有机。第十九章 碳水化合物.ppt

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1、主讲人：弓巧娟课时：6课时第十九章碳水化合物carbohydrates授课内容§19.1碳水化合物的分类§19.2单糖§19.2.1单糖的构型和标记法§19.2.2单糖的氧环式结构§19.2.3单糖的构象§19.2.4单糖的化学性质§19.2.5脱氧糖§19.2.6氨基糖§19.3二糖§19.3.1蔗糖§19.3.2麦芽糖§19.3.3纤维二糖§19.4多糖§19.4.1淀粉（starch）§19.4.2纤维素（cellulose）碳水化合物(Carbohydrates)又称为糖(sugars或saccharides),由C、O、H三种元素组成。19.1碳水化合物的分类一

2、、概况碳水化合物是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。大多数碳水化合物分子式都符合通式：Cm(H2O)n碳水化合物可根据分子的大小分为三类：二、分类1.单糖：本身为多羟基醛酮，不能水解为更简单的糖。如葡萄糖、果糖等。单糖一般是结晶固体，能溶于水，绝大多数单糖有甜味。2.低聚糖：能水解为2－10个单糖的碳水化合物。如麦芽糖、蔗糖等都是二糖。低聚糖仍有甜味，能形成晶体，可溶于水。3.多糖：能水解生成10个以上单糖的碳水化合物。一般天然多糖能水解生成100－300个单糖。如淀粉、纤维素等都是多糖。多糖没有甜味，不能形成晶

3、体（为无定形固体），难溶于水。三、结构从结构上看，碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮，以及能水解生成多羟基醛或多羟基酮的一类化合物。如葡萄糖（glucose）:分子式：C6H12O6C6(H2O)6结构式与分子模型：19.2单糖（monosaccharide）19.2.1单糖的构型和标记法1.按C原子个数分类:丙糖、丁糖、戊糖、己糖一、分类2.按羰基的性质分类：醛糖(aldoses)、酮糖(ketoses)。比如：说明：相同C数的醛糖和酮糖互为同分异构体。强调：自然界发现的单糖，主要是戊糖和己糖。最重要的戊糖是核糖，己糖是葡萄糖和果糖。二、单糖的构型和标记单糖构型的确定是以甘

4、油醛为标准的。D–(+)–甘油醛**L–(–)–甘油醛1.方法一凡由D–(+)–甘油醛经过增碳反应转变成的醛糖称为D型；凡由L–(+)–甘油醛经过增碳反应转变成的醛糖称为L型。2.方法二单糖分子中距离羰基最远的手性碳原子与D-(+)-甘油醛的手性碳原子构型相同时，称为D型糖；反之，称为L型。注意：D、L只表示构型，(+)、(-)表示旋光方向，两者之间没有必然的联系。这一点从下面D-醛糖的构型和名称中也可看出：19.2.2单糖的氧环式结构一、变旋光现象实验事实：D–(+)–葡萄糖的变旋光现象物理性质晶体1晶体2mp/℃146150在水中的溶解(g/100mL)82(25℃)

5、154(15℃)[α]D+112.2°+19°D–(+)–葡萄糖水溶液：[α]D–52.5°解释：溶液中主要以环状结构（半缩醛）存在，增加了一个手性碳，有两种异构体（α，β），形成一动态平衡。新配制的单糖溶液，随时间的变化，其比旋光度会逐渐增加或减小，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光现象。概念：二、氧环式结构α–D–(+)–葡萄糖mp146℃[α]D=+112°β–D–(+)–葡萄糖mp150℃[α]D=+19°Fischer投影式Haworth式1.氧环式结构的形成与表示：以D–(+)–葡萄糖为例2.六元环半缩醛的Haworth式的形成过程顺时针旋转成水平线12345

6、弯曲成环状形式旋转C4-C5键C5上羟基靠近醛基3.差向异构体：α型和β型半缩醛的碳原子（氧环式比开链式多出的手性碳原子）叫苷原子，也称异头碳。苷原子所连的羟基叫苷羟基。α型：Haworth式中，苷羟基与C5上的CH2OH处在环的异侧者β型：Haworth式中，苷羟基与C5上的CH2OH位于环的同侧者差向异构体也称异头物（anomers）。4.氧环式结构的命名具有五元环结构的糖类称为呋喃糖。具有六元环结构的糖类称为吡喃糖。β–D–(–)–呋喃果糖19.2.3单糖的构象（葡萄糖）异侧同侧α–D–(+)–葡萄糖36%β–D–(+)–葡萄糖64%氧环式葡萄糖通常采取最稳定的椅式

7、构象。19.2.4单糖的化学性质一、氧化1.碱性弱氧化剂（Tollens、Benedict、Fehling试剂）Tollens试剂：[Ag(NH3)2+]OH-（氨水过量）Benedict试剂：CuSO4+柠檬酸+Na2CO3（蓝色）Fehling试剂：CuSO4+酒石酸钾钠+NaOH（蓝色）Tollens试剂Ag单糖(Fehling试剂或Benedict试剂)Cu2O（砖红色）单糖还原糖价值：用于鉴别还原糖与非还原糖。例如：解释：与酮不同，酮糖能与Tollens、Benedict、Fehling试剂反应，是因为在稀碱作用下酮