构型1一般根据甘油醛的分子结构，将单糖分子分为两个型，即D型和L型

天然产物的单糖大多只存在一种构型，如葡萄糖、果糖、核糖等都是D-型的

2．构型1一般根据甘油醛的分子结构，将单糖分子分为两个型，132．构型2(甘油醛的D型、L型)D-甘油醛L-甘油醛透视式投影式2．构型2(甘油醛的D型、L型)D-甘油醛L-甘油醛透视式14

2．构型3(单糖D型、L型判断依据)以分子中倒数第二个碳原子上羟基在空间的左右来判别构型2．构型3(单糖D型、L型判断依据)以分子中15

2．构型4(葡萄糖D型、L型的判断)D型L型2．构型4(葡萄糖D型、L型的判断)D型L型16

2．构型6(其他醛糖的D型、L型1)D系2．构型6(其他醛糖的D型、L型1)D系17

2．构型6(其他醛糖的D型、L型2)L系2．构型6(其他醛糖的D型、L型2)L系181.结构4(葡萄糖的环状结构)（吡喃型）吡喃α-D-吡喃糖1.结构4(葡萄糖的环状结构)（吡喃型）吡喃α-D-吡喃糖191.结构5(葡萄糖的环状结构)（呋喃型）呋喃α-D-呋喃糖1.结构5(葡萄糖的环状结构)（呋喃型）呋喃α-D-呋喃糖20α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖1.结构6(吡喃糖环状结构的α、β型)Fischer式Haworth式α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖1.结构6(吡喃糖环状结构的α、211.结构7(呋喃糖环状结构的α、β型)α-D-呋喃糖β-D-呋喃糖Fischer式Haworth式1.结构7(呋喃糖环状结构的α、β型)α-D-呋喃糖β-D221.结构8(戊糖的环状结构)多为五元环呋喃糖核糖

脱氧核糖oo1.结构8(戊糖的环状结构)多为五元环呋喃糖核糖233．构象1定义：指一个分子中，不改变共价链结构，仅单链周围的原子旋转所产生的原子的空间排布类型：船式和椅式

3．构象1定义：指一个分子中，不改变共价链结构，仅单链周围的243．构象2(葡萄糖的两种构象1)船式椅式3．构象2(葡萄糖的两种构象1)船式椅式25α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖3．构象3(葡萄糖的两种构象2)平面结构立体结构α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖3．构象3(葡萄糖的两种构象2)26二、单糖的重要化学性质

1．醛、酮基产生的性质

2．由羟基产生的性质

二、单糖的重要化学性质

1．醛、酮基产生的性质271．醛、酮基产生的性质1

（1）氧化1原理：在碱性溶液中，醛基、酮基变为非常活泼的烯二醇，具有还原性，能还原如Cu2+、Ag+、Hg2+、Bi3+等离子，同时糖本身被氧化成糖酸及其它产物应用：糖类在碱性溶液中的还原作用常被用来作为还原糖的定性及定量的依据，常用的试剂为含Cu2+的碱性溶液1．醛、酮基产生的性质1（1）氧化1原理：在碱性溶液中，醛281．醛、酮基产生的性质2

（1）氧化2Fehling（裴林）试剂：硫酸铜溶液与KOH(NaOH)和酒石酸钾钠（或柠檬酸钠）配成Benedic+(班乃德)试剂：用无水Na2CO3代替裴林试剂中的KOH或NaOH1．醛、酮基产生的性质2（1）氧化2Fehling（裴林）291．醛、酮基产生的性质3

（1）氧化33，5-二硝基水杨酸法：测定还原糖，即在碱性溶液中将还原糖变为烯二醇（1，2-烯二醇），然后以3，5-二硝基水杨酸氧化其变为糖酸，还原糖和硷性二硝基杨酸试剂共热，产生一种棕红色的氨基化合物1．醛、酮基产生的性质3（1）氧化33，5-二硝基水杨酸法301．醛、酮基产生的性质1酒石酸钾钠可溶性氧化铜络合物（1）氧化41．醛、酮基产生的性质1酒石酸钾钠可溶性氧化铜络合物（1）氧311．醛、酮基产生的性质1葡萄糖葡萄糖酸（1）氧化51．醛、酮基产生的性质1葡萄糖葡萄糖酸（1）氧化532葡萄糖酸葡萄糖葡萄糖二酸1．醛、酮基产生的性质1溴水浓硝酸（1）氧化6葡萄糖酸葡萄糖葡萄糖二酸1．醛、酮基产生的性质1溴水浓硝酸（33D-甘露糖1．醛、酮基产生的性质2D-葡萄糖D-葡萄糖醇D-果糖[H]D-甘露醇糖[H][H]D-葡萄糖醇D-甘露醇糖(2)还原D-甘露糖1．醛、酮基产生的性质2D-葡萄糖D-葡萄糖醇D-341．醛、酮基产生的性质3(3)成脎作用1原理：醛基或酮基与苯肼等起加合作用成脎作用：单糖的第1，2碳与苯肼结合后，成晶体糖脎举例：葡萄糖糖与苯肼的成脎作用糖脎特点：黄色晶体，不溶于水

