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1、2005年4月石家庄职业技术学院学报Apr.2005第17卷第2期JournalofShijiazhuangVocationalTechnologyInstituteVol.17No.2文章编号:1009-4873(2005)02-0065-03单糖构型的判断和标记方法李瑞珍,丁颖(石家庄职业技术学院化工系,河北石家庄050081)摘要:糖类结构的基本单元是单糖,介绍了单糖开链结构的D,L构型、氧环式结构的直链型D,L构型、氧环式结构的哈武斯式D,L构型的判断和标记方法.关键词:开链结构;氧环式结构;哈武斯式;构象式;投影式;透视式;D,L构型;α,β构型+中图分类号:
2、G642.4;G629.112文献标识码:A糖类化合物是自然界中分布最广的一类有机化合物,糖类与人类和动植物的生命活动息息相关.所以,正确认识糖类的性质,充分、合理地利用糖类具有重要意义.为此,认知它们的结构是十分重要的.糖类结构的基本单元是单糖.单糖结构的一般化学键、官能团是容易理解和掌握的.但是,单糖中醛糖从丙醛糖开始,酮糖从丁酮糖开始,分子中都有了手性碳原子,即它们都开始有了光学异构其他单糖的开链费歇尔投影式的D,L构型同体,因此在认识它们的结构时就必须确定它们的立样是以距羰基最远的手性C上的羟基位于碳链右体构型.笔者以单糖为主讨论如何进行构型的判断侧与D-(+)
3、-甘油醛相同而确定为D型,距羰基和标记.最远的C上的羟基位于碳链左侧与L-(-)-甘油1开链结构的D,L构型醛相同而确定为L型.例如:单糖开链结构的费歇尔投影式D,L构型的判断是以D-甘油醛和L-甘油醛为标准的.如下:CH2OHCH2OHCOCOCHOCHOHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHD-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛L-(+)-果糖D-(-)-果糖2氧环式结构的直链型D,L构型在19世纪化学家主观上先确定天然葡萄糖是单糖的开链费歇尔投影式的D,L构型是比较D-构型的,然后确定距葡萄糖醛基最远的手性C,容易判
4、断的.由于糖分子中羰基和多个羟基的存在,C5上的羟基位于碳链右侧与D-(+)-甘油醛相糖类化合物主要是以半缩醛或半缩酮的形式存在的同,则它的对映异构体就是L-构型的葡萄糖.例[1](只要能形成5元或6元环).葡萄糖、果糖都有如:收稿日期:20050111作者简介:李瑞珍(1962),女,河北栾城人,石家庄职业技术学院副教授.66石家庄职业技术学院学报第17卷δ-氧环式结构(δ-碳即C5).环式结构的产物如果还只从D,L构型区分,则由D2.1直链型与开链式直接比较识别C5原来的构型-葡萄糖就可生成两个仍是D-构型但苷原子构型Ⅰ和Ⅱ是D-葡萄糖,Ⅲ和Ⅳ是D-果糖.不同的新光
5、学异构体,为区分二者又分为α-型和βHOHHOH-型.判断方法是:苷羟基与决定构型的C5上的羟＊＊CC基在碳链同侧的为α-型,在碳链异侧的为β-型.HOHHOH2.1中的Ⅰ是α-D-葡萄糖,Ⅱ是β-D-葡萄糖.HOHOHOHO3氧环式结构的哈武斯式D,L构型HOHHOH用直链型表示一个环状化合物,不能反映出各HH个基团的相对空间位置.为了更清楚地反映糖的氧CH2OHCH2OH环式结构,哈武斯透视式是最直观的表示方法.[2]ⅠⅡ3.1开链结构葡萄糖改成哈武斯式的步骤HOCH2OHHOCH2OH(1)将碳链首端向右倒下放成水平,使原手性碳＊＊上的基团处于左上右下的位置.CC
6、1CHOHOHHOH2HOHOO3HHOHHHOHHOHHOH6154324≡CH2CHOHHHOHH5OHOHOHOHHOHCH2OHCH2OH6ⅢⅣCH2OH2.2α-型和β-型的判断(2)将碳链尾端向上水平位置弯成六边形.在葡萄糖、果糖氧环式结构中,C5上的羟基与HHOHH羰基形成半缩醛或半缩酮时,其他碳原子的构型不6154322CH2OHCHO≡变,由于CO为平面结构(羰基碳是SP杂化OHOHHOH碳),C5上的羟基可以从羰基平面的两侧分别进攻结合,所以产物氧环式结构就有两种,或说氧环式结构中又有了一个新的手性碳原子(原来开链式中的(3)以C4-C5为轴旋转12
7、0°,使C5上的羟基与羰基碳),称为苷原子,它结合的羟基就叫苷羟基(羰醛基接近,然后缩合成环(因羟基在环平面的下面,它基与C5上的羟基缩合后产生的新羟基).这两种氧必须旋转到环平面上才易与C1成环).3.2哈武斯式的D,L构型号,编号最大的手性碳原子的羟甲基在环上面者为D哈武斯式判断单糖构型的方法是:在环中从开链型,否则为L型.若无羟甲基,则以编号最大的手性碳[3]结构的C1开始按顺时针给环上碳原子由小到大编原子的氢原子来断定.例如:第2期李瑞珍等:单糖构型的判断和标记方法67Ⅰ是D-葡萄糖,Ⅱ是D-果糖,Ⅲ是D-木糖,Ⅳ是L-半乳糖.3
