很不錯的糖類PPT講義.ppt

1、,最初發(fā)現(xiàn)這類化合物都是由C、H、O三種元素組成，分子中H和O的比例是21，用通式Cn(H2O)m表示，稱為碳水化合物。,分類： 1、單糖 不能水解的多羥基醛或多羥基酮。 2、低聚糖 由210個單糖分子縮合成的糖類化合物。 也叫寡糖。 3、多糖 水解后可產(chǎn)生許多個單糖分子的糖類化合物。 也叫高聚糖。,定義： 糖類化合物是多羥基醛或多羥基酮以及水解后能生成多羥基醛或多羥基酮的化合物。,14 糖類化合物,14.1 單糖 14.2 糖苷 14.3 低聚糖 14.4 多糖,14 糖類化合物,按含碳原子的數(shù)目，單糖可分為丙糖、丁糖、戊糖和己糖等；根據(jù)分子中是含醛基還是酮基，單糖又可分為醛糖和酮糖。這兩種

2、分類方法常結(jié)合起來使用。,14.1 單糖,核糖 2-脫氧核糖 葡萄糖 果糖,戊醛糖 己醛糖 己酮糖,14 糖類化合物,分類,最簡單的單糖是丙醛糖和丙酮糖。除丙酮糖外，其它單糖分子都有旋光異構(gòu)體。,丙醛糖 丙酮糖,己醛糖 己酮糖,14 糖類化合物,單糖的旋光異構(gòu)體,24=16 23=8,旋光異構(gòu)體的數(shù)目 （2n）,D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛,一、單糖的構(gòu)型和標記法,在糖的化學中，采用D/L法標記單糖的構(gòu)型。 單糖構(gòu)型的確定以甘油醛為標準。,14 糖類化合物,距羰基最遠的手性碳與D-(+)-甘油醛的手性碳構(gòu)型相同時，為D型；與L-(-)-甘油醛構(gòu)型相同時，為L型。,自然界存在的單糖大多

3、是D型糖。,D型糖,D-(+)-甘油醛,14 糖類化合物,單糖構(gòu)型的確定：,L型糖,L-(-)-甘油醛,14 糖類化合物,單糖的幾種簡寫式:,D-葡萄糖 L-葡萄糖,D型糖與L型糖是對映體，根據(jù)D型糖可寫出相應的L型糖。,甘露糖 果糖,半乳糖,14 糖類化合物,問題的提出 (1) 不與飽和的NaHSO3溶液反應. (2) 僅與1摩爾CH3OH反應. 變旋光現(xiàn)象 (4) 在它們的紅外光譜中卻找不到羰基的特征峰值。,14 糖類化合物,二、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu),D-葡萄糖的變旋光現(xiàn)象(mutarotation),D-葡萄糖的變旋光現(xiàn)象，用其鏈狀結(jié)構(gòu)是無法解釋的。,14 糖類化合物,1. 單糖的變旋光現(xiàn)象和

4、氧環(huán)式結(jié)構(gòu),-D-葡萄糖和-D-葡萄糖，二者互稱異頭物。,-D-葡萄糖（63%） 0.1% -D-葡萄糖（37%）,物理及化學方法證明，結(jié)晶狀態(tài)的單糖是以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在的。,14 糖類化合物,-D-葡萄糖 -D-葡萄糖,葡萄糖的Haworth透視式,14 糖類化合物,左上右下,2、單糖的Haworth透視式,D-果糖,果糖的Haworth式,14 糖類化合物,判斷Haworth式發(fā)生旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)的方法,14 糖類化合物,D-葡萄糖,D-半乳糖,D-果糖,D-葡萄糖,六元環(huán)不是平面型的，透視式仍不能真實地反映單糖的三維空間結(jié)構(gòu)。吡喃糖六元環(huán)與環(huán)己烷相似，優(yōu)勢構(gòu)象也是椅式。,-D-半乳糖 -D-阿洛糖