应用：可用来鉴别单糖，因不同的单糖产生不同的糖脎，故可根据糖脎的晶形、溶点鉴别糖的种类1．醛、酮基产生的性质3(3)成脎作用1原理：醛基或酮基与苯351．醛、酮基产生的性质3D-葡萄糖葡萄糖苯腙酮苯腙葡萄糖脎(3)成脎作用21．醛、酮基产生的性质3D-葡萄糖葡萄糖苯腙酮苯腙葡萄糖脎(361．醛、酮基产生的性质4(4)异构化作用1

原理：弱碱或稀强碱引起单糖的分子重排举例：D-葡萄糖与D-果糖及D-甘露糖可在Ba(OH)2的溶液中互相转变1．醛、酮基产生的性质4(4)异构化作用1

原理：弱碱或稀强371．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖(4)异构化作用21．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖(4)异381．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖1-2烯醇体Ba(OH)2Ba(OH)2Ba(OH)2(4)异构化作用31．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖1-2烯391．醛、酮基产生的性质5(5)发酵作用1

单糖经酵母的酿酶作用产生乙醇和CO2，这一过程较复杂，在今后糖代谢章中详细介绍

1．醛、酮基产生的性质5(5)发酵作用1

单糖经酵母401．醛、酮基产生的性质5酿酶(5)发酵作用21．醛、酮基产生的性质5酿酶(5)发酵作用241

2．由羟基产生的性质

酶α-葡萄糖α-葡萄糖-6-磷酸磷酸(1)成脂作用

2．由羟基产生的性质酶α-葡萄糖α-葡萄糖-6-磷酸磷酸422．由羟基产生的性质2α-型糖β-型糖α-糖苷β-糖苷醇HClHCl醇(2)成苷作用2．由羟基产生的性质2α-型糖β-型糖α-糖苷β-糖苷醇HC432．由羟基产生的性质3HCl,加热，-3H2OD-葡萄糖5-羟甲基糠醛(3)脱水作用2．由羟基产生的性质3HCl,加热，D-葡萄糖5-羟甲基糠醛442．由羟基产生的性质4脱氧核糖脱氧核糖(4)脱氧作用2．由羟基产生的性质4脱氧核糖脱氧核糖(4)脱氧作用452．由羟基产生的性质5(5)氨基化1原理：OH基（C-2,C-3上为主）被NH2基取代而产生氨基糖，也叫糖胺

举例：N-乙酰D-葡萄糖胺(NAG)、N-乙酰胞壁酸（NAM）2．由羟基产生的性质5(5)氨基化1原理：OH基（C-2,C462．由羟基产生的性质5氨基化2N-乙酰胞壁酸（NAM）(5)氨基化32．由羟基产生的性质5氨基化2N-乙酰胞壁酸（NAM）(5)47N-乙酰神经氨酸（NAN）2．由羟基产生的性质5(5)氨基化4N-乙酰神经氨酸（NAN）2．由羟基产生的性质5(5)氨基化48三、自然界的重要单糖与衍生物

1．取代单糖

2．糖醇和糖酸

3．糖苷三、自然界的重要单糖与衍生物

1．取代单糖

491.取代单糖1

形成：单糖分子中的某些基团被其他化学基团所取代常见：氨基糖例如：氨基葡萄糖和氨基半乳糖存在：氨基糖常于动物甲壳素、软骨、糖蛋白、血型物质、细菌细胞壁以及红霉素，氯霉素等抗生素中

1.取代单糖1

形成：单糖分子中的某些基团被其他化学基团501.取代单糖3N-乙酰神经氨酸（唾液酸）1.取代单糖3N-乙酰神经氨酸（唾液酸）511.取代单糖2N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺1.取代单糖2N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺521.取代单糖4乙酰胞壁（糖）酸1.取代单糖4乙酰胞壁（糖）酸532．糖醇和糖酸1

形成：单糖在还原剂的作用下，醛基还原成羟基生成糖醇作用：有机体的组成物质和代谢产物、化工、医药上的重要原料的物质常见：甘露醇、山梨醇等例如：葡萄糖电解还原可生成山梨醇2．糖醇和糖酸1形成：单糖在还原剂的作用下，醛基还原成羟基542．糖醇和糖酸2（糖醇）D-葡萄糖山梨醇甘露醇

