第十二九章碳水化合物（6学时）

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1、第十二九章碳水化合物（6学时）碳水化合物（糖）是自然界中存在罪多而又重要的有机化合物。如葡萄糖、果糖、蔗糖等。通式为Cm((H2O)n。例如：C6H12O6=C=C6(H2O)6葡萄糖。但有的并不符合这个通式，而有的无机物虽符合同时却不属于糖类。如：碳水化合物是一切生命体维持生命活动所必需的能量的主要来源：一、定义：糖类化合物是指多羟基醛或酮以及它们失水后结合而成的缩聚物。二、分类：1、据其能否水解及水解后产物的情况将其分成三大类。（1）单糖：是不能水解的多羟基醛或酮，如葡萄糖、果糖。（2）低聚糖：是水解后产生2个或几十个单糖分子的糖类。最

2、常见的是二糖，如麦芽糖、蔗糖。（3）多糖：是水解后产生数十、数百乃至成千上万个单糖分子的糖类。如淀粉、纤维素等。2、据官能团可分为：醛糖、酮糖3、据C原子可分为：丙糖、丁糖、戊糖、已糖三、结构特点：多羟基醛、酮三、组成特点：Cn(H2O)m第一节单糖定义：不能水解成更小单位的醛糖或酮糖。例如：葡萄糖、果糖。一、分类1、按照官能团分：分为醛糖和酮糖。2、按照碳原子数分：分为丙、丁、戊、己等。二、结构1、丙醛糖有一对对映体：D、L只表示构型，（+）、（-）表示旋光方向，两者之间没有必然的联系。2、丁醛糖有4个旋光异构体，戊醛糖有8个，而己醛糖则

3、有16个旋光异构体：即24=16(个异构体)8对对映体。3、醛糖的D系列异构体。自然界存在的糖类大多数是D-型的。第二节葡萄糖的结构葡萄糖结构的确定：由元素分析和分子量测定确定了葡萄糖的分子式为C6H12O6；其平面结构式为：CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO一、开链式9葡萄糖的开链式结构不能解释其下列性质：1、变旋现象：α异构体[α]=+112°→+52°β异构体[α]=+19°→+52°2、不与NaHSO3加成，不使品红醛变色，只与一分子甲醇作用生成半缩醛。3、成苷反应（形成缩醛）。一、环氧式1、定义：葡萄糖具有分子内的醛

4、基与醇羟基形成半缩醛的环状结构。由于六元环最稳定，故由C5上的羟基与醛基进行加成，形成半缩醛，并构成六元环状结构，组成环的原子中除了碳原子外，还有一个氧原子。所以糖的这种环状结构又叫做氧环式结构。（1）α型：半缩醛羟基与决定构型的-OH在环的同侧；（2）β型：半缩醛羟基与决定构型的-OH在环的异侧。推论：Fischer式中，半缩醛羟基在右侧（与氧桥同侧）为α型；在左侧（与氧桥异侧）为β型。2、环状结构的表示方法：3、单糖的透视式—哈武斯式：α-D-（+）-吡喃葡萄糖β-D-（+）-吡喃葡萄糖哈武斯式人不能确切表示葡萄糖的结构，可以用类似于环

5、己烷的构象式表示：9葡萄糖:：较大基团全都处于平伏键上,，稳定的优势构象。4、旋光现象：因为氧环式和开链式在水溶液中互变并处于动态平衡，所以产生旋光现象。第一节果糖的结构果糖是一个己酮糖，分子式也是C6H12O6，是葡萄糖的同分异构体。其结构式中C3、C4、C5的构型与葡萄糖相同。一、开链式结构：二、环氧式α-D-（-）-吡喃果糖α-D-（-）-呋喃果糖第二节单糖的物理性质白色固体，有甜味。在水中溶解度很大，由于分子中有多个羟基，在水中溶解度大，（常能形成过饱和溶液——糖浆）沸点很高，易分解。第三节单糖的反应单糖分子中羟基和羰基共存，彼此相

6、互影响，表现出特有的反应。一、糖苷的生成1、定义：单糖的半缩醛羟基较其它羟基活泼，在适当条件下可与醇或酚等含羟基的化合物失水，生成具有缩醛结构的化合物，称为糖苷。如在干燥的氯化氢气体催化下，D-葡萄糖与甲醇作用，失水生成甲基-D-吡喃葡萄糖苷。反应式如下：92、糖苷的性质：（1）、无色无嗅晶体，味苦，水溶性大，有旋光性。（2）、无变旋现象，不能成脎，无还原性，（3）、水解：在碱性条件下稳定，在酸性条件或酶催化下易于水解。一、还原在活性镍催化下，葡萄糖或果糖都可以在碱性及一定条件下被氢化，羰基被还原成相应的羟基，结果生成相应的醇。二、成酯糖中

7、有多个羟基,因此可以和酸发生反应生成酯。磷酸酯是生物体内最重要的酯。三、脱水单糖和醇一样，与无机酸一起加热，可脱水生成糠醛或其衍生物。例如：糠醛与酚类缩合产生有色化合物，常用作糖的鉴定。如：1、Molisch反应（作为糖类和其它有机物的鉴别）在糖的水溶液中加入α-萘酚的醇溶液，然后沿着试管壁再缓慢加入浓硫酸，不得振荡试管，此时在浓硫酸和糖的水溶液交界处能产生紫红色。2、塞利瓦诺夫反应（作为醛糖和酮糖的鉴别）在醛糖和酮糖中加入塞利瓦诺夫试剂，加热，酮糖能产生鲜红色，而醛糖则不能。四、氧化定义：含有α-羟基醛或α-羟基酮或含有能产生这些基团的半

8、缩醛或半缩酮结构的糖为还原性糖。醛糖的分子中含有醛基，所以容易被弱氧化剂氧化，能将斐林试剂还原生成氧化亚铜砖红色沉淀，能将多伦试剂还原生成银境。此外还有一种弱氧化剂叫做班氏试剂也