《c13碳水化合物》PPT課件.ppt

1、第十三章 碳水化合物,Carbohydrates,碳水化合物也叫糖，是多羥基醛、酮或其縮合物，由碳、氫、氧三種元素組成，而且分子中氫和氧的比例為2：1，可以用通式Cn(H2O)m來(lái)表示。,特殊：鼠李糖（C6H12O5） 屬于 乙酸（C2H4O2） 不屬于,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,碳水化合物,糖是一切生物能量的主要來(lái)源。動(dòng)物和植物通過(guò)如下的循環(huán)維持了二氧化碳與氧的平衡,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,植物光合作用 動(dòng)物呼吸作用,單糖：不能水解的多羥基醛酮 寡糖（低聚糖）：能分解為2-10個(gè)單糖 多糖：一分

2、子能分解為及百以至幾千個(gè)單糖,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,分類,13.1單糖 分為醛糖和酮糖，自然界中五、六個(gè)碳原子最普遍,丁醛糖 丁酮糖 戊醛糖 戊酮糖 已醛糖 已酮糖,相應(yīng)的醛糖和酮糖是同分異構(gòu)體,13.1.1 單糖的構(gòu)型和命名 用費(fèi)歇爾投影式表示,如D-葡萄糖 旋光異構(gòu)體的數(shù)目：2n個(gè)，n為手性碳原子的個(gè)數(shù),相對(duì)構(gòu)型(D,L構(gòu)型) D-甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)最簡(jiǎn)單的單糖是2,3-二羥基丙醛（甘油醛）。甘油醛有一個(gè)手性碳原子，有一對(duì)對(duì)映體，其費(fèi)歇爾投影式和名稱如下,相對(duì)構(gòu)型與絕對(duì)構(gòu)型,D-（+）-甘油醛 L-（-）-甘油醛,Organic Chemist

3、ry WENZHOU UNIVERSITY,D-(-)-乳酸 L-（+）-乳酸,由于這種構(gòu)型是人為規(guī)定的,并不是實(shí)際測(cè)出來(lái)的,所以叫做相對(duì)構(gòu)型,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,D,L構(gòu)型只適用于具有上述結(jié)構(gòu)的化合物,即只考慮一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型,近年來(lái)經(jīng)常采用R,S標(biāo)記法,糖類物質(zhì)多用俗名。用D、L表示構(gòu)型時(shí)，只考慮與羰基最遠(yuǎn)的那個(gè)手性碳原子的構(gòu)型,醛糖的旋光異構(gòu)體個(gè)數(shù)為：2n-2；酮糖的旋光異構(gòu)體個(gè)數(shù)為2n-3,碳鏈的增長(zhǎng),表 13-1 醛糖的D型異構(gòu)體,表 132 酮糖的D型異構(gòu)體,對(duì)映異構(gòu)體和非對(duì)映異構(gòu)體：,問(wèn)題的提出,D-葡萄糖在不同條件下結(jié)晶

4、，得到2種晶體 a-型 mp 146，aD +112.2 b-型 mp 150，aD +18.7 葡萄糖溶液存在變旋光現(xiàn)象 a-型 aD +112.2 +52.7 NMR, IR譜沒(méi)有-CHO的特征峰 可以和Fehling, Tollen 試劑反應(yīng)，但不與NaHSO3加成。 形成縮醛時(shí)只需要一分子醇。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,13.1.2 單糖的環(huán)形結(jié)構(gòu),變旋光現(xiàn)象,一個(gè)有旋光性的化合物，在溶液中其旋光發(fā)生變化，最終達(dá)到一個(gè)固定的值。,結(jié)晶狀態(tài)的單糖以環(huán)形半縮醛(或半縮酮)的形式存在,成環(huán)后，形成一個(gè)新的手性碳原子，新形成的羥基若與參與成環(huán)的羥