电解电压5-6V电流1.0-1.2A/dm22．糖醇和糖酸2（糖醇）D-葡萄糖山梨醇甘露醇电解552．糖醇和糖酸3（糖酸）葡糖酸葡糖醛酸葡糖二酸2．糖醇和糖酸3（糖酸）葡糖酸葡糖醛酸葡糖二酸563．糖苷1

形成：半缩醛的羟基与其他含羟基的化合物（如醇、酚等）失水缩合而成缩醛式衍生物3．糖苷1

形成：半缩醛的573．糖苷2α-D-葡萄糖甲醇甲基α-D-葡萄糖3．糖苷2α-D-葡萄糖甲醇甲基α-D-葡萄糖58第三节寡糖1

一、定义

寡糖是单糖的缩醛衍生物

由少数单糖（一般为2--10个）缩合的聚合物二、分布

在激素、抗体、维生素等各种重要分子中三、常见种类

双糖：麦芽糖，蔗糖，乳糖

三糖：棉子糖四、连接键

糖苷键:有1-2、1-4、1-6等形式第三节寡糖1一、定义

寡糖是单糖的缩醛衍59第三节寡糖2（蔗糖）葡萄糖-α,β(1-2)-果糖苷

α-D葡萄糖

β-D-果糖第三节寡糖2（蔗糖）葡萄糖-α,β(1-2)-果糖苷α-60第三节寡糖3（麦芽糖）(双糖)葡萄糖-α（1→4）葡萄糖苷

α-D葡萄糖

α-D葡萄糖第三节寡糖3（麦芽糖）(双糖)葡萄糖-α（1→4）葡萄糖苷611．淀粉与糖原（1）淀粉1（总4）α-1，6糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉1（总4）α-1，6糖苷键62第三节寡糖4（乳糖）(双糖)β-半乳糖α-葡萄糖葡萄糖-β(1-4)半乳糖苷第三节寡糖4（乳糖）(双糖)β-半乳糖α-葡萄糖葡萄糖-63第三节寡糖5（纤维二糖）(双糖)葡萄糖-

β-(1-4)葡萄糖苷α-D葡萄糖β-D葡萄糖第三节寡糖5（纤维二糖）(双糖)葡萄糖-β-(1-4)葡64第三节寡糖6（棉子糖）(三糖)

β-D-果糖β-半乳糖α-D葡萄糖蜜二糖蔗糖第三节寡糖6（棉子糖）(三糖)β-D-果糖β-半乳糖α65第四节多糖

1.淀粉与糖原

2.纤维素与半纤维素3.粘多糖

4.糖缀合物一、概述

二、多糖代表物

第四节多糖1.淀粉与糖原

2.纤维素与半纤维素一、概述66一、概述

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物分布：分布很广，各类生物中均有分布均一多糖:可以由一种单糖缩合而成不均一多糖:由不同类型的单体缩合而成特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象一、概述定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物67二、多糖代表物

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物

分布：分布很广，各类生物中均有分布

均一多糖与不均一多糖

特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象1．淀粉与糖原

2．纤维素与半纤维素3．粘多糖

4．糖缀合物二、多糖代表物

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成681．淀粉与糖原（1）淀粉1

①分布

几乎存在于所有绿色植物的多数组织中

②降解

淀粉→红色糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖

遇碘成

红色

不显色

紫蓝色

③直链淀粉与支链淀粉

用热水溶解淀粉时，可溶的一部分为"直链淀粉"，另一部分不能溶解的为"支链淀粉"1．淀粉与糖原（1）淀粉1

①分布

几乎存在于所有绿色691．淀粉与糖原（1）淀粉2

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物

分布：分布很广，各类生物中均有分布

均一多糖与不均一多糖

特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象

④分子量

直链淀粉的分子量约在1.0×104--2.0×106

⑤连接键直链淀粉:以α-1，4糖苷键支链淀粉:以α-1，4糖苷键及α-1，6糖苷键⑥作用

食用工业上：如发酵制酒、水解制糖等1．淀粉与糖原（1）淀粉2

定义：多个单糖基以糖苷701．淀粉与糖原（1）淀粉1（总3）α-1，4糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉1（总3）α-1，4糖苷键71葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成1．淀粉与糖原（1）淀粉3直链淀粉3(平面结构)葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成1．淀粉与糖原（1）淀粉3直721．淀粉与糖原（1）淀粉3每六个葡萄糖单位构成一个螺旋圈直链淀粉2(空间结构)1．淀粉与糖原（1）淀粉3每六个葡萄糖单位构成一个螺旋圈直链73α（1→4）糖苷键α（1→6）糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉1α（1→4）糖苷键α（1→6）糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉741．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉21．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉2751．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉31．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉3761．淀粉与糖原（2）糖原1①分布

