1、第三节 单糖的性质,一.物理性质 1. 旋光性： 含不对称C原子 单糖除二羟丙酮外，都有旋光性2. 变旋性： 含半缩醛羟基 或酮基,3.甜度： 多糖无甜味，果糖甜味最强4.溶解度： 单糖易溶于水,二.化学性质 1.氧化反应(即单糖的还原性) 2. 还原反应 3.成苷反应,由醛基、酮基决定,1. 氧化反应单糖含醛基或酮基，因而具有还原性。,葡萄糖3种 氧化方式,2. 还原反应单糖中的游离羰基可被还原成醇羟基。,木糖 木糖醇,O,3.成苷反应：,半缩醛上的羟基与其他含羟基的化合物失水成糖苷,糖苷键,糖苷,糖苷是很多中药的有效性成分。大多数糖苷易溶于水、乙醇、丙酮和其他有机溶剂。,三. 重要的单糖及
2、其衍生物,1.己糖葡萄糖、果糖2.戊糖核糖、L-阿拉伯糖3.糖苷,第四节 寡糖的结构和性质,一、二糖 寡糖中以二糖分布最为普遍，意义最大。,两分子单糖失水，通过糖苷键连接,结构：,1、 蔗糖,二、二糖的分类和性质,（1） 来源：甘蔗、菠萝 （2） 结构： 蔗糖 水解 葡萄糖+果糖 .（1 2）糖苷键 （3） 物理性质：白色晶体 ，果甜 （4） 化学性质： 无半缩醛OH，故无还原作用，也无变旋光现象。 ,1.蔗糖：,2、麦芽糖：,（1） 来源：麦芽 （2） 结构： 两分子葡萄糖缩合：失水而成 （14）糖苷键 （3） 物理性质：白色晶体 ，甜味仅次于蔗糖 （4） 化学性质： A 有半缩醛OH，故有
3、还原作用，也有变旋现象 B 与苯肼作用产生糖脎,3、乳糖：,（1） 来源：乳汁 （2） 结构：-D-葡萄糖 -D半乳糖 以（14）键型缩合 （3） 物理性质：白色晶体，味不甚甜 ，微溶于水 （4） 化学性质： A、 还原性 B、 与HNO3共同煮产生粘酸C 有半缩醛OH，故有还原作用，也有变旋现象,自然界中广泛存在的三糖(trisaccharide)仅有棉子糖(raffinose)，主要存在于棉籽、甜菜及大豆中，水解后产生D-葡萄糖、D-果糖及D-半乳糖。在蔗糖酶作用下，由棉子糖中分解出果糖而留下蜜二糖；在-半乳糖苷酶作用下，由棉子糖中分解出半乳糖而留下蔗糖。棉子糖的分子结构如下：,三、三糖,
4、半乳糖,葡萄糖,果糖,多糖(polysaccharides)是分子结构很复杂的碳水化合物，在植物体中占有很大部分。多糖可以分为两大类：一类是构成植物骨架结构的不溶性的多糖，如纤维素、半纤维素等，是构成细胞壁的主要成分；另一类是贮藏的营养物质，如淀粉、菊糖等。,第五节 多 糖,多糖是由许多单糖分子缩合而成的：由一种单糖分子缩合而成的如淀粉、糖原、纤维素等，称为同聚多糖；由几种不同单糖分子缩合而成的如半乳甘露糖胶、阿拉伯木糖胶等，称为杂聚多糖,1.淀粉,淀粉几乎存在于所有绿色植物的多数组织中。是植物中最重要的贮藏多糖，是禾谷类和豆科种子、马铃薯块茎和甘薯块根的主要成分，它是人类粮食及动物饲料的重要
