第3章 糖类化学.ppt

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1、第三章糖类化学概述糖的分布糖类是自然界的一大类有机化合物，它广布于所有生物体内。动物体内的糖植物中的糖血液：血糖（Glucose）纤维素、淀粉肝脏/肌肉：糖原蔗糖、果糖、果胶等乳汁：乳糖细胞：核糖，脱氧核糖糖类物质能源物质（如淀粉、糖原）结构物质（如纤维素、甲壳质）生物信息的携带者和传递者绝大多数糖类化合物都可用通式Cn(H2O)m表示，故俗称:碳水化合物。糖类：鼠李糖（C6H12O5）脱氧核糖（C5H10O4）H:O≠2:1非糖物质：甲醛（CH2O）乳酸（C3H6O3）乙酸（C2H4O2）H:O＝2:1一、糖的概念糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(al

2、dehyde)或酮类(Ketone)化合物及其衍生物或聚合物。糖类化合物单糖：寡聚糖：多糖简单多糖结合多糖：糖蛋白、糖脂同多糖杂多糖不能水解的最简单糖类水解成2－10个单糖二、糖的种类（1）单糖：不能被水解成更小分子的糖。按碳原子数目分类：三、四、五、六……碳糖又称丙糖，丁糖，戊糖、己糖……。按特征官能团分类：醛糖和酮糖自然界分布最广、意义最大的是戊糖、己糖。常见的有葡萄糖、果糖及核糖。（2）寡糖：2-10个单糖分子脱水缩合而成，以二糖最为普遍，意义也较大。蔗糖、乳糖、麦芽糖（3）多糖：可水解成多个单糖分子的糖按单糖糖基相同与否分为：均一性多糖：淀粉、糖原、纤

3、维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)不均一性多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)（4）结合糖(复合糖，糖缀合物)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等（5）糖衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷1.2单糖Fisher(德)1891Haworth(英)1926一、单糖的结构包括链状结构和环状结构两种形式。（一）单糖的链状结构以葡萄糖（Glc）为例链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方。糖的构型以甘油醛为例构型：对旋光异构体来说，是指不对称碳原子的四个取代基在空间的相对取向。D－甘油醛L－甘油醛两者互为镜像，不能重

4、叠。平面投影式中-OH在不对称碳原子右侧称为D型；-OH在不对称碳原子左侧称为L型。以分子中距离醛基最远处的手性碳原子在空间的左右来判别构型。L-GlcD-GlcD、L型醛糖可以定义为D、L型甘油醛通过增碳反应形成的糖。123456D—葡萄糖D-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。单糖的构型确定：距醛基、酮基最远的一个C*为标准。（D、L型）。旋光异构体的数目＝2n(n为C*数）。如四碳糖有2个不对称碳原子，则有4种旋光异构体；五碳糖有3个C*，则有8种旋光异构体；六碳醛糖有4个C*，则有16种旋光异构体.问六碳酮糖有几种旋光异构体？(

5、二).单糖的环状结构4个以上碳原子的单糖的某些物理化学性质不能用糖的链式结构解释,但如果用环式结构解释一切就迎刃而解。自然界中糖以戊糖、己糖数量最大，结构分开链、环状两种形式，天然情况以环状占绝大多数。以葡萄糖为例Fischer(德)1891Haworth(英)1926开链C原子结构空间结构半缩醛羟基仍具有醛基还原性环状分子的αβ构型环化后，羰基C就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子，环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体，或头异构体(anomer)，分别称α-型及β-型头异构体。αβ单糖的α和β型：以分子末端羟甲基邻近不对称碳原子的OH位置作依据，凡糖

6、分子的半缩醛羟基和分子末端羟甲基邻近不对称碳原子的－OH基在碳链同侧的称α型，异侧的称β型。C-1为异头碳原子，所以α和β两种形式的异构体称异头物。戊糖，多为五元环呋喃糖，如核糖脱氧核糖oo二、单糖的物理化学性质（一）物理性质旋光度：是鉴定糖的一个重要指标旋光物质：当平面偏振光通过具有旋光性的物质时，光的偏振面会向右（顺时针）或向左（逆时针）旋转，使其右旋得称右旋光物质（＋），使其左旋的称左旋光物质（－）。在溶液中，糖的链状结构和环状结构(α、β)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。变旋现象名称甜度乳糖16木糖醇125果糖175邻苯甲酰璜酰亚

7、胺50，000天冬苯丙二肽15，000蛇菊苷30，000应乐果甜蛋白20，000甜度：以蔗糖的甜度为标准为100。溶解度：易溶于水。难溶于乙醚、丙酮等有机溶剂还原反应NaBH4D-葡萄糖D-葡萄醇D-山梨醇山梨醇添加到糖果中能延长糖果的货架期，因为它能防止糖果失水。用糖精处理的果汁中一般都有后味，添加山梨醇后能去除后味。人体食用后，山梨醇在肝中又会转化为果糖。（二）单糖的化学性质氧化反应Cu2+D-葡萄糖[O]酶D-葡萄糖醛酸硝酸D-葡萄糖酸1,6-葡萄糖二酸成苷反应R：配基；配糖体R为单糖是即形成二糖糖苷：毛地黄苷；根皮苷；人参苷；皂角苷H2O麦芽糖【葡萄糖

8、-α（1→4）葡萄糖苷】糖苷键14异构