5、,-D-葡萄糖 -D-葡萄糖,14 糖類化合物,3.單糖的構(gòu)象式,單糖都是無色結(jié)晶，有甜味，有吸濕性，在水中溶解度很大，能形成過飽和溶液糖漿。除丙酮糖外，單糖都有旋光性，大多數(shù)有變旋光現(xiàn)象。,三、單糖的物理性質(zhì),14 糖類化合物,四、單糖化學性質(zhì),單糖是多羥基醛或多羥基酮，具有醇和醛、酮的某些性質(zhì)。成酯、成醚、還原、氧化等。分子內(nèi)羥基和羰基的相互影響，還具有一些特殊的性質(zhì)。,單糖在水溶液中是以鏈式和環(huán)式平衡存在的，單糖的反應有的以環(huán)狀結(jié)構(gòu)進行，有的則以鏈式結(jié)構(gòu)進行。,1、異構(gòu)化,D-果糖,D-甘露糖,D-葡萄糖在堿溶液中,14 糖類化合物,酮糖不被溴水氧化, 可用溴水鑒別醛糖和酮糖。,單糖可被

6、多種氧化劑氧化，表現(xiàn)出還原性。,D-葡萄糖酸 D-葡萄糖二酸,D-葡萄糖醛酸,14 糖類化合物,2、氧化,(1) 酸性溶液中的氧化,醛糖和酮糖都可被Fehling試劑或Tollens試劑氧化。 能還原Fehling試劑或Tollens試劑的糖叫還原糖。所有的單糖都是還原糖。 ,(2) 堿性溶液中的氧化,醛糖或酮糖也能還原Benedict試劑。,14 糖類化合物,H2/Ni NaBH4 LiAlH4,還原產(chǎn)物叫糖醇,葡萄糖醇亦稱山梨醇,存在于許多水果中。,葡萄糖醇,14 糖類化合物,3、還原反應,單糖與苯肼作用，先羰基與苯肼生成苯腙；苯肼過量時，生成不溶于水的黃色結(jié)晶，叫糖脎。,（過量）,14

7、糖類化合物,苯肼,4、成脎反應,14 糖類化合物,醛糖或酮糖的成脎反應，都發(fā)生在C1和C2上。 同碳數(shù)的單糖，只是C1和C2 不同，其它C原子的構(gòu)型相同，與苯肼反應得到相同的脎。,14 糖類化合物,5、成酯反應,生物體內(nèi)，糖在酶的作用下形成一些單酯或二酯。其中最重要的是磷酸酯，它們在生物代謝過程中起著重要的作用。,14 糖類化合物,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1，6-二磷酸果糖,14 糖類化合物,甲基-D-葡萄糖苷,-苷鍵,-D-葡萄糖甲苷,單糖的半縮醛羥基(稱苷羥基)，與其他含羥基的化合物形成環(huán)狀縮醛，在糖化學中叫糖苷。,14 糖類化合物,6、成苷反應,糖苷中，非糖部分叫配

8、糖基，連接配糖基與糖苷基的鍵叫苷鍵。,7、甲基化,糖分子中的醇羥基，可進行甲基化成醚。 糖對堿敏感，醇羥基甲基化時，首先將糖轉(zhuǎn)化為糖苷，然后以硫酸二甲酯進行甲基化。,甲基-2，3，4，6-四-O-甲基-D-葡萄糖,14 糖類化合物,反應產(chǎn)物中甲氧基的性質(zhì)是不同的，以稀酸水解，只能除去C1上的甲氧基。,2，3，4，6-四-O-甲基-D-葡萄糖,14 糖類化合物,糖的甲基化在測定結(jié)構(gòu)時極為有用。,（1）Molisch反應 在糖的水溶液中，加入-萘酚的酒精溶液，試管傾斜，然后沿管壁滴入濃硫酸，在兩層液面之間會出現(xiàn)一個紫色環(huán)。又稱-萘酚反應，所有糖類都能發(fā)生這種顏色反應。 (2) Seliwanoff