5、来源。,一.同聚多糖,在植物体中，淀粉以淀粉粒状态存在，形状为球形、卵形，随植物种类不同而不同。即使是同种作物，淀粉含量也因品种、气候、土壤等条件变化而有所不同。,淀粉在酸和体内淀粉酶的作用下被降解，其最终水解产物为葡萄糖。这种降解过程是逐步进行的：淀粉红色糊精无色糊精 遇碘显 ： （紫蓝色） （红色）麦芽糖葡萄糖（不显色） （不显色）,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。,直链淀粉：以（14）糖苷键型缩合而成遇碘显紫兰色,1 4,1,6,1 4,支链淀粉：,因此直链和支链淀粉可以由碘的显色反应来区分,支链淀粉图,分支短链的长度平均为2430个葡萄糖残基,1
6、4,1,6,一个直链分子具有两个末端，一端存在一个C1半缩醛羟基， 为还原端，另一个端为非还原端。一个支链分子有1个还原端和n+1个非还原端。,一般淀粉都含有直链淀粉和支链淀粉。但在不同植物中，直链淀粉和支链淀粉所占的比例不同。即使是同一作物，品种不同二者的比例也不同，如糯玉米中几乎不含直链淀粉，全为支链淀粉。,不同植物的淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例,2.糖原,糖原是动物细胞中的主要多糖，是葡萄糖极容易利用的储藏形式。其作用与淀粉在植物中的作用一样，故有“动物淀粉”之称。,糖原中的大部分葡萄糖残基是以-1，4-糖苷键连结的，分支是以-1，6-糖苷键结合的，大约每10个残基中有一个键。糖原端基
7、含量占9%而支链淀粉为4%，故糖原的分支程度比支链淀粉约高1倍多。糖原的相对分子质量很高，约为5 000 000。它与碘作用显棕红色。,3.菊糖,菊糖是多聚果糖，菊糖中的果糖一律以D-呋喃糖的形式存在。菊科植物如菊芋、大丽花的根部，蒲公英、橡胶草等都含有菊糖，代替了一般植物的淀粉，因而也称为菊粉。菊糖分子中含有约30个 l，2-糖苷键连接的果糖残基。菊糖分子中除含果糖外，还含有葡萄糖。,菊糖不溶于冷水而溶于热水，因此，可以用热水提取，然后在低温(如0)下沉淀出来。菊糖具有还原性。淀粉酶不能水解菊糖，因此人和动物不能消化它。蔗糖酶可以以极慢的速度水解菊糖。,4.纤维素,纤维素是最丰富的有机化合物
8、，是植物中最广泛的骨架多糖，植物细胞壁和木材差不多有一半是由纤维素组成的。棉花是较纯的纤维素，它含纤维素高于90%。通常纤维素、半纤维素及木质素总是同时存在于植物细胞壁中。,植物纤维素不是均一的一种物质，粗纤维可以分为-纤维素、-纤维素和-纤维素三种。-纤维素不溶于17.5NaOH，它不是纯粹的纤维素，因为在其中含有其他聚糖(如甘露聚糖)； -纤维素溶于17.5NaOH，加酸中和后沉淀出来；-纤维素溶于碱而加酸不沉淀。这种差别大概是由于纤维素结构单位的结合程度和形状的不同。,实验证明，纤维素不溶于水，相对分子质量在50 000400 000，每分子纤维素含有3002 500个葡萄糖残基。葡萄糖
9、分子以-l，4-糖苷键连接而成。在酸的作用下完全水解纤维素的产物是-葡萄糖，部分水解时产生纤维二糖，说明纤维二糖是构成纤维素的基本单位。水解充分甲基化的纤维素则产生大量的2，3，6-三甲氧基葡萄糖，表明纤维素的分子没有分枝。,其分子结构如下：,纤维素,除反刍动物外，其他动物的口腔、胃、肠都不含纤维素酶，不能把纤维素水解，所以纤维素对人及动物都无营养价值，但有利于刺激肠胃蠕动，吸附食物，帮助消化。某些微生物、菌类、藻类及各种昆虫 ，特别是反刍动物胃中的细菌含有纤维素酶，能消化纤维素。近年来已筛选出富含纤维素酶的微生物，它们能将纤维素水解成纤维二糖和葡萄糖等。,5.半纤维素,半纤维素大量存在于植物
