第19章_碳水化合物

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1、第十九章碳水化合物19.1碳水化合物的分类第19章目录19.2单糖19.3二糖19.4多糖第十九章碳水化合物19.1碳水化合物的分类碳水化合物又称为糖类。如葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、纤维素等。碳水化合物在自然界中分布广泛，是重要的轻纺原料。“碳水化合物”一词的由来——分子式符合C(HO)。x2y“碳水化合物”的含义——多羟基醛酮或能水解成多羟基醛酮的化合物。碳水化合物的分类碳水化合物可根据分子的大小分为三类：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

2、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，不能形成晶体（为无定形固体），难溶于水。第十九章碳水化合物19.2单糖19.2.1单糖的构型和标记19.2.2单糖的氧环式结构第19章目录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19.2单糖19.2单糖根据分子中所含碳的个数，单糖可分为己糖、戊糖等。分子中含醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。例：1CHO1CHOH212CHOH2C=OCHO332CHOHCHO

3、HCHOH31CHO4CHOH4CHOHCHOH2CHOH5CHOH5CHOH4CHOH36CHOH6CHOH5CH2OHCH2OH22己醛糖己酮糖戊醛糖丙醛糖4个*C3个*C3个*C16个对映异构8个对映异构8个对映异构2个对映异构写糖的结构时，碳链竖置，羰基朝上，编号从靠近羰基一端开始。第十九章碳水化合物葡萄糖是一种己醛糖：CHOCHOHOHHOH或或HOHHOHCH2OHCH2OH(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛或D-(+)-葡萄糖19.2单糖果糖是一种己酮糖：CH2OHCH2OHC=OC=OC=OHOH或或HOHHOHCH2OHCH2OH(3S,4R

4、,5R)-1,3,4,5,6-五羟基-2-己酮或D-(-)-果糖第十九章碳水化合物19.2.1单糖的构型和标记单糖构型的确定是以甘油醛为标准的。即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。下面是D-醛糖的构型和名称：19.2单糖第十九章碳水化合物构型D/L与旋光方向(+)/(-)没有固定的关系：D-(+)-甘油醛D-(-)-核糖D-(+)-葡萄糖“”代表-CHO；“”代表-CH2OH；“”代表-OH。自然界中存在的糖通常是D－型的。例如：葡萄糖和果糖都是D-型的。19.2.2单糖的氧环式结构19.2.2单糖的氧环式结构实

5、验事实：①葡萄糖有两种晶体：两种晶体溶于水后，比旋光度（[α]20）都将随着时间的D改变而改变，最后逐渐变成[α]20＝52.5°,发生所谓“变旋现D象”。变旋现象——随时间的变化，物质的比旋光度逐渐地增大或减小，最后达到恒定值的现象。第十九章碳水化合物②五甲基葡萄糖的水解+(CH3)2SO4H2O/H葡萄糖五甲基葡萄糖四甲基葡萄糖（有醛的性质）（无醛的性质）（有醛的性质）说明葡萄分子中有五个－OH，说明有一个甲氧基很特别，且其中一个与醛基有关易水解，且与醛基有关以上两种实验现象无法用开链式得到解释。19.2.2单糖的氧环式结构人们从下述反应中得到启发：CH2CH2CH3-CH-CH

6、2-CH2-CHOOHH3CCHCHOHOg-羟基醛环状半缩醛CH2CH2-CH2-CH2-CH2-CHOCH2CH2OHCH2CHOHOd-羟基醛环状半缩醛葡萄糖中醛基碳的γ－或δ－位上也有羟基，也可以五元或六元环状半缩醛形式存在：第十九章碳水化合物HCH2OH。CH2OHOH120顺时针转弯成环状OHHCHOCHO成水平氧环式氧环式开链式（Haworth式）（Haworth式）CH2OHCH2OHCH2OHOHOHOOHHCHOOHHa-D-(+)-葡萄糖b-D-(+)-葡萄糖。-OH从上面进攻羰基碳得a-。m.p=146Cm.p=150C20。-OH从下面进攻羰基碳得b-20。

7、[a]D=+112[a]=+19D19.2.2单糖的氧环式结构环的生成使原来的羰基碳变成了＊C（苷原子），生成了苷原子构型不同的两种氧环式结构：α-D-(+)-葡萄糖苷羟基与C上的－CHOH位于异侧（第一52种结晶）；β-D-(+)-葡萄糖苷羟基与C上的－CHOH位于同侧（第二52种结晶）。α-D-(+)-葡萄糖与β-D-(+)-葡萄糖互为差向异构体或异头物。第十九章碳水化合物葡萄糖的环状半缩醛结构可以解释变旋现象：氧环式开链式氧环式（Haworth式）（