课件糖类化学

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

第一页第二页，共90页。二、分类3（赤藓糖）醛糖酮糖第二页第三页，共90页。H赤藓酮糖二、分类2（1）第三页第四页，共90页。二、分类2（2）第四页第五页，共90页。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

第五页第六页，共90页。一、单糖的结构、构型与构象

1．结构

2．构型

3．构象

第六页第七页，共90页。1.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第七页第八页，共90页。酮糖1.结构2(单糖的结构通式)醛糖第八页第九页，共90页。O1.结构3(葡萄糖的链状和环状结构)半缩醛羟基第九页第十页，共90页。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，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

第十页第十一页，共90页。2．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第十一页第十二页，共90页。

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第十二页第十三页，共90页。

2．构型4(葡萄糖D型、L型的判断)D型L型第十三页第十四页，共90页。

2．构型6(其他醛糖的D型、L型1)D系第十四页第十五页，共90页。

2．构型6(其他醛糖的D型、L型2)L系第十五页第十六页，共90页。1.结构4(葡萄糖的环状结构)（吡喃型）吡喃α-D-吡喃糖第十六页第十七页，共90页。1.结构5(葡萄糖的环状结构)（呋喃型）呋喃α-D-呋喃糖第十七页第十八页，共90页。α-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式第十八页第十九页，共90页。1.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式第十九页第二十页，共90页。1.结构8(戊糖的环状结构)多为五元环呋喃糖核糖

脱氧核糖oo第二十页第二十一页，共90页。3．构象1定义：指一个分子中，不改变共价链结构，仅单链周围的原子旋转所产生的原子的空间排布类型：船式和椅式

第二十一页第二十二页，共90页。3．构象2(葡萄糖的两种构象1)船式椅式第二十二页第二十三页，共90页。α-D-吡喃糖β-D-吡喃糖3．构象3(葡萄糖的两种构象2)平面结构立体结构第二十三页第二十四页，共90页。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

第二十四页第二十五页，共90页。1．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+的碱性溶液第二十五页第二十六页，共90页。1．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NaOH第二十六页第二十七页，共90页。1．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第二十七页第二十八页，共90页。1．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4第二十八页第二十九页，共90页。1．醛、酮基产生的性质1葡萄糖葡萄糖酸（1）氧化5第二十九页第三十页，共90页。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第三十页第三十一页，共90页。D-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)还原第三十一页第三十二页，共90页。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、溶点鉴别糖的种类第三十二页第三十三页，共90页。1．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2第三十三页第三十四页，共90页。1．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的溶液中互相转变第三十四页第三十五页，共90页。1．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2第三十五页第三十六页，共90页。1．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3第三十六页第三十七页，共90页。1．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

第三十七页第三十八页，共90页。1．醛、酮基产生的性质5酿酶(5)发酵作用2第三十八页第三十九页，共90页。

2．由羟基产生的性质

酶α-葡萄糖α-葡萄糖-6-磷酸磷酸(1)成脂作用第三十九页第四十页，共90页。2．由羟基产生的性质2α-型糖β-型糖α-糖苷β-糖苷醇HClHCl醇(2)成苷作用第四十页第四十一页，共90页。2．由羟基产生的性质3HCl,加热，

-3H2OD-葡萄糖5-羟甲基糠醛(3)脱水作用第四十一页第四十二页，共90页。2．由羟基产生的性质4脱氧核糖脱氧核糖(4)脱氧作用第四十二页第四十三页，共90页。2．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）第四十三页第四十四页，共90页。2．由羟基产生的性质5氨基化2N-乙酰胞壁酸（NAM）(5)氨基化3第四十四页第四十五页，共90页。N-乙酰神经氨酸（NAN）2．由羟基产生的性质5(5)氨基化4第四十五页第四十六页，共90页。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．糖苷第四十六页第四十七页，共90页。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

第四十七页第四十八页，共90页。1.取代单糖3N-乙酰神经氨酸（唾液酸）第四十八页第四十九页，共90页。1.取代单糖2N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰半乳糖胺第四十九页第五十页，共90页。1.取代单糖4乙酰胞壁（糖）酸第五十页第五十一页，共90页。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第五十一页第五十二页，共90页。2．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/dm2第五十二页第五十三页，共90页。2．糖醇和糖酸3（糖酸）葡糖酸葡糖醛酸葡糖二酸第五十三页第五十四页，共90页。3．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第五十四页第五十五页，共90页。3．糖苷2α-D-葡萄糖甲醇甲基α-D-葡萄糖第五十五页第五十六页，共90页。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等形式第五十六页第五十七页，共90页。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-果糖第五十七页第五十八页，共90页。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葡萄糖第五十八页第五十九页，共90页。1．淀粉与糖原（1）淀粉1（总4）α-1，6糖苷键第五十九页第六十页，共90页。第三节寡糖4（乳糖）(双糖)β-半乳糖α-葡萄糖葡萄糖-β(1-4)半乳糖苷第六十页第六十一页，共90页。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葡萄糖第六十一页第六十二页，共90页。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六十二页第六十三页，共90页。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

第六十三页第六十四页，共90页。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，但无变旋现象第六十四页第六十五页，共90页。二、多糖代表物1．淀粉与糖原

2．纤维素与半纤维素3．粘多糖

4．糖缀合物第六十五页第六十六页，共90页。1．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"第六十六页第六十七页，共90页。1．淀粉与糖原（1）淀粉2

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、水解制糖等第六十七页第六十八页，共90页。1．淀粉与糖原（1）淀粉1（总3）α-1，4糖苷键第六十八页第六十九页，共90页。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)第六十九页第七十页，共90页。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淀粉2(空间结构)第七十页第七十一页，共90页。α（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1第七十一页第七十二页，共90页。1．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉2第七十二页第七十三页，共90页。1．淀粉与糖原（1）淀粉4支链淀粉3第七十三页第七十四页，共90页。1．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，与碘反应是红紫色第七十四页第七十五页，共90页。1．淀粉与糖原（2）糖原2糖原与支链淀粉相似，但分支更多第七十五页第七十六页，共90页。2．纤维素与半纤维素（1）纤维素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→

葡萄糖第七十六页第七十七页，共90页。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、木糖和阿拉伯糖等第七十七页第七十八页，共90页。3．粘多糖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A第七十八页第七十九页，共90页。4．糖缀合物（1）糖蛋白与糖蛋白多糖（2）糖脂与脂多糖

第七十九页第八十页，共90页。（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

第八十页第八十一页，共90页。（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