高等动物的肝脏与肌肉、软体动物、谷物和细菌中也发现了糖原类似物

②连接键

α-1，4糖苷键及α-1，6糖苷键

③特点

糖原较易分散在水中，与碘反应是红紫色1．淀粉与糖原（2）糖原1①分布

高等动物的肝脏与肌肉、软771．淀粉与糖原（2）糖原2糖原与支链淀粉相似，但分支更多1．淀粉与糖原（2）糖原2糖原与支链淀粉相似，但分支更多782．纤维素与半纤维素（1）纤维素

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物

分布：分布很广，各类生物中均有分布

均一多糖与不均一多糖

特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象①含量与分布

世界上最丰富的有机化合物，主要分布在植物体内，被囊类动物中也有发现

②分子量

介于5.0×104—4.0×104之间

③连接键

β-D-葡萄糖分子以β-1，4糖苷键连接而成直链

④降解

纤维素→纤维素糊精→纤维二糖→

葡萄糖2．纤维素与半纤维素（1）纤维素

定义：多个单糖基792．纤维素与半纤维素（2）半纤维素半纤维素是一些与纤维素一同存在于植物细胞壁中的多糖的总称，也就是它是指除纤维素以外的全部碳水化合物构成半纤维素的单糖有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖等2．纤维素与半纤维素（2）半纤维素半纤维素是一些与纤维素一同803．粘多糖

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物

分布：分布很广，各类生物中均有分布

均一多糖与不均一多糖

特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象含氧基己糖胺的多糖总称为粘多糖粘多糖中大多含有糖醛基或硫酸基常见的透明质酸，肝素硫酸软骨素A3．粘多糖

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高814．糖缀合物（1）糖蛋白与糖蛋白多糖（2）糖脂与脂多糖

4．糖缀合物（1）糖蛋白与糖蛋白多糖（2）糖脂与脂多糖

82（1）糖蛋白与糖蛋白多糖1②糖与蛋白质及多肽的主要连接键

①概述

③糖与蛋白质及多肽的其他连接键

④作用

（1）糖蛋白与糖蛋白多糖1②糖与蛋白质及多肽的主要连接键①83（1）糖蛋白与糖蛋白多糖2(1)①概述

糖蛋白分布广，种类繁多，结构多样，功能各异。许多蛋白质和酶，过去曾认为是简单的蛋白质，近年来也发现含有糖基。不同种类的糖蛋白，其糖基的百分数差异很大。如卵清蛋白,含糖基1%，有的粘蛋白含糖基高达80%。

糖蛋白分布广，种类繁多，结构多样，功能各异。许多蛋白质和酶，过去曾认为是简单的蛋白质，近年来也发现含有糖基不同种类的糖蛋白，其糖基的百分数差异很大。如卵清蛋白,含糖基1%，有的粘蛋白含糖基高达80%

（1）糖蛋白与糖蛋白多糖2(1)①概述糖蛋白分布广，种类繁84（1）糖蛋白与糖蛋白多糖2(2)②糖与蛋白质及多肽的主要连接键

利用肽链上苏氨酸、或丝氨酸的羟基与糖基上的半缩醛羟基形成0-糖苷键利用肽链上天冬酰胺的氨基与糖基上的半缩醛羟基形成N-糖苷键（1）糖蛋白与糖蛋白多糖2(2)②糖与蛋白质及多肽的主要连接85（1）糖蛋白与糖蛋白多糖3N-糖苷键天冬酰氨连接方式1（1）糖蛋白与糖蛋白多糖3N-糖苷键天冬酰氨连接方式186（1）糖蛋白与糖蛋白多糖3O-糖苷键苏氨酸连接方式2（1）糖蛋白与糖蛋白多糖3O-糖苷键苏氨酸连接方式287（1）糖蛋白与糖蛋白多糖4③糖与蛋白质及多肽的其他连接键

③以天冬氨酸的游离羧基为连接点，形成酯糖苷键

④以羟脯氨酸的羟基为连接点的糖肽键

⑤以半胱氨酸的连接点为糖肽键（1）糖蛋白与糖蛋白多糖4③糖与蛋白质及多肽的其他连接键③88（1）糖蛋白与糖蛋白多糖5④作用

植物和动物中的典型蛋白:它们包括许多酶、大分子蛋白质激素、血浆蛋白、全部抗体、补体因子、血型物质和粘液组分以及许多膜蛋白机体用的润滑剂、防护蛋白、水解酶的水解作用以及防止细菌、病毒的侵袭在组织培养时对细胞接触抑制起作用，对外来组织的细胞识别也有作用另外还与肿瘤特异性抗原活性的鉴定有关某些糖蛋白似乎是目标载体蛋白，促性腺激素的糖部分对它们的生物活性是必要的（1）糖蛋白与糖蛋白多糖5④作用

