有机化学第三版高鸿宾chapt19

1、第十九章第十九章 碳水化合物碳水化合物（一）（一）碳水化合物的定义及分类碳水化合物的定义及分类（二）（二）单糖单糖 （1）单糖的构型和标记法）单糖的构型和标记法 （2）单糖的氧环式结构）单糖的氧环式结构 （3）单糖的构象）单糖的构象 （4）单糖的化学性质）单糖的化学性质 （5）脱氧糖和氨基糖）脱氧糖和氨基糖（三）（三）二糖二糖 （1）蔗糖（）蔗糖（2）麦芽糖）麦芽糖（3）半乳糖（半乳糖（4）纤维二糖）纤维二糖（四）（四）多糖多糖 （1）淀粉）淀粉 （2）纤维素）纤维素制作人：张文勤制作人：张文勤碳水化合物是多羟基醛或酮以及能水碳水化合物是多羟基醛或酮以及能水解生成多羟基醛或酮的一类化合物。解生

2、成多羟基醛或酮的一类化合物。（一）碳水化合物的定义及分类（一）碳水化合物的定义及分类单糖单糖低聚糖低聚糖多糖多糖不能水解成更小分子的多羟基醛或酮，不能水解成更小分子的多羟基醛或酮，如如果糖果糖和和葡萄糖葡萄糖等等能水解成几分子单糖的碳水化合物，能水解成几分子单糖的碳水化合物，如如蔗糖蔗糖、麦芽糖麦芽糖和和纤维二糖纤维二糖等等能水解成较多分子单糖的碳水化合物，能水解成较多分子单糖的碳水化合物，如如淀粉淀粉和和纤维素纤维素 按分子中碳原子数目，单糖分为按分子中碳原子数目，单糖分为丙糖、丁糖、丙糖、丁糖、戊糖、己糖等戊糖、己糖等。分子中含有醛基的叫。分子中含有醛基的叫醛糖醛糖，含，含有酮基的叫有酮基

3、的叫酮糖酮糖。（二）单糖（二）单糖 自然界最主要的单糖是自然界最主要的单糖是戊醛糖戊醛糖（如核糖）、（如核糖）、己醛糖己醛糖（如葡萄糖、半乳糖）和（如葡萄糖、半乳糖）和己酮糖己酮糖（果（果糖）。糖）。（1 1）单糖的构型和标记法）单糖的构型和标记法 单糖采用相对构型进行标记单糖采用相对构型进行标记: 手持编号为手持编号为1 的碳的碳原子让碳链自然下垂，把羟基分置碳链两侧编号原子让碳链自然下垂，把羟基分置碳链两侧编号最大的碳原子上的羟基在右侧为最大的碳原子上的羟基在右侧为d构型，在左侧构型，在左侧为为l-构型。自然界所有单糖为构型。自然界所有单糖为d-构型。构型。choch2ohhohchoch

4、2ohhohhohchoch2ohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohd-(+)-甘油醛甘油醛d-(-)-赤藓糖赤藓糖d-(-)-苏阿糖苏阿糖d-(-)-核糖核糖d-(-)-阿拉伯糖阿拉伯糖d-(+)-木糖木糖d-(-)-来苏糖来苏糖choch2ohhohchoch2ohhohhohchoch2ohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohd-(+)-glyceraldehyde

5、 d-(-)-erythrosed-(-)-threosed-(-)-ribosed-(-)-arabinosed-(+)-xylosed-(-)-lyxosechoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohd-(+)-阿洛糖阿洛糖 d-(+)-阿卓糖阿卓糖d-(+)-葡萄糖葡萄糖 d-(+)-甘露糖甘露糖d-(-)-古罗糖古

6、罗糖d-(-)-艾杜糖艾杜糖d-(+)-半乳糖半乳糖d-(+)-塔罗糖塔罗糖choch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohd-(+)-allosed-(+)-altrosed-(+)-glucosed-(+)-mannosed-(-)-gulosed-(-)-idosed-(+)-galactosed-(+)-talose（

