糖的概述及立体化学等.ppt

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1、第一小组v一、糖的概述v二、糖的立体化学v三、糖苷的提取分离一、糖的概述 1、糖类的存在与来源糖类的存在与来源 碳水化合物是地球上最丰富的有机化合物，每碳水化合物是地球上最丰富的有机化合物，每年全球植物和藻类光合作用可转换年全球植物和藻类光合作用可转换1000亿吨亿吨CO2和和H2O成为纤维素和其他植物产物。植物体成为纤维素和其他植物产物。植物体8590%的干重是糖类。总的说来，糖类在生物体内所起的的干重是糖类。总的说来，糖类在生物体内所起的作用包括：能量物质、结构物质和活性物质。作用包括：能量物质、结构物质和活性物质。2、糖类的元素组成和化学本质糖类主要由糖类主要由C、H、O三种元素组成，有

2、些还有三种元素组成，有些还有N、S、P等。等。单糖多符合结构通式：（单糖多符合结构通式：（CH2O）n，但仅从通式上并，但仅从通式上并不能判断某分子是否就是糖，即：符合通式的不一定是糖，不能判断某分子是否就是糖，即：符合通式的不一定是糖，如如CH3COOH（乙酸），（乙酸），CH2O（甲醛），（甲醛），C3H6O3（乳酸）（乳酸）；是糖的不一定都符合通式，如；是糖的不一定都符合通式，如C5H10O4（脱氧核糖），（脱氧核糖），C6H12O5（鼠李糖）。（鼠李糖）。糖类可以定义糖类可以定义为：多羟基醛；多羟基酮；多羟基醛或多羟基酮的衍生物；可以水解为多羟基醛或多羟基酮或它们的衍生物的物质。3、糖

3、的命名与分类 单糖 不能水解为其他糖的糖，按碳原子数分为：丙糖（甘油醛）；丁糖（赤藓糖）；戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脱氧核糖等）；己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等。寡糖 可以水解为几个至十几个单糖的糖，一般包括：二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖；三糖：棉籽糖和其他寡糖。多糖 可水解为多个单糖或其衍生物的糖，包括：同多糖:水解为同一单糖的高分子聚合物，包括淀粉、糖元、纤维素、几丁质、糖苷等。异多糖:水解产物不止一种单糖或单糖衍生物，包括透明质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。糖的衍生物 指糖的氧化产物、还原产物、氨基取代物及糖苷化合物等，如，D-氨基葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等；多糖复合

4、物 糖与脂、蛋白等共价相连组成蛋白多糖、糖蛋白、糖脂等。(1)、单糖糖单糖是指不能水解成更小糖是指不能水解成更小单位的糖位的糖类，是糖，是糖类物物质中最中最简单的一的一类 丙糖、丁糖、戊糖、己糖丙糖、丁糖、戊糖、己糖.或者或者 三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖.生物体内具有意义的单糖：戊糖和己糖：戊糖和己糖（2）低聚糖低聚糖常常见的几种二糖有的几种二糖有 麦芽糖麦芽糖 (maltose)葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 蔗蔗 糖糖(sucrose)葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 乳乳 糖糖(lactose)葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖 能水解生成几分子（能水解生成几分子（2-10个）单糖的糖，各单糖之间借脱水缩

5、合的糖苷个）单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。键相连。(3)、多糖多糖 能水解生成多个分子能水解生成多个分子单糖的糖。糖的糖。常常见的多糖有的多糖有 淀淀 粉粉(starch)植物体内糖的植物体内糖的储存形式存形式 糖糖 原原(glycogen)动物体内以肝糖原和肌糖原的形式在肝物体内以肝糖原和肌糖原的形式在肝脏和肌和肌肉中肉中储存存 纤维素素 (cellulose)只存在于植物体内只存在于植物体内 葡萄糖是葡萄糖是这三者基本三者基本组成成单位位二、糖的立体化学vD-葡萄糖存在两个异构体，这两个异构体可以通过溶解再结晶过程能定量地互相转换。因为葡萄糖分子中的醛基与羟基可以反应形成环状