植物和动物中的典型蛋白:89（1）糖蛋白与糖蛋白多糖6膜蛋白中的糖1（1）糖蛋白与糖蛋白多糖6膜蛋白中的糖190糖蛋白与糖蛋白多糖6膜蛋白中的糖2膜蛋白中的糖291（2）糖脂与脂多糖1

②脂多糖

①糖脂

分布：广泛存在于动物和植物中

形成：脂类与糖结合的复合物

常见：鞘糖脂和甘油糖脂

分布：革兰氏阴性细菌细胞壁的组成成分

作用：对细胞具有保护作用具有抗原性（抗原性多糖）（2）糖脂与脂多糖1

②脂多糖①糖脂

分布92（2）糖脂与脂多糖2(糖脂1)半乳甘油二脂（2）糖脂与脂多糖2(糖脂1)半乳甘油二脂93（2）糖脂与脂多糖2(糖脂2)二甘露甘油二脂（2）糖脂与脂多糖2(糖脂2)二甘露甘油二脂94（2）糖脂与脂多糖2(糖脂4)磺基6-脱氧葡萄糖甘油二脂（2）糖脂与脂多糖2(糖脂4)磺基6-脱氧葡萄糖甘油二脂95第二章糖类化学第一节糖的概念及分类第二节单糖

第三节寡糖

第四节多糖第二章糖类化学第一节糖的概念及分类第二节单糖

第三节96第一节糖的概念及分类

一、定义与组成

二、分类

第一节糖的概念及分类

一、定义与组成97一、定义与组成

1.基本元素组成：

CHO

2.最初通式：

Cn(H2O)m

3.不符合上述通式：鼠李糖（C6H12O5）

脱氧核糖(C5H10O4)

一、定义与组成1.基本元素组成：CHO98二、分类1

单糖：据所含碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖和己糖

据羰基特点：醛糖或酮糖

寡糖：2-10个分子单糖缩合而成

多糖：据单糖基相同否：同多糖与杂多糖

据有无支链：直链多糖与支链多糖

据功能：结构多糖、贮存多糖抗原多糖

据分布：胞外多糖、胞内多糖胞壁多糖

其他：糖缀合物（复合糖）

如：糖肽、糖脂、糖蛋白

二、分类1

单糖：据所含碳原子数目：丙糖、99二、分类3（赤藓糖）醛糖酮糖二、分类3（赤藓糖）醛糖酮糖100H赤藓酮糖二、分类2（1）H二、分类2（1）101二、分类2（2）二、分类2（2）102第二节单糖

一、单糖的结构、构型与构象

二、单糖的重要化学性质

三、自然界存在的重要单糖及其衍生物

第二节单糖

一、单糖的结构、构型与构象103一、单糖的结构、构型与构象

1．结构

2．构型

3．构象

一、单糖的结构、构型与构象

1．结构

1041.结构1

一种是多羟基醛的开链型式另一种是分子内反应而形成的半缩醛的环状形式自然界的戊糖和己糖都有的结构1.结构1一种是多羟基醛的开链型式自然界的戊糖和己糖都有的105酮糖1.结构2(单糖的结构通式)醛糖酮糖1.结构2(单糖的结构通式)醛糖106O1.结构3(葡萄糖的链状和环状结构)半缩醛羟基O1.结构3(葡萄糖的链状和环状结构)半缩醛羟基1072．构型1一般根据甘油醛的分子结构，将单糖分子分为两个型，即D型和L型

天然产物的单糖大多只存在一种构型，如葡萄糖、果糖、核糖等都是D-型的

2．构型1一般根据甘油醛的分子结构，将单糖分子分为两个型，1082．构型2(甘油醛的D型、L型)D-甘油醛L-甘油醛透视式投影式2．构型2(甘油醛的D型、L型)D-甘油醛L-甘油醛透视式109

2．构型3(单糖D型、L型判断依据)以分子中倒数第二个碳原子上羟基在空间的左右来判别构型2．构型3(单糖D型、L型判断依据)以分子中110

2．构型4(葡萄糖D型、L型的判断)D型L型2．构型4(葡萄糖D型、L型的判断)D型L型111

2．构型6(其他醛糖的D型、L型1)D系2．构型6(其他醛糖的D型、L型1)D系112

2．构型6(其他醛糖的D型、L型2)L系2．构型6(其他醛糖的D型、L型2)L系1131.结构4(葡萄糖的环状结构)（吡喃型）吡喃α-D-吡喃糖1.结构4(葡萄糖的环状结构)（吡喃型）吡喃α-D-吡喃糖1141.结构5(葡萄糖的环状结构)（呋喃型）呋喃α-D-呋喃糖1.结构5(葡萄糖的环状结构)（呋喃型）呋喃α-D-呋喃糖115α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖1.结构6(吡喃糖环状结构的α、β型)Fischer式Haworth式α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖1.结构6(吡喃糖环状结构的α、1161.结构7(呋喃糖环状结构的α、β型)α-D-呋喃糖β-D-呋喃糖Fischer式Haworth式1.结构7(呋喃糖环状结构的α、β型)α-D-呋喃糖β-D1171.结构8(戊糖的环状结构)多为五元环呋喃糖核糖

