第三章糖和苷類化合物

1、第三章糖和苷類化合物內(nèi)容提要內(nèi)容提要 一、糖類化合物一、糖類化合物 二、苷類化合物二、苷類化合物第一節(jié)第一節(jié) 糖類化合物糖類化合物 一、糖的概念及分類一、糖的概念及分類 糖類有又稱為糖類有又稱為碳水化合物碳水化合物，是，是多羥基醛多羥基醛或多或多羥基酮羥基酮類化合類化合物及其聚合物。物及其聚合物。 生物活性：生物活性：1、作為生物的能量物質(zhì)（淀粉、麥芽糖、葡、作為生物的能量物質(zhì)（淀粉、麥芽糖、葡 萄萄糖）和植物骨架成分（纖維素）。糖）和植物骨架成分（纖維素）。 2、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。 3、抗腫瘤（細(xì)胞識(shí)別、抗腫瘤（細(xì)胞識(shí)別糖蛋白）糖蛋白）注意：注意：不是所有的糖都是甜的（淀

2、粉、纖維素），甜的不是所有的糖都是甜的（淀粉、纖維素），甜的物質(zhì)也不一定都是糖物質(zhì)也不一定都是糖(糖精鈉、甜蜜素等糖精鈉、甜蜜素等)糖類化合物可以分為糖類化合物可以分為三類三類：?jiǎn)翁菃翁恰⒌途厶堑途厶羌凹岸嗵嵌嗵?概念：概念：不能水解不能水解的糖類，是組成其他糖類成分及糖類衍生物的的糖類，是組成其他糖類成分及糖類衍生物的基本單位基本單位。數(shù)目：數(shù)目：200多種。多種。常見(jiàn)的單糖為五碳糖及六碳糖。常見(jiàn)的單糖為五碳糖及六碳糖。常見(jiàn)單糖的縮寫：常見(jiàn)單糖的縮寫：glu（glc）葡萄糖，葡萄糖，rha鼠李糖，鼠李糖，gal半乳糖，半乳糖，fru果糖，果糖，ara阿拉伯糖阿拉伯糖結(jié)構(gòu)見(jiàn)課本結(jié)構(gòu)見(jiàn)課本P38

3、頁(yè)頁(yè)Haworth式式（一）單糖（一）單糖單糖的單糖的FischerFischer投影式投影式 概念：由概念：由29個(gè)單糖聚合形成的糖類物質(zhì)。按含有單糖的個(gè)數(shù)可個(gè)單糖聚合形成的糖類物質(zhì)。按含有單糖的個(gè)數(shù)可分為二糖、三糖和四糖等、低聚糖亦可分為還原糖和非還原性分為二糖、三糖和四糖等、低聚糖亦可分為還原糖和非還原性糖。糖。（二）低聚糖（寡糖）（二）低聚糖（寡糖）乳糖：一分子乳糖：一分子半乳糖半乳糖與一分子與一分子葡萄糖葡萄糖以以-1,4糖苷鍵糖苷鍵連接形成，屬于連接形成，屬于二糖二糖棉子糖：一分子棉子糖：一分子半乳糖半乳糖與一分子與一分子葡萄葡萄糖糖及一分子果糖連接形成，屬于及一分子果糖連接形成，

4、屬于三糖三糖概念：由概念：由9個(gè)個(gè)以上的以上的單糖單糖聚合形成的糖稱為多糖。聚合形成的糖稱為多糖。常見(jiàn)的多糖有：淀粉、纖維素、果膠等。常見(jiàn)的多糖有：淀粉、纖維素、果膠等。多糖的生物活性較為豐富，如：多糖的生物活性較為豐富，如：抗腫瘤（香菇多糖）抗腫瘤（香菇多糖）增強(qiáng)免疫性（人參多糖、黃芪多糖）增強(qiáng)免疫性（人參多糖、黃芪多糖）抗血栓、調(diào)節(jié)血脂（茶葉多糖）抗血栓、調(diào)節(jié)血脂（茶葉多糖）（三）多糖（三）多糖 二、糖類化合物的理化性質(zhì)二、糖類化合物的理化性質(zhì)（一）性狀（一）性狀 單糖：無(wú)色或白色單糖：無(wú)色或白色結(jié)晶結(jié)晶。多數(shù)味。多數(shù)味甜甜 多糖：無(wú)定型多糖：無(wú)定型粉末粉末。多數(shù)。多數(shù)無(wú)味無(wú)味單糖及具有半

