碳水化合物.ppt

第十五章碳水化合物,15.1.1概述光合作用谈起,碳水化合物的分类,低聚糖,多糖,单糖（醛糖与酮糖）,单糖的构型1951年以前人为地规定左、右旋甘油醛用下式表示：,L-(-)-甘油醛D-(+)-甘油醛这叫相对构型，适用于含一个手性碳的分子。碳水化合物也沿用这种构型表示法，用距羰基最远的手性碳的D、L代表整个分子的构型。,D-甘油醛D-某醛糖D-某酮糖,葡萄糖的结构葡萄糖的分子式：C6H12O6，经分析证明：分子中的6个碳原子成直链，含有1个醛基，5个羟基。由此推知，葡萄糖是开链的五羟基己醛：,15.1.2单糖的结构单糖在自然界广泛存在,其中葡萄糖、果糖分布最广，而葡萄糖是重要的、且具有代表性的单糖。,若写成投影式，应为右式的光学异构体之一，它有4个手性C，应有24=16个光学异构体。按糖类构型表示法的规定，右式是D-构型。,以上8个均为D-构型,另有8个L-构型从略。,通过若干化学家多年的不懈努力，终于确定了这16个单糖的绝对构型，式是天然的葡萄糖结构式，这不能不使我们认为这是人类认识自然微观世界的一项重大成就。,但是葡萄糖结构的探索并末了结,*变旋现象的启示：,从乙醇溶液得到的D葡萄糖=+113o从吡啶溶液中结晶的D葡萄糖=19o,将二者分别溶于水，它们水溶液的比旋光度都会发生改变，而且都变为52o后不再改变，这叫变旋现象。,变旋现象是由直链的醛式结构与半缩醛的环状互变而引起的,37%1%63%-D葡萄糖D葡萄糖,葡萄糖的环状半缩醛结构,11337%1963%52,怎样由投影式转换为透视式,-D-葡萄糖立体结构的二种表示,哈沃斯式,构象式,D-果糖,(吡喃式),-D果糖,(呋喃式),几种其它单糖,-D-(-)-核糖,-D-(+)甘露糖,-D-(+)-半乳糖,-D-(-)-2-脱氧核糖,几种单糖的构象式,-D-葡萄糖,D-半乳糖,-D-葡萄糖,-D-木糖,15.1.3单糖的反应1、差向异构化,2、氧化反应在碱性溶液中氧化与Tollen试剂或Fehling试剂作用。在酸性溶液中氧化,用硝酸氧化：,D-赤藓糖D-酒石酸,4、还原反应,D-葡萄糖,甘露糖,果糖,甘露醇,山梨醇,4、成脎反应,(接下页),5、成苷反应,甲基-D-吡喃萄葡糖苷，熔点105，D=-34,甲基-D-吡喃萄葡糖苷，熔点166，D=+158,6、成酯反应,7、脱水和显色反应在浓酸作用下戊糖脱水成糠醛，己糖脱水成羟甲基糠醛。糖的某些显色反应，就是基于这一前提。Molisch反应糖类的反应(棕色环)西里瓦诺夫反应酮糖的特征反应(红色)蒽酮反应用以定量测定碳水化合物苔黑酚反应区别戊糖和己糖,*维生素C,抗坏血酸脱氢抗坏血酸,重要的单糖和糖的衍生物,15.2二糖,1mol二糖水解可得2mol单糖，二糖可看成是2个单糖分子形成的糖苷。它们的结合可有以下二种方式：,(1)由一个单糖分子提供半缩醛羟基与另一个单糖分子的普通羟基结合成苷，这种二糖还保留了1个半缩醛羟基，所以它有变旋现象、能够成脎、有还原性，叫还原性二糖。,(2)由一个单糖分子的半缩醛羟基与另一个单糖分子的半缩醛羟基结合，这种二糖没有了半缩醛羟基，所以它没有变旋现象、不能够成脎、没有还原性，叫非还原性二糖。,*麦芽糖有变旋现象、有还原性、能够成脎，水解1mol麦芽糖得2molD-葡萄糖，确定结构式如下,*蔗糖没有变旋现象、无还原性、不能够成脎，水解1mol蔗糖得1molD-葡萄糖和1molD-果糖,证明有如下结构式,-呋喃果糖基-D-吡喃葡萄糖苷,*其它二糖,纤维二糖,乳糖,15.3多糖多糖是由数百个甚至数千个单糖分子以苷键结合而成的天然高分子化合物。它没有甜味，无旋光现象、无还原性、不能成脎。,1、淀粉淀粉可用酸水解，也可在淀粉酶作用下水解，其最终产物为D-葡萄糖，但倒数第二个产物是麦芽糖。可见淀粉由D-葡萄糖以1、4苷鍵结合而成的高分子化合物，其葡萄糖单位约250300个。也有以1、6苷鍵结合成支链，构成支链淀粉的片断。,直链淀粉的螺旋结构示意图,支链淀粉片断,1,6-结合,1、4结合,淀粉的理化性质(1)水溶性直链淀粉与支链淀粉的差别(2)显色反应直链淀粉遇碘显兰色，支链淀粉显紫红色。,(3)水解可在酸或酶的作用下水解。(4)生成淀粉衍生物A、与醋酐作用，生成醋酸淀粉。B、与氯乙酸作用，生成羧甲基淀粉。C、与环氧乙烷作用,生成羟乙基淀粉。,2、纤维素(1)纤维素的结构,由-D-葡萄糖以1-4苷鍵结合