脱氧核糖oo1.结构8(戊糖的环状结构)多为五元环呋喃糖核糖1183．构象1定义：指一个分子中，不改变共价链结构，仅单链周围的原子旋转所产生的原子的空间排布类型：船式和椅式

3．构象1定义：指一个分子中，不改变共价链结构，仅单链周围的1193．构象2(葡萄糖的两种构象1)船式椅式3．构象2(葡萄糖的两种构象1)船式椅式120α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖3．构象3(葡萄糖的两种构象2)平面结构立体结构α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖3．构象3(葡萄糖的两种构象2)121二、单糖的重要化学性质

1．醛、酮基产生的性质

2．由羟基产生的性质

二、单糖的重要化学性质

1．醛、酮基产生的性质1221．醛、酮基产生的性质1

（1）氧化1原理：在碱性溶液中，醛基、酮基变为非常活泼的烯二醇，具有还原性，能还原如Cu2+、Ag+、Hg2+、Bi3+等离子，同时糖本身被氧化成糖酸及其它产物应用：糖类在碱性溶液中的还原作用常被用来作为还原糖的定性及定量的依据，常用的试剂为含Cu2+的碱性溶液1．醛、酮基产生的性质1（1）氧化1原理：在碱性溶液中，醛1231．醛、酮基产生的性质2

（1）氧化2Fehling（裴林）试剂：硫酸铜溶液与KOH(NaOH)和酒石酸钾钠（或柠檬酸钠）配成Benedic+(班乃德)试剂：用无水Na2CO3代替裴林试剂中的KOH或NaOH1．醛、酮基产生的性质2（1）氧化2Fehling（裴林）1241．醛、酮基产生的性质3

（1）氧化33，5-二硝基水杨酸法：测定还原糖，即在碱性溶液中将还原糖变为烯二醇（1，2-烯二醇），然后以3，5-二硝基水杨酸氧化其变为糖酸，还原糖和硷性二硝基杨酸试剂共热，产生一种棕红色的氨基化合物1．醛、酮基产生的性质3（1）氧化33，5-二硝基水杨酸法1251．醛、酮基产生的性质1酒石酸钾钠可溶性氧化铜络合物（1）氧化41．醛、酮基产生的性质1酒石酸钾钠可溶性氧化铜络合物（1）氧1261．醛、酮基产生的性质1葡萄糖葡萄糖酸（1）氧化51．醛、酮基产生的性质1葡萄糖葡萄糖酸（1）氧化5127葡萄糖酸葡萄糖葡萄糖二酸1．醛、酮基产生的性质1溴水浓硝酸（1）氧化6葡萄糖酸葡萄糖葡萄糖二酸1．醛、酮基产生的性质1溴水浓硝酸（128D-甘露糖1．醛、酮基产生的性质2D-葡萄糖D-葡萄糖醇D-果糖[H]D-甘露醇糖[H][H]D-葡萄糖醇D-甘露醇糖(2)还原D-甘露糖1．醛、酮基产生的性质2D-葡萄糖D-葡萄糖醇D-1291．醛、酮基产生的性质3(3)成脎作用1原理：醛基或酮基与苯肼等起加合作用成脎作用：单糖的第1，2碳与苯肼结合后，成晶体糖脎举例：葡萄糖糖与苯肼的成脎作用糖脎特点：黄色晶体，不溶于水

应用：可用来鉴别单糖，因不同的单糖产生不同的糖脎，故可根据糖脎的晶形、溶点鉴别糖的种类1．醛、酮基产生的性质3(3)成脎作用1原理：醛基或酮基与苯1301．醛、酮基产生的性质3D-葡萄糖葡萄糖苯腙酮苯腙葡萄糖脎(3)成脎作用21．醛、酮基产生的性质3D-葡萄糖葡萄糖苯腙酮苯腙葡萄糖脎(1311．醛、酮基产生的性质4(4)异构化作用1