7、2）单糖的氧环式结构）单糖的氧环式结构choch2ohhohhohhohhohchohoch2hohhohohhhoh顺时针旋转90co弯曲成环状choch2ohhohohhhohhoh旋转c4c5键choohch2ohhohhhohhohoch2ohhohhhohhohohhoch2ohhohhhohhohhoh苷羟基苷原子haworth式式c=och2ohch2ohhohhohhohoch2ohhohhhohhohch2ohohoch2ohhohhhohhohch2ohohch2ohohohoch2hohhhohch2ohohohoch2hohhhoh -d-(-)-吡喃果糖吡喃果糖-d-

8、(-)-吡喃果糖吡喃果糖 -d-(-)-呋喃果糖呋喃果糖-d-(-)-呋喃果糖呋喃果糖d-(-)-果糖果糖（3）单糖的构象）单糖的构象choch2ohhohhohhohhohoch2ohhohhhohhohohhoch2ohhohhhohhohhohoohohhohoch2ohoohohhohoch2oh -d-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖d-(+)-葡萄糖葡萄糖-d-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 d20+112o d20+19o（4）单糖的化学性质）单糖的化学性质（甲）氧化（甲）氧化d-葡萄糖二酸葡萄糖二酸d-葡萄糖葡萄糖d-葡萄糖酸葡萄糖酸br2/h2ohno3choch2ohhohhoh

9、hohhohcoohch2ohhohhohhohhohcoohcoohhohhohhohhohchohch2ohchohohhohhohcch2ohoch2ohhohhohhohcch2ohchohohhohhohhoh(ag+)fehling(cu+)tollenschohch2ohcoohhohhohhohd-糖酸糖酸 d-醛糖醛糖 烯二醇烯二醇 d-酮糖酮糖choch2ohhohhohhohhoh5hio45 hcooh hcho该反应定量进行该反应定量进行（乙）、糖的还原（乙）、糖的还原choch2ohhohhohhohhohnabh4ch2ohch2ohhohhohhohhohh2,

10、 ni加热、加压d-葡萄糖葡萄糖山梨糖醇山梨糖醇（丙）、（丙）、脎脎的生成的生成choch2ohhohhohhohhohchch2ohhohhohhohhohnnhphphnhnh2phnhnh22cch2ohchnnhphnnhphhohhohhohcch2ohoch2ohhohhohhohphnhnh23cch2ohchnnhphnnhphhohhohhohd-葡萄糖苯腙葡萄糖苯腙d-果糖果糖d-葡萄糖葡萄糖脎脎与上面是同与上面是同一种一种脎脎（丁）、苷的生成（丁）、苷的生成choch2ohhohhohhohhohoohohhohoch2ohoohohhohoch2oh -d-(+)-甲基

11、甲基吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷d-(+)-葡萄糖葡萄糖-d-(+)-甲基甲基吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷hcl ch3ohooch3ohhohoch2ohooch3ohhohoch2ohhcl ch3oh（5）脱氧糖和氨基糖）脱氧糖和氨基糖choch2ohhohhohhh 2-脱氧脱氧-d-核糖核糖核酸的重要组核酸的重要组成部分成部分choch3hohhohhohhoh l-鼠李糖鼠李糖植物细胞植物细胞壁的成分壁的成分choch3hohhohhohhoh l-岩藻糖岩藻糖藻类糖蛋藻类糖蛋白的成分白的成分oohnh2hohoch2ohoohnh2hohoch2ohoohnhcoch3hohoch2oh

12、2-氨基氨基- - d-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖2-乙酰氨基乙酰氨基- - d-吡喃葡萄糖，吡喃葡萄糖，该化合物是甲壳质的组成单位。该化合物是甲壳质的组成单位。2-氨基氨基- - d-吡喃半乳糖吡喃半乳糖（三）二糖（三）二糖（1）蔗糖）蔗糖 蔗糖是非还原糖，它不能与蔗糖是非还原糖，它不能与tollens and fehling作用，作用，不能与苯肼作用成不能与苯肼作用成腙腙或或脎脎，在水中不发生变旋光现象。在水中不发生变旋光现象。蔗糖的比旋光度为蔗糖的比旋光度为+66o。hch2ohhhohch2ohohohoohch2ohohoo -d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-呋喃果糖苷呋喃果糖苷或或 -

