单糖的化学性质zy

1、1会计学单糖的化学性质单糖的化学性质zy构型的RS表示法指定与每个手性碳原子直接相连的4个取代基的优先性顺序。顺序规则的基础是原子序数高的原子比原子序数低的原子优先性大（如碘53号、溴35号、氯17号、氢1号）。重要基团的优先顺序（从大到小）是SH，OCHO，OR，OH，NHR，NH2，COOH，CONH2，CHO，CHROH，CH2OH，C6H5，CH3，H。优先性最小的取代基，离开观察者最远，另三个取代基面向观察者确定面向观察者的三个取代基按优先性的大小的顺序是顺时针还是逆时针方向如果是顺时针方向（右手），则为R构型（R源自拉丁文rectus，右），如果是逆时针方向，则为S构型（S源自拉丁

2、文sinister，左）。构型的RS表示法手性分子的实物与其镜像不能重叠的现象分子的实物与其镜像不能重叠的现象甘油醛及手性碳原子甘油醛二羟丙酮单糖的构型以甘油醛为参照标准，甘油醛单糖的构型以甘油醛为参照标准，甘油醛C C2 2为为手性碳，与其相连的手性碳，与其相连的-OH-OH在右边的为在右边的为D D型、在左型、在左边的为边的为L L型，型，D D型和型和L L型互为立体异构体，是一型互为立体异构体，是一对对映体。对对映体。单糖（所有的醛糖和酮糖）的构型由于手性碳往往单糖（所有的醛糖和酮糖）的构型由于手性碳往往不止一个，因而规定：离羰基最远的不对称不止一个，因而规定：离羰基最远的不对称C C

3、上的上的-OH-OH方向，比照甘油醛的结构，判定糖的构型，在方向，比照甘油醛的结构，判定糖的构型，在右边的为右边的为D D型、在左边的为型、在左边的为L L型。型。L-葡萄糖葡萄糖 L-甘油醛甘油醛 D-葡萄糖葡萄糖 D-甘油醛甘油醛 对映体差向异构体-D-葡糖糖 D-葡糖糖D-葡糖糖氧化氧化糖酸、糖醛酸糖酸、糖醛酸还原还原糖醇糖醇酯化酯化糖酯糖酯聚合聚合寡糖、多糖寡糖、多糖CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOH 葡萄糖葡萄糖单糖对稀酸相当稳定，但在碱性溶液里能发生多种反应。单糖异构化是室温下碱催化的烯醇式作用的结果在碱性水溶液中单糖反生分子重排，通过烯二醇中间物相互转化醛糖具有游离

4、的醛基，具有很好的还原性。碱性溶液中的重金属离子，如Fehling试剂（酒石酸钠、氢氧化钠、硫酸铜）Benedict试剂（柠檬酸，碳酸钠，硫酸铜）使醛糖氧化成醛糖酸。Fehling试剂、 Benedict试剂只能定性，不能定量。因为碱性条件引起糖碳架的断裂和分解。Benedict试剂可用于糖尿病的检测许多果糖也具有还原性，如果糖等，因其在碱性溶液中异构化成醛糖较强的氧化剂如热的稀硝酸，将醛基和伯醇基氧化成羧基，成为醛糖二酸内消旋现象单糖的羰基在适当还原条件下，如用硼氢化钠处理醛糖或酮糖，被还原成多元醇山梨醇是转化成维生素C的前体。在生物体内这一反应是由特异的脱氢酶催化，以NADH+H+或NAD

5、PH+H+作为供氢体来完成的4 糖脎：糖类的苯肼衍生物，不溶于水，晶体呈黄色 苯腙基不同还原糖生成的脎，晶体与熔点各不相同，如葡萄糖脎是黄色细针状，麦芽糖脎是长薄片，因此成脎反应可用来鉴别多种还原糖单糖分子中的单糖分子中的-OH-OH，特别是异头碳上的半缩，特别是异头碳上的半缩醛羟基能与磷酸、硫酸、乙酸酐等脱水生成醛羟基能与磷酸、硫酸、乙酸酐等脱水生成酯。糖的磷酸酯是糖分子进入代谢反应的活酯。糖的磷酸酯是糖分子进入代谢反应的活化形式，化形式，最重要的是己糖磷酸酯最重要的是己糖磷酸酯。重要的己糖磷酸酯重要的己糖磷酸酯OPO3H2HHHHHOHOHHOCH2OHOOHHHHHHOHOHHOCH2