5、縮醛羥基的低聚糖通常具有單糖及具有半縮醛羥基的低聚糖通常具有旋光性旋光性。背景知識(shí)：背景知識(shí)：旋光性：旋光性：當(dāng)普通光通過(guò)一個(gè)偏振的透鏡或尼科爾棱鏡時(shí)，一部分光就被擋住了，只有振動(dòng)方向當(dāng)普通光通過(guò)一個(gè)偏振的透鏡或尼科爾棱鏡時(shí)，一部分光就被擋住了，只有振動(dòng)方向與棱鏡晶軸平行的光才能通過(guò)。這種只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光稱為平面偏振光，簡(jiǎn)稱偏振光。偏與棱鏡晶軸平行的光才能通過(guò)。這種只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光稱為平面偏振光，簡(jiǎn)稱偏振光。偏振光的振動(dòng)面在化學(xué)上習(xí)慣稱為偏振面。當(dāng)平面偏振光通過(guò)手性化合物溶液后，偏振面的方向就振光的振動(dòng)面在化學(xué)上習(xí)慣稱為偏振面。當(dāng)平面偏振光通過(guò)手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋轉(zhuǎn)

6、了一個(gè)角度。這種能使偏振面旋轉(zhuǎn)的性能稱為旋光性。手性分子中，內(nèi)消旋體不具備旋光被旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度。這種能使偏振面旋轉(zhuǎn)的性能稱為旋光性。手性分子中，內(nèi)消旋體不具備旋光性、外消旋體分離單體后具備旋光性。性、外消旋體分離單體后具備旋光性。 單糖含有大量的羥基（單糖含有大量的羥基（-OH），故分子極性大，），故分子極性大，易易溶于溶于水水中，中，但但難溶難溶于于乙醇乙醇等等極性有機(jī)溶劑極性有機(jī)溶劑中，中，不溶不溶于于親脂性有機(jī)溶劑親脂性有機(jī)溶劑中。中。（二）溶解性（二）溶解性 復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：1、親水性有機(jī)溶劑及親脂性有機(jī)溶劑有哪些？、親水性有機(jī)溶劑及親脂性有機(jī)溶劑有哪些？ 2、請(qǐng)將常見(jiàn)的十種溶劑的極性由小

7、到大進(jìn)行排序。、請(qǐng)將常見(jiàn)的十種溶劑的極性由小到大進(jìn)行排序。1、還原性還原性：可被一些特殊的試劑氧化，試劑本身被還原。常見(jiàn)的：可被一些特殊的試劑氧化，試劑本身被還原。常見(jiàn)的還原性糖類有葡萄糖（單糖）、麥芽糖（二糖）、半乳糖（單還原性糖類有葡萄糖（單糖）、麥芽糖（二糖）、半乳糖（單糖）、乳糖（二糖）等。但是糖）、乳糖（二糖）等。但是蔗糖（二糖）不是還原糖蔗糖（二糖）不是還原糖。 故根據(jù)糖是否具有還原性可將糖類物質(zhì)分為故根據(jù)糖是否具有還原性可將糖類物質(zhì)分為還原糖還原糖和和非還原糖非還原糖2、水解性水解性：對(duì)于低聚糖（寡糖）及多糖而言，在一定條件下，均：對(duì)于低聚糖（寡糖）及多糖而言，在一定條件下，均可

8、發(fā)生水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物為小分子的可發(fā)生水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物為小分子的單糖單糖、單糖衍生物單糖衍生物或或單單糖及低聚糖的混合物糖及低聚糖的混合物。 第二節(jié)及生物化學(xué)淀粉降解重點(diǎn)！第二節(jié)及生物化學(xué)淀粉降解重點(diǎn)?。ㄈ┗瘜W(xué)性質(zhì)（三）化學(xué)性質(zhì) 三、糖類化合物的提取與檢識(shí)三、糖類化合物的提取與檢識(shí)（一）提取（一）提取 提取單糖、低聚糖是常用水或稀醇作為溶劑；提取多糖則提取單糖、低聚糖是常用水或稀醇作為溶劑；提取多糖則常用水或稀酸（適用于常用水或稀酸（適用于氨基糖氨基糖）、稀堿（適用于）、稀堿（適用于酸性多糖酸性多糖）。）。分離方法：水溶分離方法：水溶醇沉法。醇沉法。在提取、分離其他成分時(shí)，多糖常常被視為在