原理：弱碱或稀强碱引起单糖的分子重排举例：D-葡萄糖与D-果糖及D-甘露糖可在Ba(OH)2的溶液中互相转变1．醛、酮基产生的性质4(4)异构化作用1

原理：弱碱或稀强1321．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖(4)异构化作用21．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖(4)异1331．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖1-2烯醇体Ba(OH)2Ba(OH)2Ba(OH)2(4)异构化作用31．醛、酮基产生的性质4D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖1-2烯1341．醛、酮基产生的性质5(5)发酵作用1

单糖经酵母的酿酶作用产生乙醇和CO2，这一过程较复杂，在今后糖代谢章中详细介绍

1．醛、酮基产生的性质5(5)发酵作用1

单糖经酵母1351．醛、酮基产生的性质5酿酶(5)发酵作用21．醛、酮基产生的性质5酿酶(5)发酵作用2136

2．由羟基产生的性质

酶α-葡萄糖α-葡萄糖-6-磷酸磷酸(1)成脂作用

2．由羟基产生的性质酶α-葡萄糖α-葡萄糖-6-磷酸磷酸1372．由羟基产生的性质2α-型糖β-型糖α-糖苷β-糖苷醇HClHCl醇(2)成苷作用2．由羟基产生的性质2α-型糖β-型糖α-糖苷β-糖苷醇HC1382．由羟基产生的性质3HCl,加热，-3H2OD-葡萄糖5-羟甲基糠醛(3)脱水作用2．由羟基产生的性质3HCl,加热，D-葡萄糖5-羟甲基糠醛1392．由羟基产生的性质4脱氧核糖脱氧核糖(4)脱氧作用2．由羟基产生的性质4脱氧核糖脱氧核糖(4)脱氧作用1402．由羟基产生的性质5(5)氨基化1原理：OH基（C-2,C-3上为主）被NH2基取代而产生氨基糖，也叫糖胺

举例：N-乙酰D-葡萄糖胺(NAG)、N-乙酰胞壁酸（NAM）2．由羟基产生的性质5(5)氨基化1原理：OH基（C-2,C1412．由羟基产生的性质5氨基化2N-乙酰胞壁酸（NAM）(5)氨基化32．由羟基产生的性质5氨基化2N-乙酰胞壁酸（NAM）(5)142N-乙酰神经氨酸（NAN）2．由羟基产生的性质5(5)氨基化4N-乙酰神经氨酸（NAN）2．由羟基产生的性质5(5)氨基化143三、自然界的重要单糖与衍生物

1．取代单糖

2．糖醇和糖酸

3．糖苷三、自然界的重要单糖与衍生物

1．取代单糖

1441.取代单糖1

形成：单糖分子中的某些基团被其他化学基团所取代常见：氨基糖例如：氨基葡萄糖和氨基半乳糖存在：氨基糖常于动物甲壳素、软骨、糖蛋白、血型物质、细菌细胞壁以及红霉素，氯霉素等抗生素中

1.取代单糖1

形成：单糖分子中的某些基团被其他化学基团1451.取代单糖3N-乙酰神经氨酸（唾液酸）1.取代单糖3N-乙酰神经氨酸（唾液酸）1461.取代单糖2N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺1.取代单糖2N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺1471.取代单糖4乙酰胞壁（糖）酸1.取代单糖4乙酰胞壁（糖）酸1482．糖醇和糖酸1

形成：单糖在还原剂的作用下，醛基还原成羟基生成糖醇作用：有机体的组成物质和代谢产物、化工、医药上的重要原料的物质常见：甘露醇、山梨醇等例如：葡萄糖电解还原可生成山梨醇2．糖醇和糖酸1形成：单糖在还原剂的作用下，醛基还原成羟基1492．糖醇和糖酸2（糖醇）D-葡萄糖山梨醇甘露醇

电解电压5-6V电流1.0-1.2A/dm22．糖醇和糖酸2（糖醇）D-葡萄糖山梨醇甘露醇电解1502．糖醇和糖酸3（糖酸）葡糖酸葡糖醛酸葡糖二酸2．糖醇和糖酸3（糖酸）葡糖酸葡糖醛酸葡糖二酸1513．糖苷1