6、OPO3H2OG-1-PG-6-POOHCH2OHHOOHHHHH2O3POCH2OOHCH2 OPO3H2OHOHHHHH2O3POCH2F-6-PF-1,6-2P单糖环状结构中的半缩醛羟基比其他羟基活单糖环状结构中的半缩醛羟基比其他羟基活泼，可与泼，可与其他化合物其他化合物发生缩合形成的缩醛（发生缩合形成的缩醛（或缩酮）而成或缩酮）而成糖苷糖苷（又称（又称甙甙或配糖体，糖苷或配糖体，糖苷实际上是缩醛的一种），其中糖的部分叫糖实际上是缩醛的一种），其中糖的部分叫糖基，非糖部分叫做苷元，糖苷的名称叫做基，非糖部分叫做苷元，糖苷的名称叫做（苷元名称）基（苷元名称）基糖苷。如甲基葡萄糖苷。如甲基葡

7、萄糖苷。因为葡萄糖的半缩醛羟基有糖苷。因为葡萄糖的半缩醛羟基有-型与型与-型之分，生成的糖苷也有型之分，生成的糖苷也有-与与-之分之分。其他化合物其他化合物：醇、糖、嘌呤、嘧啶的羟基、氨基、巯基等。：醇、糖、嘌呤、嘧啶的羟基、氨基、巯基等。注意：糖苷键可以通过氧、氮、或硫原子连接，也可以是碳碳直接注意：糖苷键可以通过氧、氮、或硫原子连接，也可以是碳碳直接连接，连接，O-苷、苷、N-苷苷注意：糖苷键可以通过氧、氮、或硫原子连接，也注意：糖苷键可以通过氧、氮、或硫原子连接，也可以是碳碳直接连接，可以是碳碳直接连接，O-O-苷、苷、N-N-苷苷OOHOROHOHOHglycosidic bond （

8、糖苷键）aglycone （糖配基）glycoresidue （糖残基）OOHOOHOHOHOHOOHSCCH2CHOHOHOHCH2OSO3KOOHOOHOHOHOOHOOHOHCHCNOHOHOHONNNNNH2OOHOOHOHOOHOOHOHOHOOHOOHOHOHO熊果苷黑芥子苷腺嘌啉核苷苦杏仁苷甜菊苷O-glycosidic bondS-glycosidic bondN-glycosidic bond -1, 6-glycosidic bond -1, 2-glycosidic bond自然界中的糖苷自然界中的糖苷不同的糠醛与多元酚作用产生特有的颜色反应。羟甲糠醛与间苯二酚反应生成红

9、色缩合物，是鉴定酮糖（果糖）的方法，（Seliwanoff试验）。戊糖脱水形成糠醛与间苯三酚生成朱红色物质，（间苯三酚试验），与甲基间苯二酚生成蓝绿色蓝绿色物质（Bial试验），这两个试验用于鉴别戊糖鉴别戊糖， BialBial反应常用来检测反应常用来检测RNARNA含量含量。糖类缩水形成的糠醛及衍生物与-萘酚反应生成红紫色物质，此试验用于鉴定糖类物质。糖类缩水与蒽酮生成蓝绿色复合物，称蒽酮反应，用于总糖量的测定单糖磷酸酯，广泛存在于各种细胞中，他们是很多代谢途径中的主要参与者核糖糖苷的磷酸酯，即核苷酸，如腺苷一磷酸酸性氨基糖细菌细胞壁结构多糖的构件分子之一六、寡糖六、寡糖命名原则：命名原则：

