江苏高中化学竞赛教练员培训资料讲座-第九讲-有机天然产物高分子化合物

有机天然产物高分子化合物,东南大学化学化工学院祁争健,第一部分有机天然产物分类：糖类化合物多肽与蛋白质脂肪酸与油脂特点：功能团种类、数目多，分子结构复杂；大多具有手性碳原子；大多能形成高级结构,一、糖类化合物,光合作用：在日光作用下，通过叶绿素的催化作用，将空气中的二氧化碳和水转化为碳水化合物。,结构特点：多羟基醛、酮或多羟基醛、酮的缩合物结构通式：Cn(H2O)m按能否水解和水解后生成物质进行分类：单糖；低聚糖；多糖,1、单糖：不能水解的多羟基醛、酮,根据羰基结构分类：醛糖；酮糖根据碳原子数目及羰基结构分类：某醛糖；某酮糖,单糖的开环结构菲舍尔投影式D葡萄糖D果糖C6H12O6C6H12O6,D-甘油醛,dextro,levo,投影式几种写法,单糖的环形结构醛醇半缩醛,开环结构和闭环结构（Haworth),D果糖,单糖构象,D葡萄糖D葡萄糖,葡萄糖的变旋现象：手性碳变化,还原性：与本尼迪特试剂反应,D-葡萄糖二酸D-葡萄糖酸,邻二醇等的氧化,形成缩醛：糖苷,甲基葡萄糖苷,水杨苷，苦杏仁苷,成脎,成醚；糖苷键水解,成酯,五乙酸D-葡萄糖酯五乙酰基D-葡萄糖,6磷酸D-葡萄糖酯,其它单糖,D核糖D2脱氧核糖,核苷酸,2、二糖：一个单糖苷羟基与另一单糖的某一羟基脱水而成,还原性双糖：一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的醇羟基失水,变旋现象还原性成脎,非还原性二糖：两个单糖的苷羟基失水而成,蔗糖D葡萄糖和D果糖失水两个单糖均成苷,3、多糖纤维素：1,4-糖苷键,直链淀粉：1,4糖苷键支链淀粉：1,4糖苷键；1,6糖苷键,例：甜菊苷,二、多肽与蛋白质,1、氨基酸结构特点：分子中含有氨基的羧酸分类：-氨基酸，氨基酸等,-氨基酸结构通式,-氨基酸按基团分类：中性氨基酸碱性氨基酸酸性氨基酸,丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸,氨基酸的结构,除甘氨酸外的手性氨基酸L氨基酸,氨基酸的酸碱两性与偶极离子,正离子、负离子与偶极离子,等电点,在一定的pH溶液中，正离子和负离子数量相等，且浓度都很低，而偶极离子浓度最高，此时电解，以偶极离子形式存在的氨基酸不移动，这溶液的pH值就叫做氨基酸的等电点（*等电点不是中性点）。在强酸性溶液中主要以正离子存在；在强碱性溶液中主要以负离子存在。氨基酸在等电点时溶解度最小。,甘氨酸,丙氨酸,颉氨酸,亮氨酸,酸性氨基酸与碱性氨基酸,天门冬氨酸,谷氨酸,酸性碱性,组氨酸,赖氨酸,其它两性离子的例子,两性离子依赖于溶液pH值,水合茚三酮反应：生成蓝紫色物质。氨基酸的特有反应,与亚硝酸反应定量放出氮气，定量测定氨基酸或蛋白质的水解程度,氨基酸受热反应,3，6-二甲基-2，5-哌嗪二酮,半胱氨酸与胱氨酸,半胱氨酸,胱氨酸,氨基酸的制备,1、蛋白质水解2、卤代酸氨解,3、由丙二酸酯制备,2、多肽,某氨酰某氨酸,3、蛋白质,蛋白质是由氨基酸以酰胺鍵形成的高分子化合物。由C、H、O、N、S等元素组成，有些含有P、Fe、I。单纯蛋白和结合蛋白：非蛋白部分叫辅基（糖、脂肪、色素等）。,蛋白质的结构,蛋白质分子中氨基酸的连结顺序，叫做一级结构。蛋白质二级结构氢鍵,二级结构螺旋,蛋白质二级结构折叠片状,AT碱基对中的氢键,碱基中的烯醇互变,蛋白质四级结构四种不同蛋白质,蛋白质的性质,两性电解质电泳法：等电点不同，在一定pH值中所带电荷不同，在电场中移动的方向和速度也不同。具有胶体性质：在水溶液中的颗粒直径在1100nm。,盐析在蛋白质的胶体溶液中加入盐类、有机溶剂或某些酸可使蛋白质沉淀。蛋白质的变性如果在蛋白质的胶体溶液中加入的酸、碱或重金属盐或加热使其高级结构被破坏（并不是蛋白质的水解），其活性消失。蛋白质的水解,谷氨酸的系统名为2氨基戊二酸。请回答下列问题：1写出其结构。2写出谷氨酸在pH=10.0的水溶液中，占优势的离子结构。3若谷氨酸溶于pH=7的纯水中,所得溶液的pH值是x，请问x是大于7还是小于7？,此氨基酸的等电点是大于x还是小于x？为什么？,三、脂肪酸与油脂,1、脂肪酸：长直链单羧酸C12C24（偶数碳原子）饱和不饱和（一至多个双键）,常见脂肪酸,2、油脂,油脂是指猪油、牛油、花生油、豆油、桐油等动植物油主要成分为三分子高级脂肪酸与甘油形成的酯,皂化：将油脂用氢氧化钠（或氢氧化钾）水解，就得到脂肪酸的钠盐（或钾盐）和甘油。高级脂肪酸的钠盐就是肥皂。,加成：氢化：,肥皂及表面活性剂肥皂：70%高级脂肪酸钠，30%水亲水基团和疏水基团：一个既具有亲水基，又具有亲油基的分子叫两亲分子，肥皂分子在水中时许多分子的烃基链彼此靠色散力绞在一起，形成一个球形而将亲水部分露在球面上，叫胶束。,胶束,油,水,蜡与磷脂,脑苷脂：存在于神经组织中,第二部分高分子化合物,一般分子量大于1000，化合物的物理性质，化学性质不因分子量再稍有不同而变化，该化合物就叫高分子化合物。,单体：构成高分子化合物重复结构单元的低分子化合物。,聚合反应：使单体变为聚合物的反应。按反应类型分为加聚反应和缩聚反应。按反应类型分类：加聚反应、缩聚反应,加聚反应不饱和