生物化学糖类化学课件

第一章 糖类化学,目录,第一节 糖类的概念 第二节 单糖的结构和性质 第三节 寡糖 第四节 多糖 第五节 结合糖,第一节 糖类的概念,一 糖类的分布及生物学意义 1、 分布 在植物中糖类占干重8590%如植物细胞壁，棉花树木纤维素，水稻，土豆淀粉，水果G，F 动物血液G，肝脏，肌肉糖原，乳汁乳糖 核糖和脱氧核糖存在于DNA，RNA中是所有生物共有的。,2、生物学意义 糖类通过氧化反应为生物体的生命活动提供能量 糖类是生物体重要结构成分 细菌细胞壁肽聚糖 含氮粘多糖：透明质酸存在于结缔组织，眼球的玻璃体，角膜，细胞间质，关节液等。 硫酸软骨素：结缔组织，筋，腱，软骨，角膜，心瓣膜等。 糖类在生物体内提供合成脂肪，蛋白质，核酸的碳骨架。 细胞表面的糖蛋白是细胞膜的重要成份具有识别功能。 糖链是高密度的信息载体，是参与神经活动的基本物质。,二 糖类的概念 糖类（carbohydrate）：多羟基的醛或酮和它们的某些衍生物及其它们的缩聚物。较简单的糖类常称为（sugar或saccharide）：,以前认为糖类是碳水化合物Cn（H2O）n 脱氧核糖C5H10O4 鼠李糖C6H12O5 这些糖不符合Cn（H2O）n 乙酸C2H4O2，符合Cn（H2O）n,分类与命名（按糖的聚合度分 ） 单糖（Monosaccharides） ：不能被水解成更小分子的糖类，也称为简单糖，3C7C（丙糖庚糖），常见的是5C和6C糖，核糖，葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。 寡糖（Oligosaccharides）：水解时生成几个单糖（210个），如二糖（蔗糖、麦牙糖、乳糖） 多糖（Polysaccharides）：水解时产生20个以上单糖分子的糖类， 包括：同多糖（由一种单糖或其衍生物构成，如淀粉、糖原） 杂多糖（由一种以上单糖或其衍生物构成如，半纤维素、透明质酸）。 复合糖（ Combine saccharides ）：糖蛋白和糖脂 糖衍生物（ Sugar derivatives ）：糖胺、糖酸和糖酯,第二节 单糖的结构和性质,一. 有关旋光异构的几个概念： 1异构现象： 同分异构（异构）： 它包括： 结构异构： 立体异构： 立体异构 它包括： 几何异构（顺反异构）： 旋光异构（光学异构）：,2. 单糖的构型,二、单糖构型的命名,含n个手性C的化合物的旋光异构体的数目=2n（个），对映体的数目=2n/2（对）,离羰基碳最远的那个手性C的构型作为醛糖分子的构型。,（2）透视式 1926年英国化学家Haworth W N 建议使用1913年Boeseken首次提出的一种透视式来表示单糖的环状结构，这种透视式常称为Haworth投影式或Haworth式。 1） 顺 时针旋转90（少数逆时针旋转90） 2） 醛基或酮基相邻的两个碳原子拉出，其它原子往里推 3） 绕C4-C5之间的键逆时针旋转10928 4） -OH O进攻羰基C形成半缩醛（半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同侧的称为型，不同侧的称为型。,For large sugars, the reaction can take place within the same molecule.,As its structural similarity to ring compound called pyran, the six-membered ring structures of hexoses are called pyranoses(吡喃糖).,和异头物 （anomers, a & b） 异头C（anomeric C1） a (OH below the ring) b (OH above the ring).,Hemiacetal & hemiketal formation,An aldehyde can react with an alcohol to form a hemiacetal. A ketone can react with an alcohol to form a hemiketal.,吡喃糖和呋喃糖：,Haworth式（透视式）,三.单糖的构象 （configuration） 船式（ boat ）和椅式（chair）。,Sugar derivatives,D-核醣醇,醛糖酸 糖醛酸,Sugar derivatives,四.单糖的理化性质,1. 物理性质： 旋光性： 甜度： 溶解度： 2. 化学性质 : （一）醛基的反应： （二）羟基的反应： （三）其它反应：,物理性质 1、 变旋现象 一般醛类在水溶液中只有一个比旋度,但新配制的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化 =+112 称-D-(+)葡萄糖 =+18.7 称-D-(+)葡萄糖 变旋现象-将这两种葡萄糖分别溶于水后,其比旋都逐渐变为+52.7,这一现象称变旋现象. 原因-不同结构形式的葡萄糖可互变,各种形式最后达到一定的平衡所致,Mutarotation 变旋现象：旋光度改变的现象,When dissolved in water, two different forms of glucose equilibrated to the same mixture.,单糖的性质 2 溶解度：单糖都是无色结晶，羟基（多）在水溶液中溶解度很大，不溶于乙醇，丙酮。 3 甜度：单糖都有甜味，果糖170，蔗糖100，转化糖130,化学性质 1 单糖的氧化（还原性）费林试剂：酒石酸钾钠、CuSO4 NaOH 除了羰基之外，单糖分子中的羟基也能被氧化，因氧化条件不同，单糖被氧化成不同的产物。 Cu2O为黄色或红色,1）在弱氧化剂（如溴水）作用下形成相应糖酸 2）在强氧化剂（如硝酸）作用下醛糖形成相应糖二酸，酮糖在羰基处断裂形成两个酸。 3）在脱氢酶作用下醛糖形成糖醛酸,Molish试剂：-奈酚与糠醛、羟甲基糠醛生成紫色物质，鉴别糖的存在。 Seliwanoff反应：间苯二酚与盐酸遇酮糖呈红色，遇醛糖呈很浅的颜色。,2. 成脎反