9、提取、分離其他成分時(shí)，多糖常常被視為雜質(zhì)雜質(zhì)，常用的除去方，常用的除去方法為乙醇沉淀法，鉛鹽沉淀法等。法為乙醇沉淀法，鉛鹽沉淀法等。透析法透析法（了解）（了解）1、斐林（、斐林（Fehling）試劑反應(yīng)：）試劑反應(yīng)：還原性糖（醛基）還原性糖（醛基）+新制新制Cu(OH)2（藍(lán)色）（藍(lán)色）羧基羧基+Cu2O（磚紅色磚紅色）+H2O該反應(yīng)須在堿性環(huán)境和加熱中進(jìn)行該反應(yīng)須在堿性環(huán)境和加熱中進(jìn)行適用范圍：檢測(cè)適用范圍：檢測(cè)還原性單糖還原性單糖及及低聚糖低聚糖。（如：。（如：glu，麥芽糖等），麥芽糖等）（二）檢識(shí)（二）檢識(shí)2、多倫（、多倫（Tollen）試劑反應(yīng)（銀鏡反應(yīng)）試劑反應(yīng)（銀鏡反應(yīng)）該反應(yīng)也

10、需要在堿性環(huán)境和該反應(yīng)也需要在堿性環(huán)境和水浴水浴加熱中進(jìn)行加熱中進(jìn)行適用范圍：同斐林反應(yīng)適用范圍：同斐林反應(yīng)還原性糖（醛基）還原性糖（醛基）+AgNO3+NaOH羧酸銨鹽羧酸銨鹽+Ag3、莫立許（、莫立許（Molish）試劑反應(yīng)（糠醛反應(yīng)）試劑反應(yīng)（糠醛反應(yīng)）操作步驟：操作步驟：1、在供試液中加入幾滴、在供試液中加入幾滴萘酚乙醇溶液萘酚乙醇溶液并搖勻。并搖勻。 2、沿試管壁緩慢加入適量、沿試管壁緩慢加入適量濃硫酸濃硫酸。禁止震搖禁止震搖！ 3、看兩液層交界面是否出現(xiàn)、看兩液層交界面是否出現(xiàn)紫紅色環(huán)紫紅色環(huán)。適用范圍：可用于適用范圍：可用于單糖單糖、多糖多糖、苷苷，苷元苷元及及苷糖苷糖的鑒別，是

11、一種的鑒別，是一種比較比較廣譜廣譜的糖類檢測(cè)試劑。的糖類檢測(cè)試劑。第二節(jié)第二節(jié) 苷類化合物苷類化合物一、苷的概念及分類一、苷的概念及分類 苷類有又稱為苷類有又稱為配糖體配糖體，是，是糖糖或或多糖的衍生物多糖的衍生物的的半半縮醛羥基縮醛羥基與與非糖物質(zhì)非糖物質(zhì)脫水縮合脫水縮合形成的一類化合物。形成的一類化合物。脫水縮合脫水縮合：一個(gè)分子的：一個(gè)分子的羧基上的羥基羧基上的羥基或或Ar-OH與與另外一個(gè)分子羥基上的氫另外一個(gè)分子羥基上的氫結(jié)合形成一個(gè)結(jié)合形成一個(gè)水水（H2O）分子，從而使兩個(gè)分子連接形成一個(gè)）分子，從而使兩個(gè)分子連接形成一個(gè)新分子的過(guò)程。新分子的過(guò)程。苷類的分類苷類的分類原生苷：原生

12、苷：次生苷：次生苷：天然的原生結(jié)構(gòu)天然的原生結(jié)構(gòu)原生苷脫掉一部分糖得到的原生苷脫掉一部分糖得到的產(chǎn)物產(chǎn)物苷類的組成：由兩部分組成，糖部分稱為苷類的組成：由兩部分組成，糖部分稱為苷糖苷糖，非糖部分稱為非糖部分稱為苷元苷元。苷類的結(jié)構(gòu)苷類的結(jié)構(gòu)苷鍵類別苷鍵類別氧苷（氧苷（O-苷）苷）硫苷（硫苷（S-苷）苷）氮苷（氮苷（N-苷）苷）碳苷（碳苷（C-苷）苷）具體結(jié)構(gòu)類型具體結(jié)構(gòu)類型見(jiàn)教科書見(jiàn)教科書P41P41頁(yè)表頁(yè)表3-13-1二、苷類化合物的理化性質(zhì)二、苷類化合物的理化性質(zhì) （一）一般性質(zhì)（一）一般性質(zhì) 苷類一般為苷類一般為無(wú)定型粉末無(wú)定型粉末，具有一定的，具有一定的吸濕性吸濕性。味道為。味道為無(wú)味