形成：半缩醛的羟基与其他含羟基的化合物（如醇、酚等）失水缩合而成缩醛式衍生物3．糖苷1

形成：半缩醛的1523．糖苷2α-D-葡萄糖甲醇甲基α-D-葡萄糖3．糖苷2α-D-葡萄糖甲醇甲基α-D-葡萄糖153第三节寡糖1

一、定义

寡糖是单糖的缩醛衍生物

由少数单糖（一般为2--10个）缩合的聚合物二、分布

在激素、抗体、维生素等各种重要分子中三、常见种类

双糖：麦芽糖，蔗糖，乳糖

三糖：棉子糖四、连接键

糖苷键:有1-2、1-4、1-6等形式第三节寡糖1一、定义

寡糖是单糖的缩醛衍154第三节寡糖2（蔗糖）葡萄糖-α,β(1-2)-果糖苷

α-D葡萄糖

β-D-果糖第三节寡糖2（蔗糖）葡萄糖-α,β(1-2)-果糖苷α-155第三节寡糖3（麦芽糖）(双糖)葡萄糖-α（1→4）葡萄糖苷

α-D葡萄糖

α-D葡萄糖第三节寡糖3（麦芽糖）(双糖)葡萄糖-α（1→4）葡萄糖苷1561．淀粉与糖原（1）淀粉1（总4）α-1，6糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉1（总4）α-1，6糖苷键157第三节寡糖4（乳糖）(双糖)β-半乳糖α-葡萄糖葡萄糖-β(1-4)半乳糖苷第三节寡糖4（乳糖）(双糖)β-半乳糖α-葡萄糖葡萄糖-158第三节寡糖5（纤维二糖）(双糖)葡萄糖-

β-(1-4)葡萄糖苷α-D葡萄糖β-D葡萄糖第三节寡糖5（纤维二糖）(双糖)葡萄糖-β-(1-4)葡159第三节寡糖6（棉子糖）(三糖)

β-D-果糖β-半乳糖α-D葡萄糖蜜二糖蔗糖第三节寡糖6（棉子糖）(三糖)β-D-果糖β-半乳糖α160第四节多糖

1.淀粉与糖原

2.纤维素与半纤维素3.粘多糖

4.糖缀合物一、概述

二、多糖代表物

第四节多糖1.淀粉与糖原

2.纤维素与半纤维素一、概述161一、概述

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物分布：分布很广，各类生物中均有分布均一多糖:可以由一种单糖缩合而成不均一多糖:由不同类型的单体缩合而成特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象一、概述定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物162二、多糖代表物

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物

分布：分布很广，各类生物中均有分布

均一多糖与不均一多糖

特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象1．淀粉与糖原

2．纤维素与半纤维素3．粘多糖

4．糖缀合物二、多糖代表物

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成1631．淀粉与糖原（1）淀粉1

①分布

几乎存在于所有绿色植物的多数组织中

②降解

淀粉→红色糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖

遇碘成

红色

不显色

紫蓝色

③直链淀粉与支链淀粉

用热水溶解淀粉时，可溶的一部分为"直链淀粉"，另一部分不能溶解的为"支链淀粉"1．淀粉与糖原（1）淀粉1

①分布

几乎存在于所有绿色1641．淀粉与糖原（1）淀粉2

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物

分布：分布很广，各类生物中均有分布

均一多糖与不均一多糖

特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象

④分子量

直链淀粉的分子量约在1.0×104--2.0×106

⑤连接键直链淀粉:以α-1，4糖苷键支链淀粉:以α-1，4糖苷键及α-1，6糖苷键⑥作用

食用工业上：如发酵制酒、水解制糖等1．淀粉与糖原（1）淀粉2

定义：多个单糖基以糖苷1651．淀粉与糖原（1）淀粉1（总3）α-1，4糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉1（总3）α-1，4糖苷键166葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成1．淀粉与糖原（1）淀粉3直链淀粉3(平面结构)葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成1．淀粉与糖原（1）淀粉3直1671．淀粉与糖原（1）淀粉3每六个葡萄糖单位构成一个螺旋圈直链淀粉2(空间结构)1．淀粉与糖原（1）淀粉3每六个葡萄糖单位构成一个螺旋圈直链168α（1→4）糖苷键α（1→6）糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉1α（1→4）糖苷键α（1→6）糖苷键1．淀粉与糖原（1）淀粉1691．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉21．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉21701．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉31．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉31711．淀粉与糖原（2）糖原1①分布

高等动物的肝脏与肌肉、软体动物、谷物和细菌中也发现了糖原类似物

②连接键

α-1，4糖苷键及α-1，6糖苷键

③特点

糖原较易分散在水中，与碘反应是红紫色1．淀粉与糖原（2）糖原1①分布

高等动物的肝脏与肌肉、软1721．淀粉与糖原（2）糖原2糖原与支链淀粉相似，但分支更多1．淀粉与糖原（2）糖原2糖原与支链淀粉相似，但分支更多1732．纤维素与半纤维素（1）纤维素

定义：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物

分布：分布很广，各类生物中均有分布

均一多糖与不均一多糖

特性：水溶液中形成形成胶体，无甜味，无还原性，有旋光性，但无变旋现象①含量与分布

世界上最丰富的有机化合物，主要分布在植物体内，被囊类动物中也有发现

②分子量

介于5.0×104—4.0×104之间

③连接键