糖化学-2012.ppt

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1、《生物有机化学》《生物大分子》面向专业：高分子化学与物理、化学生物工程等其它专业课程类型：选修课课程编号：y09621173面向专业：有机化学课程类型：学位课课程编号：y09621156主讲教师：姚丹姝一．碳水化合物－单糖、寡糖和多糖主要内容：三．核酸二．氨基酸、多肽和蛋白质四．甾萜化合物五．脂类4.多糖3.寡糖2.单糖1.糖的概述第一章糖1.1糖的功能第一节糖的概述1.人类（或动植物）的三大能量（糖、蛋白质、脂肪）来源之一。xCO2+yH2O+能量Cx(H2O)y+xO2植物光合作用动物呼吸作用2.生理作用：植物的支持组织，细胞膜的组成

2、部分；生物信息的携带、传递者。广布于动植物体中，所有生物的细胞质和细胞核皆含核糖动物血液含有葡萄糖，肝脏、肌肉中含有糖原，乳汁含有乳糖植物体的组分约85％～90％为糖类。植物的细胞壁、木质部、棉花、竹木等除水分以外，几乎全是由纤维素所组成。粮食（谷类）含丰富的淀粉，甘蔗和甜菜含大量蔗糖，鲜果含果糖和果胶所有这些核糖、葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖、糖原、果胶、纤维素、淀粉以及麦芽糖（俗称饴糖）等都属于糖类。哪些物质属于糖?俗称碳水化合物Cn(H2O)m（不够全面）化学定义:多羟基醛或酮及其缩聚物和衍生物的总称。1.2糖的分类单糖寡糖（低聚糖）多

3、糖氨基酸多肽蛋白质根据大小类似H大约20种赤藓酮糖第二节单糖结构通式醛糖酮糖仲碳原子是不对称的，单糖具有旋光异构现象，（＋）、（—）,以及对映体D、L型2.1结构与分子构型醛糖的判断依据是D型、L型甘油醛D-甘油醛L-甘油醛以分子中倒数第二个碳原子上羟基在空间的左右来判别构型。L-D-葡萄糖葡萄糖L-D-甘油醛甘油醛D、L型醛糖可以定义为D、L型甘油醛通过增碳反应分子中增加（）形成的糖。123456L-D-D—甘露糖？L－甘露糖C原子数目相同单糖异构体，除对映体外“命名”不同名称加以区分。讨论一种单糖的构型次序为：D—葡萄糖确定归属(醛、

4、酮）确定总D、L型确定名称确定对映体D-半乳糖L-半乳糖单糖中以醛糖种类分布居多，且它们的天然构型大多为D型。D—葡萄糖对映体异构己糖醛则有24=16种立体异构体.天然葡萄糖通过化学方法确定具有如下的构型:单糖的环状结构的提出开链结构式虽说明了糖的许多化学性质，但有些性质与此结构不符：A：葡萄糖在碱性条件下与硫酸二甲酯作用，即转化成五甲基葡萄糖，无醛的特性；将其水解，只有一个甲氧基容易水解掉，从而生成四甲基葡萄糖，其有醛的特性。B：葡萄糖是具有旋光性的物质，但其新配制的溶液的旋光性随时间有变化。C.葡萄糖不和NaHSO3反应单糖在IR中没

5、有羰基的伸缩振动，在NMR中也没有醛基质子的吸收，均说明糖主要不是链形结构而是环状结构。不能形成醛基与NaHSO3的加成物，说明葡萄糖主要存在环状结构，链形醛式结构在溶液中的浓度很低，因此对NaHSO3反应不灵敏。D.2.2戊糖、己糖的环状结构与构象自然界中单糖以戊糖、己糖数量最大，结构分多羟基醛、酮的开链、半缩醛环状两种形式天然情况以环状占绝大多数。以葡萄糖为例吡喃环开链O？开链C原子结构空间结构吡喃环O半缩醛羟基比其它羟基更活泼环状分子的αβ构型环状分子的αβ构型水溶液中α-D-葡萄糖、β-D-葡萄糖和开链结构三者是并存的。在98℃以

6、上分出的晶体是b-型端基差向异构体熔点：150℃，[a]=18.7°在50℃以下分出的晶体是a-型端基差向异构体熔点:146℃,[a]=112°命名时为α（β）—D（L）—糖名椅式构象与糖命名名？α—D—葡萄糖名？β—D—葡萄糖平面结构空间构象吡喃糖的构象稳定，两者能量差：25kJ/mol在D-葡萄糖水溶液中，β-D-葡萄糖含量比α-D-葡萄糖多（64﹕36）稳定性与它们的构象有关。例如β-D-葡萄糖的两种椅型构象如下：α-D-葡萄糖也有两种椅型构象：在所有D型己醛糖中，只有葡萄糖能有五个取代基全在e键上因而很稳定的够象。戊糖，多为五元环

7、呋喃糖，如核糖脱氧核糖oo一、旋光性及变旋性2.3单糖的物理性质一切单糖都具有不对称碳原子（二羟丙酮例外），因此都具有使偏振光旋转的旋光性一种旋光物质由于有不同的构型，故比旋光性度可以改变，最后恒定，这种现象为变旋性几种单糖的旋光度（20℃）变旋光现象：a-型异构体溶液[a]=112°或b-型异构体溶液[a]=18.7°;放置后，逐渐变成平衡混合物溶液[a]=52.7°的现象。二、甜度甜度是一个比较值，以蔗糖为标准定为100标准以及顺序（果糖＞蔗糖＞葡萄糖）糖的相对甜度糖为什么是甜的？早在20世纪60年代，就有人提出了糖之所以甜，是因为糖

8、类分子中都含有多羟基，多羟基中两个氢原子之间有一定的距离，这个距离恰好能与舌头上的味觉感受器形成化学吻合物。这种化学吻合物可以刺激味觉感受器，使其产生脉冲，进而由神经将脉冲传入大脑，使人感到甜