糖类化合物5学习.pptx

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1、定义：定义：糖是一类多羟基醛（或酮），或通过水解能产生这些醛酮的物质。mCO2+nH2O光叶绿素Cm(H2O)n xO2能量产生：第1页/共57页单糖 不能再被水解成为更简单糖分子的糖。糖多糖 水解后每一分子能生成10个以上单糖分 子的糖。例如淀粉、纤维素等都是多糖。低聚糖 水解后每一分子能生成210个单糖分 子的糖。例如二糖(蔗糖、麦芽糖等)、三糖等都是低聚糖。分类第2页/共57页例如，核糖是戊醛糖，葡萄糖是己醛糖，果糖是己酮糖等。根据分子中所含碳原子的数目分类醛糖酮糖根据分子的结构分类丙糖丁糖 戊糖己糖单糖第一节 单糖的结构第3页/共57页“糖化学之父”费歇尔（Fischer）德哈沃斯（H

2、aworth）英 一、单糖的开链结构和构型第4页/共57页1、单糖的构造（3）可与一分子NH2OH成肟；与一分子HCN加成 关于葡萄糖结构的推断：（1）元素定量分析：C6H12O6直链结构含一个醛基（5）与五分子乙酐作用成五乙酸酯。含五个羟基含一个羰基不饱和度：1第5页/共57页D-葡萄糖D-果糖 构造式第6页/共57页 除丙酮糖外，所有的单糖分子中都含有手性碳原子，因此有立体异构体。己醛糖分子中有四个手性碳原子，有24=16个立体异构体。葡萄糖是其中的一种。己酮糖分子中有三个手性碳原子，有23=8个旋光异构体，果糖是其中的一种。2、单糖的构型第7页/共57页(1)相对构型的确定 糖的相对构型

3、(D和L系列)是以D-(+)甘油醛和L-(-)甘油醛作为标准，将其进行与糖类化合物有关联的一系列反应联系，得到相应的糖类。19世纪末，20世纪初，费歇尔（EFischer）首先对糖进行了系统的研究，确定了葡萄糖的结构。葡萄糖的构型如下：第8页/共57页 凡离羰基最远的C*构型与D-甘油醛相同者为D型，反之为L型。*说明：D、L构型同旋光方向无关D(+)L(-)第9页/共57页 单糖的名称可用R/S标记法，表示时需要把每一个手性碳原子标记出来。如天然葡萄糖的名称是：（2R，3S，4R，5R）-2，3，4，5，6-五羟基己醛（2）构型的标记与表示法费歇尔投影式第10页/共57页第11页/共57页二

4、、单糖的环状结构和构象 实验事实：(1)葡萄糖不能与亚硫酸氢钠饱和水溶液反应。(2)葡萄糖与乙醇反应时，1mol葡萄糖仅与1mol乙醇而 不是2mol乙醇生成缩醛。(3)用新配置的葡萄糖水溶液测定其比旋光度，所得数值是+112。且随着时间的推移，比旋光度数值连续下降，直至降到+52.7才不发生变化。这种比旋光度会发生变化的现象，叫做变旋光现象。以上这些现象用开链式结构无法解释。1、单糖的环状结构第12页/共57页半缩醛第13页/共57页123456 在溶液中，单糖的开链式结构可通过分子内的半缩醛化反应，转化为环状结构。苷羟基苷羟基63 1 36第14页/共57页123456123456哈沃斯（

5、Haworth）透视式第15页/共57页6 5 4 3 2 1123456半缩醛化 一般把成环的C、O画成六（五）元环，“O”放 在后右上方。第16页/共57页异构体和异构体第17页/共57页第18页/共57页2、单糖的构象六元环状缩醛式称吡喃型结构五元环状缩醛式称呋喃型结构吡喃型D葡萄糖吡喃型D葡萄糖第19页/共57页第20页/共57页一、还原反应 实验室：NaBH4、Na-Hg齐等；工业上：采用催化加氢法。第二节 单糖的化学性质第21页/共57页应用：根据生成的糖醇是否具有旋光性来推测糖的构型例：一个D五碳糖经NaBH4还原得一无光学活性的糖醇，试推断其结构。？第22页/共57页1、溴水氧