5、基在同一側(cè)，叫做型，若兩者在異側(cè)，叫型,葡萄糖的吡喃環(huán)形半縮醛,果糖的吡喃環(huán)形半縮醛和呋喃環(huán)形半縮醛,吡喃型葡萄糖的透視式構(gòu)象表示法：()將碳鏈放成水平；() 水平碳鏈向后彎； ()C4C5鍵軸旋轉(zhuǎn)至羥基處于水平位置；羥基分兩個(gè)方向?qū)︳驶H核加成,123456,以上透視式也稱為哈武斯(Haworth)式,課堂練習(xí) 寫出D-果糖吡喃型的透視式,果糖呋喃型異構(gòu)體的透視式為,吡喃型葡萄糖的三維空間結(jié)構(gòu)，椅式構(gòu)象,13.1.3 單糖的物理性質(zhì) 單糖都是無(wú)色晶體，有甜味，過(guò)飽和溶液：糖漿。變旋現(xiàn)象 D葡萄糖溶液：+112 o +52.7 o D葡萄糖溶液：+18.7 o +52.7 o,13.1.4 單

6、糖的化學(xué)性質(zhì) 具有醇的性質(zhì)和醛酮的性質(zhì)：成醚、酯；氧化；加成等。 一 氧化 酮糖和醛糖均可被托倫試劑、斐林試劑、本尼地試劑氧化，常用作單糖的定性和定量鑒定。溴水只氧化醛糖,不氧化酮糖,可用來(lái)鑒別醛、酮,被HIO4所氧化,二成脎反應(yīng)（單糖與苯肼作用） 與過(guò)量苯肼反應(yīng)， C1先生成苯腙；C2成脎，黃色晶體，用于鑒定,三差向異構(gòu)化只有一個(gè)手性碳原子構(gòu)型相反者，彼此成為差向異構(gòu)體：,四莫利施(Molish)試驗(yàn) 糖的水溶液中加入萘酚的酒精溶液，沿試管壁小心地注入濃硫酸，不要搖動(dòng)試管，在兩層液面間可形成一個(gè)紫色環(huán)。用于鑒別糖類。 五成苷反應(yīng)半縮醛(酮)可繼續(xù)和醇作用形成縮醛(酮)，糖的縮醛(酮)叫苷,六

7、甲基化,甲基-D-葡萄糖苷 甲基-2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖苷,糖的甲基化在測(cè)定結(jié)構(gòu)時(shí)極為有用,2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖,1 2 34 56,七還原,13.1.5 重要的單糖,1 D-核糖及D-2-脫氧核糖 核糖核酸及脫氧核糖核酸的重要組分,-D-核糖 D-核糖 - D-核糖,-D-2-脫氧核糖 D-2-脫氧核糖 - D-2-脫氧核糖,D-葡萄糖(右旋糖) 甜度約為蔗糖的 70% D-果糖(左旋糖) 最甜的一個(gè)糖,13.2.1還原性雙糖 一分子單糖的半縮醛羥基和另一分子單糖的醇羥基成苷，保留半縮醛羥基。這種糖苷仍具有單糖的性質(zhì)：變旋現(xiàn)象、還原性、成脎。,13.2 雙糖 一分子單糖的半縮醛和另一分子單糖的羥基形成的糖苷,分為還原性雙糖和非還原性雙糖,重要的還原性雙糖有:麥牙糖和纖維二糖;乳糖,一 麥牙糖和纖維二糖,二 乳糖 葡萄糖和半乳糖形成的糖苷,13.2.2 非還原性雙糖 兩個(gè)單糖的半縮醛羥基失水成苷，分子中不再含半縮醛羥基,如蔗糖,13.3 多糖(淀粉、糖原、纖維素、半纖維素) 13.3.1 淀粉 葡萄糖以-1,4-糖苷鍵結(jié)合而成，分子內(nèi)氫鍵使直鏈卷成螺旋狀,13.3.2 糖元：動(dòng)物淀粉，存在與肝和肌肉中，遇碘顯紅色。 13.3.3 纖維素：葡萄