13、無(wú)味，苦味苦味，辛辣味辛辣味或或甜味甜味。 苷類具有苷類具有旋光性旋光性，且一般為，且一般為左旋體左旋體。水解后由于生成單糖而。水解后由于生成單糖而出現(xiàn)出現(xiàn)右旋光性右旋光性，同時(shí)具有了還原性（，同時(shí)具有了還原性（苷糖為還原糖時(shí)苷糖為還原糖時(shí)）。）。 （二）溶解性（二）溶解性 可溶于可溶于水水或或親水性有機(jī)溶劑親水性有機(jī)溶劑，難溶或不溶于，難溶或不溶于親脂性有機(jī)溶劑親脂性有機(jī)溶劑。 影響苷類的溶解性因素：影響苷類的溶解性因素：苷元結(jié)構(gòu)苷元結(jié)構(gòu)、苷糖取代數(shù)目苷糖取代數(shù)目、苷鍵類別苷鍵類別（三）水解性（三）水解性 苷類物質(zhì)的水解主要有苷類物質(zhì)的水解主要有酸催化水解酸催化水解、酶催化水解酶催化水解和和

14、堿催化水堿催化水解解三種方式。三種方式。1 1、酸催化水解、酸催化水解苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu)，易為苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu)，易為稀酸催化水解稀酸催化水解。反應(yīng)一般在反應(yīng)一般在水或稀醇溶液水或稀醇溶液中進(jìn)行。中進(jìn)行。常用的常用的酸有酸有HCl, HHCl, H2 2SOSO4 4, , 乙酸和甲酸乙酸和甲酸等。等。酸水解特點(diǎn)：酸水解特點(diǎn)：對(duì)糖苷鍵無(wú)選擇性對(duì)糖苷鍵無(wú)選擇性，反應(yīng)劇烈而徹底反應(yīng)劇烈而徹底，產(chǎn)物，產(chǎn)物為為苷元苷元及及苷糖苷糖。水解難易順序：碳苷水解難易順序：碳苷 硫苷硫苷 氧苷氧苷 氮苷氮苷2 2、酶催化水解、酶催化水解反應(yīng)一般在反應(yīng)一般在5050以下以下的的水環(huán)境水環(huán)境中進(jìn)行，反應(yīng)條件中進(jìn)行，反應(yīng)

15、條件溫和溫和。常用的催化劑一般均為常用的催化劑一般均為酶類。酶類。酶水解特點(diǎn)：酶水解特點(diǎn)：對(duì)苷的水解部位有較高的選擇性，酶的專屬對(duì)苷的水解部位有較高的選擇性，酶的專屬性高性高，反應(yīng)較為溫和反應(yīng)較為溫和，產(chǎn)物為，產(chǎn)物為次生苷次生苷及及苷糖苷糖。 常用的苷鍵水解酶：常用的苷鍵水解酶： 轉(zhuǎn)化糖酶轉(zhuǎn)化糖酶水解水解-果糖苷鍵果糖苷鍵 麥芽糖酶麥芽糖酶水解水解-D-D-葡萄糖苷鍵葡萄糖苷鍵 纖維素酶纖維素酶水解水解- D- D-葡萄糖苷鍵葡萄糖苷鍵 杏仁苷酶水解杏仁苷酶水解-六碳醛糖苷鍵六碳醛糖苷鍵 芥子苷酶水解芥子苷鍵（芥子苷酶水解芥子苷鍵（S S苷鍵）苷鍵）3 3、堿催化水解（了解）、堿催化水解（了解）通常苷鍵對(duì)堿穩(wěn)定，不易被堿水解。通常苷鍵對(duì)堿穩(wěn)定，不易被堿水解。而而酯苷酯苷、酚苷酚苷、與、與羰基共軛的烯醇苷羰基共軛的烯醇苷、苷鍵苷鍵位有吸電子基位有吸電子基團(tuán)的苷?qǐng)F(tuán)的苷易被堿水解。易被堿水解。C C2 2-OH-OH與苷鍵成與苷鍵成反式反式易于堿水解，得到易于堿水解，得到1,6-1,6-糖酐；成糖酐；成順式順式則得則得到正常的糖。到正常的糖。三、苷類化合物的提取與檢識(shí)三、苷類化合物的提取與檢識(shí) （一）原生苷的提?。ㄒ唬┰盏奶崛?提取原生苷多以提取原生苷多以水水或或乙醇乙醇作為溶劑。作為溶劑。注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1、提取原生苷時(shí)，應(yīng)抑制