10、非还原端与还原端非还原端与还原端, ,非还原端在左，非还原端在左，还原端在右还原端在右给出异头碳的构型给出异头碳的构型, 为区分六元环与五元环，插入吡喃为区分六元环与五元环，插入吡喃、呋喃字样、呋喃字样 糖苷键的连接次序（糖苷键的连接次序（1 1 4/1 24/1 2）2 211 1自然界最常见的寡糖是二糖麦芽糖麦芽糖 -型型 -型型 O-D-吡喃葡糖基-(14)- - D-吡喃葡萄糖苷OC H2O HOC H2O HOO H11234自然界最常见的寡糖是二糖1OCH2OHO1OCH2OHOH4三糖：以棉子糖为例子淀粉：淀粉： 植物细胞能源的植物细胞能源的储藏储藏形式形式作物名称作物名称（种子

11、）（种子）小麦小麦玉米玉米大米大米土豆土豆红薯红薯淀粉含量淀粉含量6565752016同多糖：淀粉、糖原、右旋糖苷、菊粉、纤维素、壳聚糖（几丁质） 一级结构一级结构 （1 14 4）葡萄糖苷键葡萄糖苷键可溶于热水可溶于热水遇碘呈紫蓝色遇碘呈紫蓝色空间结构空间结构不可溶于热水不可溶于热水 可溶可溶于于冷水冷水6, 000个糖分子个糖分子遇碘呈遇碘呈空间结构空间结构 （1 14 4）糖苷键糖苷键 （ （1616） ）糖苷键糖苷键多糖链的螺旋构象是碘显色反应的必要条件。当碘分子多糖链的螺旋构象是碘显色反应的必要条件。当碘分子落入螺旋圈内时。糖的游离羟基成为电子供体，碘分子落入螺旋圈内时。糖的游离羟基

12、成为电子供体，碘分子成为电子受体，形成淀粉成为电子受体，形成淀粉- -碘络合物，呈现颜色。如果碘络合物，呈现颜色。如果将显色的溶液加热至将显色的溶液加热至7070以上，因为糖链螺旋构象破坏以上，因为糖链螺旋构象破坏，伸展成直链，颜色随之消失，冷却后，颜色重现，伸展成直链，颜色随之消失，冷却后，颜色重现。淀淀粉粉水解水解糊精糖浆麦芽低聚糖水解葡萄糖工业方法酸或酶水解淀粉糖浆：是淀粉水解、脱色后加工而成的粘稠液体糊精：淀粉经酶法或化学方法水解得到的降解产物，为数个至数十个葡萄糖单位的寡糖和聚糖的混合物 麦芽低聚糖是一种混合糖，主要由麦芽糖、麦芽三糖至麦芽八糖组成，不含糊精 -淀粉酶，内切葡糖苷酶，

13、随机作用于淀粉内部的- 1，4糖苷键。-淀粉酶，是种外切葡糖苷酶，从淀粉的非还原端开始断裂，逐个除去二糖单位糊化（凝胶化）：淀粉在常温下不溶于水，但当水温至51以上时，淀粉的物理性能发生明显变化。淀粉分子是链状甚至分支状，彼此牵扯，淀粉在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液的特性，称为淀粉的糊化，结果形成具有粘性的糊状溶液。当凝胶化的淀粉液缓慢冷却并长期放置，淀粉分子自动聚集并借助分子间的氢键键合成不溶性微晶而重新沉淀，称为老化或退行。 淀粉来源糊化温度() 淀粉来源糊化温度() 山芋5364小麦5869甘薯7076大麦51.559.5马铃薯5667大米6878木薯5970豌豆5770玉米6472

14、小米6878高粱6878高直链淀粉玉米67（在沸水中亦不能完全糊化）淀粉经适当化学处理，分子中引入相应的化学淀粉经适当化学处理，分子中引入相应的化学基因，分子结构发生变化，产生了一些符合特基因，分子结构发生变化，产生了一些符合特殊需要的理化性能，这种发生了结构和性状变殊需要的理化性能，这种发生了结构和性状变化的淀粉衍生物称为改性淀粉。改性淀粉改变化的淀粉衍生物称为改性淀粉。改性淀粉改变了淀粉原来的糊化性能、粘性、胶凝性，凝沉了淀粉原来的糊化性能、粘性、胶凝性，凝沉性和亲水性，可分别被作为增调剂、胶凝剂、性和亲水性，可分别被作为增调剂、胶凝剂、粘合剂、分散剂、淀粉膜等，广泛用于纺织、粘合剂、分散