9、反應 酮糖與濃鹽酸和間苯二酚反應，加熱很快生成紅色物質(zhì)，醛糖在同樣條件下不顯色。該反應可以區(qū)別醛糖和酮糖。又稱間苯二酚反應。 (3) 蒽酮反應 糖類化合物與蒽酮的濃硫酸溶液作用，生成綠色物質(zhì)?？梢远ㄐ远繙y定糖類。 (4) Bial反應 戊糖與5-甲基-1，3-苯二酚在濃鹽酸存在下反應，生成綠色物質(zhì)。是鑒別戊糖的一種方法。,14 糖類化合物,8、呈色反應,糖苷是無色的晶體，味苦，能溶于水及酒精，難溶于乙 醚，有旋光性，沒有變旋現(xiàn)象。糖苷無還原性，不能與苯肼成脎。糖苷同縮醛一樣，在堿性溶液中穩(wěn)定，在稀酸和酶的作用下，可水解成糖和非糖物質(zhì)。,水解后能生成氫氰酸的糖苷，稱為生氰糖苷(苦杏仁苷)。,水

10、楊苷,14 糖類化合物,14.2 糖苷,糖的半縮醛羥基與其它含羥基的化合物，形成的縮醛(或縮酮)叫糖苷。天然糖苷多為-型。,糖苷是單糖與醇、酚等含羥基的化合物形成的縮醛，如果含羥基的化合物是單糖，形成的就是雙糖。,麥芽糖、纖維二糖、乳糖,還原性雙糖具有一般單糖的性質(zhì)：有變旋現(xiàn)象和還原性，能與苯肼成脎。,14 糖類化合物,1、 還原性雙糖,14.3 雙糖(disaccharides),雙糖可分為還原性雙糖與非還原性雙糖兩類。,-1，4-苷鍵,麥芽糖,纖維二糖,-1，4-苷鍵,乳糖,由-半乳糖和葡萄糖以-1，4糖苷鍵形成的雙糖，成苷的部分是半乳糖。,14 糖類化合物,2、非還原性雙糖,-1，2-苷

11、鍵,蔗糖,非還原性雙糖相當于由兩個單糖的半縮醛羥基失水而成的，兩個單糖都成為苷，這樣的雙糖沒有變旋現(xiàn)象和還原性，也不與苯肼作用。,由兩個-D-葡萄糖的C1通過氧原子連接成的雙糖，分子中沒有半縮醛羥基。,海藻糖,14 糖類化合物,多糖是一類天然高分子化合物。水解后只生成一種單糖的稱同多糖，多于一種單糖的稱雜多糖。 多糖與單糖及低聚糖在性質(zhì)上有較大的區(qū)別，大多是不溶于水的非晶形固體，無甜味。 多糖沒有還原性和變旋光現(xiàn)象。,14 糖類化合物,14.4 多糖(polysaccharides) ,淀粉是植物體中儲藏的養(yǎng)分，存在于種子與塊莖中。 用-淀粉酶水解可得到麥芽糖；在酸的作用下，徹底水解為葡萄糖。

12、 淀粉是白色無定形粉末，由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。,直鏈淀粉遇碘顯藍色。,14 糖類化合物,1、淀粉,直鏈淀粉是葡萄糖以-1，4糖苷鍵結(jié)合成的鏈狀化合物，可被-淀粉酶水解為麥芽糖。 支鏈淀粉葡萄糖分子間除以-1，4糖苷鍵相連外，還有以-1，6糖苷鍵相連的。支鏈淀粉帶有分支，大約相隔20個葡萄糖單位有一個分支。,14 糖類化合物,直鏈淀粉, 糖原是動物體內(nèi)儲藏的糖類化合物，主要存在于肝臟和肌肉中。也叫動物淀粉。 糖原也是由葡萄糖組成的，結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉相似，但分支程度比支鏈淀粉要高。 糖原是動物體能量的主要來源，葡萄糖在血液中的含量較高時，就結(jié)合成糖原儲存于肝臟中，當血液中含糖量降低時，就分解為葡萄糖而供給機體能量。 糖原是無色粉末，溶于水