《糖的结构和功能》PPT课件

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1、第一章糖类的结构与功能糖类的概念和分类单糖的构型、结构、构象自然界存在的重要单糖及其衍生物寡糖多糖多糖代表物糖复合物一、糖类(carbohydrate)的结构与功能最初，糖类化合物用Cn(H2O)m表示，统称碳水化合物。鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4)甲醛（CH2O)、乳酸（C3H6O3)、乙酸（C2H4O2)定义：糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。糖类的生物学作用：1.作为生物体的结构成分2作为生物体内的主要能源物质3.在生物体内转变成其它的物质4.作为细胞识别的信息分子糖的分类：糖

2、类化合物单糖寡糖多糖：不能水解的最简单糖类，是多羟基的醛或酮（醛糖或酮糖）：有2~10个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖由多分子单糖或其衍生物所组成，水解后产生原来的单糖或其衍生物。同多糖杂多糖糖复合物二、单糖的构型、结构、构象1、异构存在两个或多个具有相同数目和种类原子并因而具有相同分子量的一类化合物。异构结构异构→原子连接的次序不同立体异构几何异构→顺反异构旋光异构→分子存在手性造成组成(composition)、构造(constitution)、构型(configuration)、构象(conformation)当平面偏振光通过

3、旋光物质的溶液时，则光的偏振面会向右（顺时针，+）或向左（反时针，－）旋转。具有这种能力的物质称为旋光物质。在一定条件下旋光度与待测溶液的浓度和偏振光通过溶液的路径的乘积成正比。[α]λ=—————tαλtc×L2、旋光异构3、D、L构型理论上可由D-甘油醛衍生出来的单糖皆为D-型糖。D(+)－甘油醛L(－)－甘油醛D（＋）甘油醛的立体结构透视式投影式投影式可以看成是立体模型或透视式在纸面上的投影。4、Fischer投影式5、构型的RS表示法DL构型命名系统能较好的反映旋光化合物之间的构型联系，但也有很大的局限性。(－)－酒石酸的立体

4、异构S－甘油醛的投影式纽曼式（S－甘油醛）首先：应用RS表示法指定与每个手性碳原子直接相连的4个取代基团的优先顺序；第二步：旋转手性四面体碳，使那个优先性最小的取代基离开观察者最远，另外三个取代基面向观察者。第三步：看看面向观察者的三个取代基优先性的大小顺序，如果是顺时针，则为R构型，如果是反时针，则为S构型。CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OHD－葡萄糖的4个手性碳原子：C2、C3、C4、C5的构型分别是R，S，R，R，因此，D－葡萄糖的可称为2R,3S,4R,5R－2,3,4,5,6五羟－己醛或2R,3S,4R,5R－

5、己醛糖。D－葡萄糖三、单糖的结构1、单糖的链状结构CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OHH+HI葡萄糖正庚酸经分子量和组分测定，确定葡萄糖分子式为（CH2O)6。另外葡萄糖与乙酸酐共热，形成结晶的五乙酸酯，说明葡萄糖含有5个羟基。其次与无水氢氰酸加成、水解、HI加成生成正庚酸。确定葡萄糖的结构。2、D系单糖和L系单糖除二羟丙酮外，所有单糖均含有手性碳。旋光异构体数目2n，组成2n/2个对映体。所有醛糖可以看成是甘油醛醛基下端插入C*延伸而成，酮糖由二羟丙酮衍生而来。CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH单糖的构型是

6、指分子中离羰基碳最远的那个手性碳原子的构型D（－）－葡萄糖3、单糖的环状结构（1）变旋现象许多单糖，新配制的溶液会发生旋光度的改变。（2）环状半缩醛CH3OHH+H2O++R’-OHH+无水甲醇与简单醛类生成二甲缩醛的化合物，而与葡萄糖生成单甲基的半缩醛。醇与醛或酮可以发生快速、可逆的亲核加成，形成半缩醛，如果它们同在分子内部，则导致环状半缩醛的形成。(3)α和β异头物CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OHD－葡萄糖α－D－葡萄糖β－D－葡萄糖单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的手性中心，导致C1差向异构化，产生

7、的两个差向异构体称为异头物。葡萄糖的结构多羟基醛的开环形式CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH半缩醛吡喃糖OCH2OHOHOHOHOH15呋喃糖OCH2OHHO-CHOHOHOH14OCH2OHOHOHOH15OHOCH2OHHO-CHOHOH14OH（4）吡喃糖和呋喃糖4、单糖的构象由于绕单键旋转引起的组成原子的不同排列称为构象，某种特定的构象称为构象体或构象异构体。由于构象异构体之间的互变太快，通常不容易分离开来。构象体采用锯架式或纽曼投影式来表示（p11)葡萄糖的构象船式椅式OCH2OHHOHOOHOHOCH2OHH

8、OHOOHOHOCH2OHOHOHOHOH吡喃糖与环己烷的结构非常相似，因此环己烷的构象分析很多适用于吡喃糖。平伏羟基（β异头物）直立羟基（α异头物）较稳定四、单糖的性质1、单糖的物理性质旋光性甜度溶解度2、单糖的化学性