(化学)碳水化合物

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1、第二十一章碳水化合物Carbohydrate1、了解单糖的链状与环状结构2、了解单糖的反应及鉴别方法3、了解区分还原性糖与非还原性糖的方法碳水化合物的涵义早期涵义：Cn(H2O)m碳和水结合成的化合物Carbohydrate。葡萄糖：C6(H2O)6蔗糖：C12(H2O)11现代涵义：某些不具有Cm(H2O)n分子式的化合物也有碳水化合物的性质。鼠李糖：C6H12O5脱氧核糖：C5H10O4糖类化合物Saccharides——多羟基醛或酮糖的存在及重要性重要生命能源物质合成蛋白质、脂肪的原料化工、食品、医药立体化学研究糖的分类单糖Monosaccharide不能再

2、被水解成更小的糖分子的糖类低聚糖（寡糖）Olgosaccharide2~12个单糖分子间失水而成的糖类多糖Polysaccharide多个单糖分子间失水而成的聚合体单糖和低聚糖都具有一定晶型，溶于水，有甜味，称为糖(Suggar)。多糖无一定晶型，大多数不溶于水，无甜味。第一节单糖一、分类根据官能团分类：醛糖Aldoses、酮糖Ketoses根据分子中碳的数目分类：三碳糖(丙糖)、四碳糖(丁糖)、五碳糖(戊糖)、六碳糖(己糖)……结构表示方法：Fischer投影式及其简写式二、结构及其表示D-(+)-葡萄糖(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛

3、单糖构型的命名绝对构型（R、S）用R、S表示每个不对称碳原子的构型（IUPAC命名）相对构型（D、L）20世纪初，Fischer假设右旋的甘油醛写成投影式时-OH写在右边，用“D”标记。左旋甘油醛-OH写在左边，用“L”标记。其他单糖的构型式中编号最大的手性C构型与D-甘油醛相同就是D型；与L-甘油醛相同就是L型。D或L标记加俗名表示单糖。(+)表示旋光为正，(-)表示旋光为负。单糖旋光的正负与其D、L构型无直接关系。1951年，荷兰物理学家Bijvoet,J.M.用一种特殊的X光衍射法成功测定了(+)-酒石酸钠铷的绝对构型。通过与甘油醛构型关联分析，证实Fisc

4、her当年的假设恰好与事实相符。三、糖的环状半缩醛结构单糖有一些反应不能用链状结构式解释，如：单糖均有变旋现象新配制的熔点为146℃的D-(+)-葡萄糖（常温下用水或乙醇结晶），其比旋光度为+112°，逐渐减少至达平衡时[a]D为+52°。新配制的熔点为150℃的D-（+）-葡萄糖（高温下用吡啶或醋酸结晶），其比旋光度为+19°，逐渐增高至达平衡时[a]D也为+52°。只与一分子的醇反应不与亚硫酸氢钠反应红外光谱中无碳氧双键伸缩振动1、葡萄糖的环状结构正位异构体anomers四、单糖的构象葡萄糖：在水溶液中葡萄糖分子的存在情况：五、单糖的反应1、成糖苷

5、单糖以环状半缩醛形式存在，所以还可以继续与一分子醇反应生成缩醛或缩酮。糖苷就是单糖半缩醛/酮的羟基与醇或酚缩水成醚的产物。2、还原——糖醇用催化氢化或NaBH4为还原剂，还原羰基成羟基。3、氧化反应所有的单糖都可还原斐林试剂，包括果糖在内。所以单糖均为还原糖。①用弱氧化剂氧化Tollens、Fehlings、Benedict试剂等。②溴水氧化——糖酸③硝酸氧化——糖二酸④高碘酸氧化——断C-C键生物体内的氧化——生成糖醛酸在酶的作用下，可以只氧化伯醇基，不氧化醛基，生成糖醛酸。醛酸是组成果胶质、半维生素及粘多糖的成分。4、生成糖脎5、差向异构化在室温下，用稀碱溶

6、液处理D-葡萄糖，则得到D-葡萄糖、D-甘露糖、D-果糖的平衡混合物。将D-甘露糖、D-果糖做同样处理，结果也如此。6、醛糖的递升和递降递升：氰化增碳法，即醛基与氢氰酸加成，生成羟腈化合物，为两个差向异构体，经水解为内酯，内酯用钠汞齐在微酸性中（PH=3-5）还原，可从低级糖合成高级糖。递降：由高级糖降解为低级糖。D-阿拉伯糖酸钙D-核糖酸钙第二节低聚糖2~12个单糖分子缩聚成的糖类，水解后生成2~10个单糖。二糖二糖是指一个单糖分子中的半缩醛羟基和另一个单糖分子中的羟基失水得到的糖。从结构上看与糖苷相近，只不过配基也是一个糖。作为配基的糖如有潜在的羰基时，为还原

7、糖，可以变旋、可以成脎。作为配基的糖如果用去了半缩醛羟基时，为非还原糖，不变旋、不成脎。1、麦芽糖（maltose）麦芽糖存在于发芽的谷类中，大麦牙中含量很高。2、纤维二糖（cellobiose）3、乳糖（lactose）人乳中含有6-8%，牛乳中含有4-6%。4、蔗糖（sucrose）从甘蔗和甜菜中得到，是人类需用量最大的糖。160-180oC分解。旋光度为+66.5o，不变旋,为非还原性糖。蔗糖为右旋糖，水解后生成葡萄糖和果糖的混合糖，为左旋的，所以其水解产物又叫转化糖。蜂蜜含有转化酶，可以分解蔗糖，所以蜂蜜中大部分为转化糖。5、棉子糖（raffinose）三

8、糖存在于棉