1、,第十四章 碳水化合物,碳水化合物也叫糖，是多羟基醛、酮或其缩合物； 结构通式：Cn(H2O)m糖是一切生物能量的主要来源。,14.1 碳水化合物的分类,分为单糖、低聚糖和多糖。,糖类化合物的分类,按碳链长短分类：丙糖、丁糖、戊糖、己糖 按羰基类型分类：己醛糖（如：葡萄糖）、己酮糖（如：果糖）、戊醛糖（如：核糖） 按组成糖的最小单元数目分类：单糖（不能被简单水解为更小的糖类）寡糖（低聚糖，可被水解为 210 个单糖）多糖（可被水解为 n 个单糖）,结构特征：多羟基醛或酮 分子式：Cn(H2O)n 或 Cn(H2O)m,例：,D-(+) -葡萄糖,D-(-)-果糖,D-(-)-核糖,C6(H2O
2、)6,C6(H2O)6,C5(H2O)5,14.2单糖 分为醛糖和酮糖，自然界中五、六个碳原子最普遍 。,14.2.1 单糖的构型和命名 醛糖、酮糖 旋光异构体的数目：2n个，n为手性碳原子的个数， 相对构型，D-甘油醛为标准 。,糖类物质多用俗名。用D、L表示构型时，只考虑与羰基最远的那个手性碳原子的构型：,醛糖的旋光异构体个数为：2n-2；酮糖的旋光异构体个数为2n-3,己糖的结构,常用结构表达方式,4 个手性碳 16 个立体异构体(24)（8 对对映体）,D-(+)-葡萄糖,(2R, 3S, 4R, 5R)-2, 3, 4, 5, 6-五羟基己醛,己醛糖,例,己醛糖的立体异构体,只有D-
3、(+)-葡萄糖、 D-(+)-甘露糖、 D-(+)-半乳糖为天然糖类化合物,葡萄糖的变旋现象(Mutarotation),呋喃型葡萄糖含量：trace,解释,a-D-(+)-吡喃葡萄糖,b-D-(+)-吡喃葡萄糖,64 %,36 %,0.003%,D-(+)-葡萄糖,正常结晶,水,浓的水溶液,110oC结晶,晶体 A,晶体 B,mp: 146oC,mp: 150oC,水溶液,aD: +112o,水溶液,aD: +18.7o,放置,放置,aD: +52.7o,14.2.2 单糖的环形结构及其构象结晶状态的单糖以环形半缩醛(或半缩酮)的形式存在：,成环后，形成一个新的手性碳原子，新形成的羟基若与参
4、与成环的羟基在同一侧，叫做型，若两者在异侧，叫型：,葡萄糖的吡喃环形半缩醛：,吡喃型葡萄糖的透视式构象表示法：()将碳链放成水平；() 水平碳链向后弯； ()C4C5键轴旋转至羟基处于水平位置；羟基分两个方向对羰基亲核加成：,14.2.3 单糖的物理性质单糖都是无色晶体，有甜味，过饱和溶液：糖浆。变旋现象： D葡萄糖溶液：+112 o +52.7 o D葡萄糖溶液：+18.7 o +52.7 o,14.2.4 单糖的化学性质具有醇的性质和醛酮的性质：成醚、酯；氧化；加成等。 一氧化：酮糖和醛糖均可被托伦试剂、斐林试剂、本尼地试剂氧化，常用作单糖的定性和定量鉴定。溴水可氧化醛糖,二成脎反应：与过
5、量苯肼反应， C1,先生成苯腙；C2成脎，黄色晶体，用于鉴定：,与苯肼的加成及糖类的成脎反应,与葡萄糖反应产物相同 为什么？,三差向异构化：只有一个手性碳原子构型相反者，彼此成为差向异构体：,糖类化合物的差向异构体(epimer):,不能互变,互为差向异构体,互为差向异构体,可互变,四莫利施(Molish)试验糖的水溶液中加入萘酚的酒精溶液，沿试管壁小心地注入浓硫酸，不要摇动试管，在两层液面间可形成一个紫色环。用于鉴别糖类。 五成苷反应：半缩醛(酮)可继续和醇作用形成缩醛(酮)，糖的缩醛(酮)叫苷：,14.3双糖 一分子单糖的半缩醛和另一分子单糖的羟基形成的糖苷。 14.3.1还原性双糖 一分子单糖的半缩醛羟基和另一分子单糖的醇羟基成苷，保留半缩醛羟基。 这种糖苷仍具有单糖的性质：变旋现象、还原性、成脎。 一、麦芽糖和纤维二糖,二、乳糖： 葡萄糖和半乳糖形成的糖苷：,14.3.2非还原性双糖两个单糖的半缩醛羟基失水成苷，分子中不再含半缩醛羟基：,14.4 多糖 14.4.1 淀粉 葡萄糖以-1,4-糖苷键结合而成，分子内氢键使直链卷成螺旋状：,14.4.2 糖元：动物淀粉，存在与肝和肌肉中，遇碘显红色。 14.4.3 纤维素：葡萄糖以1,4糖苷键结合而成：,
