《碳水化合物chy》PPT课件.ppt

第十四章碳水化合物 基本概念单糖糖苷双糖多糖 特点 分布最广 生物体内含量最高 文明的基础 人类三大营养之一 化工原料 1概述糖类 葡萄糖C6H12O6 C6 H2O 6 果糖C6H12O6 C6 H2O 6 蔗糖C12H22O6 C12 H2O 11 碳水化合物的名称来源 不科学 鼠李糖C6H11O5 结构上是糖 但不符合元素比例 结构 多羟基的醛酮 或能够水解为多羟基的化合物 碳水化合物 碳水化合物 糖是一切生物能量的主要来源 动物和植物通过如下的循环维持了二氧化碳与氧的平衡 植物光合作用动物呼吸作用 来源 多糖 重点讨论单糖 分类 低聚糖 不能水解为更简单的多羟基醛酮的化合物 一个分子水解后能生成2 10个单糖分子的化合物 如 蔗糖为二聚糖 结晶物质 一个分子水解后能生成10个以上单糖分子的化合物 天然多糖一般由100 300个单糖组成 如 淀粉 纤维素 无定型结晶 无甜味 单糖 一 单糖 丁醛糖丁酮糖戊醛糖戊酮糖已醛糖已酮糖 相应的醛糖和酮糖是同分异构体 分为醛糖和酮糖 自然界中五 六碳糖最普遍 2构型 葡萄糖 2 1单糖的构造构型 肟or腈醇 说明有 葡萄糖酸 说明有 CHO 而不是 五乙酰基产物 说明有五个羟基 OH 只能氧化醛基 正己烷 说明为直链化合物 6个碳 同一个碳上不可能连有两个羟基 经验 五羟基己醛糖 葡萄糖 立体异构 同理 果糖结构为 五羟基己酮糖 2 2单糖的D L构型 2 2 1D L标记 D 甘油醛 在右 在左 L 甘油醛 2R 3S 4R 5R 五羟基己醛糖 注意 R S与D L无必然内在联系 一个是基团之间相比 另一个是甘油醛左右的排列 在右叫D构型 编号最大的C D 己醛糖 L 己醛糖 在左 D L表示构型 只考虑与羰基最远的手性碳原子 2 2 2构型的表示法 碳链的增长 醛糖的D型异构体 酮糖的D型异构体 对映异构体和非对映异构体 3单糖的环状结构 变旋现象和糖苷 3 1变旋现象 3 1 1一个实验 葡萄糖 五甲氧基葡萄糖 说明这个羰基有特殊性 四甲氧基葡萄糖 有醛的性质 3 1 2变旋现象 发生变化的现象叫 变旋现象 3 2葡萄糖的氧环式结构 开链式 D 葡萄糖 D 葡萄糖 D 葡萄糖非对映体 差向异构 结晶状态的单糖以环形半缩醛 或半缩酮 的形式存在 异头物anomer 环的生成 使羰基碳原子成为手性碳原子 因此 同一单糖有两种环状的非对映体 他们的差别在于链端一个手性碳原子的构型不同 这两种非对映异构体互称为正位异 anomers 也叫差向异构 分别用 和 表示 型 苷羟基与C5 决定构型的C 的羟基同侧 型 苷羟基与C5的羟基异侧 D 葡萄糖概括 D 葡萄糖 D 葡萄糖 氧环式结构引起 D 果糖 D 果糖 3 3葡萄糖的Haworth 哈武斯 结构 单糖平面六边形表示 D 葡萄糖 D 葡萄糖 全称 D 吡喃葡萄糖 D 吡喃葡萄糖 D 葡萄糖 D 葡萄糖 全称 D 吡喃葡萄糖 D 吡喃葡萄糖 3 4葡萄糖的构象 较稳定 D 吡喃葡萄糖 D 吡喃葡萄糖 自然界含量较高的原因16个异构体中能量最低 3 5糖苷的形式 糖苷 苷元 形成糖苷的非糖体 D 甲基葡萄糖苷 158 5 mp165 C D 甲基葡萄糖苷 33 mp107 C 不具有醛的结构 碱性介质无羟基的性质 非对映体差向异构 苷键 4 单糖的化学性质 具有羟基醛的特性具有醇 醛酮的性质 成醚 酯 氧化 加成等 1 氧化醛糖 酮糖都能被吐伦试剂 斐林试剂 本尼迪特 Benedict 试剂 硫酸铜 碳酸钠 柠檬酸钠混合液 氧化 本尼迪特试剂 硫酸铜 碳酸钠 柠檬酸钠混合液 氧化亚铜用作单糖的定性和定量鉴定 单糖均为还原性糖 碱催化的异构化 酮糖不能被溴水氧化 可用溴水来区别醛糖和酮糖 例 葡萄糖和果糖 Br2 H2O氧化 HIO4氧化 断几键就需要几摩尔HIO4 测定结构 4 2还原反应 测结构 4 3成脎反应 糖脎 很好的结晶 不同的糖有不同的晶型 3 成脎反应 D 葡萄糖 D 葡萄糖苯腙 D 葡萄糖脎 注意 分子中除C1 C2外都相同时 生成相同的脎 鉴别糖的重要反应 成糖脎的时间不一样 糖脎不溶于水 有特定的熔点和晶形 4 差向异构化只有一个手性碳原子构型相反者 彼此成为差向异构体 单糖与稀碱共热则发生异构化反应 D 果糖 D 葡萄糖 D 甘露糖 在稀碱溶液中 酮糖能转变成醛糖 可发生斐林反应和银镜反应 顺烯醇式 反烯醇式 5 莫利施 Molish 试验糖的水溶液中加入 萘酚的酒精溶液 沿试管壁小心地注入浓硫酸 不要摇动试管 在两层液面间可形成一个紫色环 用于鉴别糖类 所有的糖都有这种反应 6半缩醛环的大小 2 3 二甲氧基丁二酸 可得吡喃环 六元环 利用C5上的羟基 2 3 4 三甲氧基戊二酸 用于推测结构 7双糖 单糖的分子通过半缩醛的羟基生成的苷 7 1麦芽糖 还原性糖 淀粉 部分水解 麦芽糖 麦芽糖 2葡萄糖 结果 成脎 存在 葡萄糖 不水解 选择降解 苷键 还原性糖 两分子葡萄糖的 苷键形成的糖 半缩醛 非还原部分还原部分 4 O D 吡喃葡萄糖 D 吡喃葡萄糖 7 2蔗糖 非还原性糖 蔗糖 266 5 葡萄糖果糖 由于结构中无半缩醛部分 所以为非还原性的糖水解后 43 5 叫转化糖 水解后产物的旋光性改变 1分子葡萄糖和1分子果糖 D 吡喃葡萄糖苷 D 呋喃果糖苷 7 3乳糖 还原性糖 半乳糖和葡萄糖生成的苷 1 4 苷键 糖基苷元 非还原糖 还原部分 4 O D 吡喃半乳糖基 D 吡喃葡萄糖 7 4纤维二糖 还原性糖 2葡萄糖 1 4 糖苷键 8多糖 淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖 螺旋状 1 4 糖苷键 1 6 糖苷键 区分 纤维素 1 4 糖苷键 直链淀粉n 1000 1 4 糖苷键生成 支链淀粉n