13、d-呋喃果糖基呋喃果糖基- -d-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷（2）麦芽糖）麦芽糖 麦芽糖是淀粉不完全水解产物，它是还原糖，它能麦芽糖是淀粉不完全水解产物，它是还原糖，它能与与tollens and fehling作用，也能与苯肼作用成作用，也能与苯肼作用成腙腙或或脎脎，在水中不发生变旋光现象。麦芽糖的比旋光度在水中不发生变旋光现象。麦芽糖的比旋光度为为+136o。4-o-d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖ohohoohoch2ohch2ohohoohohoch2ohohohoohch2ohohoohoh 乳糖是还原糖，存在于哺乳动物乳汁中。它能乳糖是还原糖，存在于哺乳动物乳汁

14、中。它能与与tollens and fehling作用，也能与苯肼作用成作用，也能与苯肼作用成腙腙或或脎脎，在水中能发生变旋光现象。在水中能发生变旋光现象。4-o-d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-吡喃半乳糖吡喃半乳糖（3）半乳糖半乳糖（4）纤维二糖）纤维二糖 纤维二糖是纤维素不完全水解的产物，是还原糖，纤维二糖是纤维素不完全水解的产物，是还原糖，它能与它能与tollens and fehling作用，也能与苯肼作用成作用，也能与苯肼作用成腙腙或或月杀月杀，在水中可发生变旋光现象。在水中可发生变旋光现象。4-o-d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖ch2ohohohoohoc

15、h2ohohoohoh（四）多糖（四）多糖（1）淀粉）淀粉 直链淀粉是多个葡萄糖单元通过直链淀粉是多个葡萄糖单元通过-1,4-糖苷键糖苷键形成的线形聚合物，呈螺旋状结构，难溶于水，形成的线形聚合物，呈螺旋状结构，难溶于水，能与碘分子络和呈能与碘分子络和呈蓝色蓝色。ch2ohohohoohoch2ohhoohoch2ohohoohohn直链淀粉直链淀粉 支链淀粉是多个葡萄糖单元通过支链淀粉是多个葡萄糖单元通过-1,4-糖苷键糖苷键和和-1,6-糖苷糖苷键键形成的树枝状聚合物，易溶于水，能与形成的树枝状聚合物，易溶于水，能与碘分子络和呈红紫色。淀粉的碘分子络和呈红紫色。淀粉的还原性极不显著还原性极

16、不显著。支链淀粉支链淀粉ch2ohohoohoch2ohohohoohonch2ohohohoohoch2ohoohoch2ohohoohohm甲、淀粉的改性甲、淀粉的改性starchohm ch2=chcnnaohstarchoch2chch2chhcncnxyh2onaohstarchoch2chch2chhconh2coonaxy吸水吸水1000倍倍氰乙基淀粉氰乙基淀粉乙、环糊精乙、环糊精 环糊精（环糊精（cd)通常由通常由6、7、8个个葡萄糖单元环合葡萄糖单元环合而成，分别称为而成，分别称为-、 和和r-cd。许多有机反应底许多有机反应底物可以嵌入其空物可以嵌入其空腔中进行位置选腔中进

17、行位置选择反应择反应。ch2ohohoohohoch2ohoohoch2ohohoohoch2ohoohhooch2ohoohhoohoh2coohhoo-环糊精结构示意图环糊精结构示意图och3hoclh2ocdoch3cloch3cl（40%） （60%）（4%） （96%）（2）纤维素）纤维素 纤维素是多个葡萄糖单元通过纤维素是多个葡萄糖单元通过-1,4-糖苷键糖苷键形成的线形聚合物，分子量比淀粉大的多，不溶形成的线形聚合物，分子量比淀粉大的多，不溶于水，无还原性。于水，无还原性。纤维素纤维素ch2ohohohoohoch2ohohoohoch2ohohoohohn甲、粘胶纤维甲、粘胶纤维 纤维素经上述处理后的再生纤维素，其长纤维纤维素经上述处理后的再生纤维素，其长纤维称做人造丝，供纺织和针织用；其短纤维称人造棉，称做人造丝，供纺织和针织用；其短纤维称人造棉，供纯纺或混纺用。供纯纺或混纺用。纤维素纤维素celluloseoh再生纤维素再生纤维素纤维素黄原酸钠纤维素黄原酸钠naohcelluloseonacs2celluloseocssnah2so4celluloseohnch2ohohoohonch2ococh3oh3ccooococh3o(