单糖的性质解读.ppt

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1、18.2单糖的性质单糖一般为无色晶体，极易溶解于水，大多数有甜味，有变旋光现象,天然的单糖都是D型的。单糖的化学性质与其结构密切相关。前面刚讲过，在单糖的水溶液中，主要以氧环式存在，同时也有少量的开链式存在。因此，单糖中有醇羟基、苷羟基，又有醛基或酮羰基。所以单糖应同时具有醇、半缩醛（酮）、以及醛酮的性质。因此，单糖的性质包括了醇和醛酮两章的内容。它具有羰基，能发生羰基的某些反应。例如：氧化、还原、与HCN、NH2OH、苯肼等羰基试剂反应。具有醇羟基，又能发生羟基的反应，例如成醚、成酯等。一、氧化反应在醛糖分子内由于含有醛基，所以很容易被氧化，但氧化剂不同，产物也不同。氧化反应1、

2、溴水氧化　溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化，可用于定性鉴别醛糖与酮糖。2、酶催化氧化　工业上制备葡萄糖酸和葡萄糖酸钙是用酶催化氧化法，葡萄糖酸钙可用于治疗缺钙病症，如佝偻病、软骨病等，也常用做儿童和老年食品添加剂。在羧酸一章我们学过，，－羟基酸能形成内酯。而葡萄糖酸是一个多羟基酸，它在结晶时，也能形成内酯。目前，应用广泛的是葡萄糖酸－－内酯，它是很好的豆腐凝固剂和良好的食品添加剂。氧化反应3、浓HNO3氧化浓HNO3是强氧化剂，不但能氧化醛基，而且还能把C6上的羟甲基氧化，生成葡萄糖二酸。4、HIO4氧化在醇一章还学过，具有邻二醇结构的化合物可被HIO4氧化断键。醛糖

3、是一个多羟基醛，因此，也能被HIO4氧化（反应见前）。5、托伦斯试剂和费林试剂氧化在醛酮一章我们还学过，托伦斯试剂和费林试剂都是较温和的氧化剂，只能氧化醛，不能氧化酮，常用于鉴别醛的存在。但是，比较特殊的是在糖中，无论是醛糖还是酮糖都能被托伦斯试剂和费林试剂氧化，产生银镜和Cu2O沉淀。氧化反应醛糖能被氧化好理解，因为在水溶液中有开链式存在。酮糖为什么也能被氧化呢？因为酮糖是一个－羟基酮，而托伦斯试剂和费林试剂都是稀碱溶液。－羟基酮在稀碱溶液中能够发生酮式－烯醇式互变异构，这种互变异构的结果,使酮糖在稀碱溶液中变成了醛糖,然后才被氧化。在这里，顺式烯醇式转化的醛糖叫D－甘露糖，

4、它和D－葡萄糖是差向异构体。氧化反应由于互变异构现象的存在，在单糖的稀碱溶液中，不仅存在着开链式与氧环式的互变异构平衡，而且还存在着酮式－烯醇式互变异构平衡。如：在D－葡萄糖的稀碱溶液中，除了有－型和－型D－葡萄糖（约含64%）外，还有31%变成了果糖，3%变成了甘露糖。综上所述，无论是醛糖还是酮糖，所有的单糖都能被托伦斯试剂和费林试剂氧化。在糖化学中，常把这种能还原托伦斯试剂或费林试剂的糖叫做还原性糖（reducingsugar）,否则叫非还原糖(nonreducingsugar）。在碳水化合物中，所有的单糖和大多数低聚糖都是还原性糖，多聚糖和部分低聚糖是非还原性糖。二、还原

5、反应单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂（如LiAlH4、NaBH4、Na-Hg/H2O等）还原。这里要提醒注意：Na-Hg/H2O是把醛糖或酮糖还原成糖醇的条件，而Zn-Hg/HCl则是把羰基还原成亚甲基，注意条件的差异和产物的不同。还原反应由于葡萄糖醇还可以由L－山梨糖还原制得，故葡萄糖醇又叫山梨糖醇。山梨糖醇和甘露糖醇都具有凉爽、清甜的感觉，故常用于牙膏、烟草和食品添加剂。山梨糖醇还可用于表面活性剂的制备。三、成脎反应在醛酮一章学过，醛酮可以和苯肼作用生成腙。同样，单糖也能和苯肼作用生成腙，但不同的是，醛酮生成的腙多为晶体，不溶于水，而单糖生成的腙则溶于水。

6、可是，如果让单糖与过量的苯肼作用，单糖与一分子苯肼作用生成腙后，还可再与两分子苯肼作用，生成不溶于水的黄色晶体，叫做“糖脎”，简称为“脎”。在第二步反应中，两分子苯肼的作用是不同的，一分子苯肼作用氧化剂，把－羟基氧化成酮羰基，本身被还原为苯胺；另一分子苯肼才用于缩合。成脎反应酮糖也能与3分子的苯肼作用生成脎。可以看出，成脎反应只发生在C1、C2上，其它C原子不发生反应，其构型也不受影响。因此，如果只是C1、C2的构型不同，其它C原子构型都相同的糖，将会生成相同的脎。如D－葡萄糖、D－果糖、D－甘露糖三者都会生成相同的脎。糖脎和醛酮中的苯腙类似，都是有固定熔点的晶体，可用于糖的定性

7、鉴定。菲舍尔最初就是利用成脎反应测定单糖的结构。四、成苷反应这个性质在前面已经讲过，单糖的氧环式是半缩醛或半缩酮，可以再与一分子醇反应生成缩醛或缩酮，如：在糖化学中，这种苷羟基与其它物质发生缩合后生成的缩醛叫“糖苷”或“糖甙”。糖苷的性质和缩醛一样，对碱、氧化剂、还原剂都稳定。所以糖苷不能被托伦斯试剂和费林试剂氧化，也不能与苯肼作用成脎。因此，糖苷是非还原性糖。正因为糖苷的这种特殊的稳定性，糖苷才广泛存在于自然界中，如淀粉、纤维素等都是单糖之间以苷键相连，而稳定存在。