10、木质化部分，包括很多高分子的多糖中。可以用稀碱溶液提取，用稀酸水解，则产生己糖和戊糖，因此它们是多缩己糖（如多缩半乳糖和多缩甘露糖 ）和多缩戊糖（如多缩木糖和多缩阿拉伯糖）的混合物。,多缩戊糖及多缩己糖都是以 -l，4-糖苷键相连接的。多缩木糖的分子结构如下：,6.几丁质,几丁质，是一种N乙酰葡萄糖胺的同聚物(homopolymer)，为组成甲壳类的介壳(如虾、蟹)及昆虫类外骨胳的结构成分。 N乙酰葡萄糖胺以l，4糖苷键相连结。,二.杂聚多糖,果胶,果胶物质一般存在于初生细胞壁中。在水果如苹果、桔皮、柚皮及胡萝卜等中含量较多。果胶物质可分为三类，即原果胶、果胶及果胶酸。,(1) 原果胶(Pro
11、topectin) 原果胶不溶于水，主要存在于初生细胞壁中，特别是薄壁细胞及分生细胞的胞壁。苹果和桔皮最富含原果胶，后者可达干重的40。在水果成熟过程中，原果胶和果胶酸盐由酶的作用使两者由不溶解状变成溶解状的果胶，因而使水果由硬质的状态变成柔软的成熟状态。,(2) 果胶酯酸(pectinic acid) 果胶酯酸常呈不同程度的甲酯化，酯化范围在085之间。,果胶酯酸是水溶性的溶胶。酯化程度在45以下的果胶酯酸在饱和糖溶液中(6570)及在酸性条件下(pH值为3.13.5)形成凝胶(胶冻)，为制糖果、果酱等的重要物质，称为果胶(Pectin)。,（3）果胶酸(pectic acid) 果胶酸的主
12、要成分为多缩半乳糖醛酸，水解后产生半乳糖醛酸。植物细胞中胶层中含有果胶酸的钙盐和镁盐的混合物；它是细胞与细胞之间的粘合物，某些微生物(如白菜软腐病菌)能分泌分解果胶酸盐的酶，使细胞与细胞松开。植物器官的脱落也是由于中胶层中果胶酸的分解。,三.细菌多糖,肽聚糖,肽聚糖是细胞壁中的一种结合多糖，是由组成肽聚糖的单体聚合而成的大分子网状化合物。因其肽链不太长，故把这些聚合物叫做肽聚糖(peptidoglycan)。,肽聚糖的糖链是由N-乙酰葡萄糖胺(N-acetyl-D-glucosamine，简称NAG)及N-乙酰胞壁酸 (N-acetyl-muramic acid，简称NAMA)以-1，4糖苷键
13、组合而成的二糖。N-乙酰胞壁酸与N-乙酰葡萄糖胺以其C位的羟基与乳酸的- 羟基以醚键连接而成。在肽聚糖中，每个乳酸部分的羧基又与四肽相连，该四肽是由 L-丙氨酸、 D-异谷氨酰胺、L-赖氨酸、 D-丙氨酸所组成，,1.肽聚糖的结构:,1)、N-乙酰葡萄糖胺(G)和N-乙酰胞壁酸(M)通过-1.4糖苷键连接的双糖。 2)、胞壁酸上的四肽(L - Ala - D - Glu - L - Lys - D - Ala) 3)、肽桥:连接前后2个四肽尾的“桥梁”，种类繁多。,肽聚糖的单体由三部分组成：,肽聚糖结构的一部分 Ala：丙氨酸； Glu：谷氨酸； Gly：甘氨酸； Lys：赖氨酸,肽聚糖在免疫化学、植物病理学以及细胞的生长与分化等方面有很重要的研究价值。,