6、化酮糖不与溴水反应，可用溴水来区别醛糖和酮糖。二、氧化反应 第23页/共57页 2、硝酸氧化 应用：根据生成的糖二酸是否具有旋光性来推测糖的构型例：D四碳糖HNO3内消旋酒石酸？第24页/共57页3、弱氧化剂氧化与托伦试剂、费林试剂反应第25页/共57页果糖能被Tollens弱氧化剂氧化？凡能被托伦试剂和费林试剂氧化的糖叫做还原糖。不能被氧化的糖叫做非还原糖。可以第26页/共57页4、高碘酸氧化氧化邻二醇及邻羟基醛、酮，反应定量进行HCOOHHCOOHHCOOHHCOOHHCOOHHCHO第27页/共57页三、糖脎的生成成脎反应是羟基醛、酮的性质第28页/共57页果糖果糖脎葡萄糖脎第29页/共

7、57页D葡萄糖D果糖D甘露糖苯肼D葡萄糖脎 糖脎都是不溶于水的亮黄色结晶体，不同的糖脎具有不同的结晶形态和熔点，因此可用糖脎的生成对糖进行鉴定。第30页/共57页四、苷的生成 苷由糖和非糖部分组成，非糖部分叫做糖苷配基或配糖基。糖基和配基之间连接的键（如O）称为苷键。苷是糖的环式结构中苷羟基的氢原子被烃基取代后形成的产物，也叫配糖体。苷羟基第31页/共57页糖基O配（糖）基苷键苷：R为烃基，也可为另一分子糖第32页/共57页第33页/共57页五、糖的递升法和递降法1、递升法 碳链的增长方法，是由低级糖 合成高级糖的方法。第34页/共57页*第35页/共57页2、递降法 从较高的醛糖合成较低级的

8、醛糖*第36页/共57页六碳醛糖：第三节 重要的单糖D系列 费歇尔，1902年诺贝尔化学奖D甘露糖，是葡萄糖的C2差向异构体差向异构体：在多手性中心分子中，只有一个手性中心的构型不同，其它手性中心的构型相同的异构体。第37页/共57页六碳酮糖D果糖第38页/共57页五碳糖：D核糖 D2脱氧核糖 第39页/共57页氨基糖：甲壳素 D2氨基葡萄糖的高聚物第40页/共57页维生素C 不是单糖，是内酯第41页/共57页例题：如何从四种D型戊糖的异构体中将（I）与其它三种区分开来？（I）（II）（III）（IV）第42页/共57页无旋光 无旋光第43页/共57页无旋光第44页/共57页练习题：两个D四碳

9、醛糖，生成同样的糖脎，但是将（I）和（II）用硝酸氧化时，（I）生成旋光活性的四碳二元酸。（II）生成无旋光活性的四碳二元酸。试推导（I）和（II）的结构。第45页/共57页第四节 双糖定义：单糖分子中的半缩醛羟基和另一单糖分子中的羟基失水而成的糖苷。纤维二糖：两分子葡萄糖脱一分子水而成蔗糖：一分子葡萄糖与一分子果糖脱一分子水而成麦芽糖：两分子葡萄糖脱一分子水而成第46页/共57页是非还原糖双糖的两种连接方式：1、两分子单糖通过半缩醛羟基脱水而成的糖苷。如：蔗糖第47页/共57页是还原糖2、一分子单糖的半缩醛羟基同另一单糖分子中的醇羟基脱水而成的糖苷。如：麦芽糖、纤维二糖第48页/共57页一、

10、蔗糖 非还原糖211，2苷键既是葡萄糖的果糖苷，也是果糖的葡萄糖苷第49页/共57页二、麦芽糖 还原糖14可用麦芽糖酶水解成两分子D葡萄糖注意：麦芽糖有两种构型，即，麦芽糖和麦芽糖1，4苷键第50页/共57页三、纤维二糖 还原糖可用苦杏仁酶水解成两分子D葡萄糖注意：纤维二糖有两种构型，即，纤维二糖和纤维二糖1，4苷键14第51页/共57页第五节 多糖 多糖是由许多单糖通过苷键连接起来的天然高分子化合物。没有变旋现象，无甜味、大多不溶于水代表物：纤维素和淀粉第52页/共57页一、纤维素1，4苷键第53页/共57页二、直链淀粉1，4苷键溶于热水，不是直线形，而是呈卷曲状。由分子内氢键作用的结果。二级结构第54页/共57页本章重点内容：1、重点掌握葡萄糖的开链式结构和环状结构2、重点掌握哈沃斯式的书写规则3、掌握一些概念：差向异构体、变旋现象、配糖物 配基等4、重点掌握单糖的化学性质5、掌握二糖的结构，1，4苷键，1，4苷键 的形成方式6、掌握纤维素、淀粉的结构第55页/共57页作业：P420 14-4 14-5 14-8第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页