6、半缩醛结构，这时原醛基的碳原子成为手性碳原子，这个手性碳原子上的半缩醛羟基可以有两种空间取向，因此有两个异构体，称为-异构体与-异构体（其命名法见本节环状结构的表示方法），这两个异构体是端基差向异构体，按照成环规律，一般是葡萄糖C-4或C-5上的羟基与醛基形成半缩醛，这样可以形成五元环或六元环，把具有含氧五元杂环的糖称为呋喃糖，具有含氧六元杂环的糖称为吡喃糖，因为它们含有呋喃或吡喃环系。vD-葡萄糖形成下列的平衡体系，是在一定条件下建立起来的动态平衡。即环状的-与-异构体之间通过链形葡萄糖的互相转变、呋喃糖与吡喃糖之间通过链形葡萄糖的互相转变的动态平衡：1、以Fischer式表示天然常见糖如下

7、：单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构，即成呋喃糖和吡喃糖。具有六元环结构的糖吡喃糖（pyranose）具有五元环结构的糖呋喃糖（furanose）2糖的绝对构型（D、L）以-OH甘油醛为标准，将单糖分子的编号最大的不对称碳原子的构型与甘油醛作比较而命名分子构型的方法。Fischer式中最后第二个碳原子上-OH向右的为D型，向左的为L型。Haworth式中C5向上为D型，向下为L型。3Fischer与Haworth的转换及其相对构型从Fischer式看（C1与C5的相对构型）C1-OH与原C5（六碳糖）或C4（五碳糖）-OH，顺式为，反式为。从Haworth式看C1-OH与C5（或C4）上取代基之

8、间的关系：同侧为，异侧为。4、C-5的羟基与羰基结合，可以采用两种方式，如下所示：Haworth式的透视结构式中，D-型与L-型的区别在于C-6的CH2OH的方位，在平面上方的为D-型，在平面的下方的为L-型。-与-的区别在于半缩醛羟基的方位，半缩羟基与C-6的CH2OH在环的平面同一方为，不在平面同一方为。对于小于六碳的糖，以及有些糖中没有CH2OH基因，但其命名方法是类似的。三、糖苷的提取分离1、苷类（glycosides）是糖或糖的衍生物与另一非糖物质（称为苷元或配基）通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。2、提取、提取主要为溶剂法水、稀醇(1).糖类的提取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同

9、，而采用冷热水、冷热稀醇等条件。抑制水解酶：采集新鲜材料，迅速加热干燥，冷冻保存。(2).苷类分子的极性随着糖基的增多而增大。可根据其极性大小，来选择相适应的溶剂。A.先醇提后除杂B.先脱脂后醇提醇提离心提取液浓缩浓缩膏溶于水亲脂萃取不溶相萃取相不溶相粗品萃取相亲水萃取浓缩（正丁醇）3.苷分离(1).重金属盐沉淀法(2).分段沉淀法(3).氧化镁吸附法(4).层析法(1).重金属盐沉淀法铅盐沉淀法加2030中性醋酸铅溶液可获得酸性苷；加2030碱性醋酸铅溶液，中性苷能沉淀析出。钡盐沉淀法加氢氧化钡，中性苷可以沉淀析出，通入二氧化碳气体进行分解，滤去碳酸钡，将滤液蒸干后溶于乙醇，加乙醚沉淀出皂苷。(2).分段沉淀法利用苷难溶于乙醚、丙酮的性质进行分离。将苷溶于甲醇或乙醇中，逐渐加入数倍醇体积的乙醚、丙酮或乙醚丙酮(1:1)的混合溶剂至苷从醇溶液中析出为止。(3).氧化镁吸附法加氧化镁粉末于粗苷溶液中，水浴上蒸干，磨碎，用甲醇或乙醇回流提取(被吸附在氧化镁上的苷可以被热醇提取出来，而杂质仍留在氧化镁中)，浓缩提取液，冷置，苷即可析出；或将乙醚加入冷醇溶液中，也可析出。(4).层析法由于苷的极性较大，多用低活性的硅胶作支持物，用不同比例的氯仿-甲醇(-水)或其他极性较大的溶剂洗脱。Theend!