15、剂、淀粉膜等，广泛用于纺织、印染、造纸、纸箱、食品、制药、水处理、包印染、造纸、纸箱、食品、制药、水处理、包装以及生化分离分析和生物材料的固定化技术装以及生化分离分析和生物材料的固定化技术等领域。等领域。有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存在，动物有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存在，动物组织内主要的贮藏多糖。肝脏、肌肉中含量多组织内主要的贮藏多糖。肝脏、肌肉中含量多，分别称为肝糖元、肌糖元。结构与支链淀粉，分别称为肝糖元、肌糖元。结构与支链淀粉相似，但分支长度较短，一般由相似，但分支长度较短，一般由8-128-12个个GlcGlc残基残基组成，分支多，分子量高达组成，分支多，分子量高达10106

16、6-10-108 8。与。与KI-IKI-I2 2呈呈红褐色或棕红色。水解终产物是葡萄糖。红褐色或棕红色。水解终产物是葡萄糖。糖原酵母和细菌的贮存多糖酵母和细菌的贮存多糖蔗糖经明串珠菌发酵合成的一种高分子葡萄糖聚合物，是目前最佳的血浆代用品之一。临床上主要用作血浆代用品，用于出血性休克、创伤性休克及烧伤性休克等。低、小分子右旋糖酐，能改善微循环，预防或消除血管内红细胞聚集和血栓形成等一级结构一级结构800010000分子分子自然界中分布最广的糖，以纤维二糖自然界中分布最广的糖，以纤维二糖为基本单位缩合而成，纤维状、僵硬为基本单位缩合而成，纤维状、僵硬、不溶于水的分子，分子不分支，约、不溶于水的

17、分子，分子不分支，约由由10000-1500010000-15000个个 -D-Glc-D-Glc残基组成。残基组成。水解需高温、高压和酸，人体消化酶水解需高温、高压和酸，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素酶将部分纤维素寄生菌分泌的纤维素酶将部分纤维素水解为葡萄糖。水解为葡萄糖。在植物组织中，纤维素分子平行排列在植物组织中，纤维素分子平行排列，糖链与糖链之间有氢键联结。构成，糖链与糖链之间有氢键联结。构成微纤维。每个微纤维约微纤维。每个微纤维约6060个纤维素分个纤维素分子组成。有的区域分子排列非常整齐子组成。有的区域分子排列非常整齐，

18、为结晶区；有的排列不整齐，是非，为结晶区；有的排列不整齐，是非结晶区。结晶区。许多微纤维粘合在一起组成微纤维束许多微纤维粘合在一起组成微纤维束。微纤维束紧密聚集成层并填充半纤。微纤维束紧密聚集成层并填充半纤维素、果胶质、木质素等多聚物，构维素、果胶质、木质素等多聚物，构成天然植物纤维。复杂的层次结构使成天然植物纤维。复杂的层次结构使纤维素具有很强的抗拉强度和化学稳纤维素具有很强的抗拉强度和化学稳定性以及水不溶性等特性。定性以及水不溶性等特性。 纤维素带有大量的亲水基团，对水有纤维素带有大量的亲水基团，对水有很强的亲和力，通常有很强的亲和力，通常有2020左右的结左右的结合水。化实验室常用纤维素

19、制品作为合水。化实验室常用纤维素制品作为色层分析的惰性支持物。色层分析的惰性支持物。将纤维素进行化学修饰，得到具有特将纤维素进行化学修饰，得到具有特殊理化性能的纤维素的衍生物，称为殊理化性能的纤维素的衍生物，称为改性纤维素。这些具有离子交换功能改性纤维素。这些具有离子交换功能的改性纤维素在生化分离分析中，具的改性纤维素在生化分离分析中，具有很强的分辨能力，已经成为实验室有很强的分辨能力，已经成为实验室不可缺少的技术材料。不可缺少的技术材料。 2N乙酰乙酰D 氨基葡萄糖氨基葡萄糖（14）糖苷）糖苷v果胶质又可分为果胶酸和果胶两类基本多糖果胶质又可分为果胶酸和果胶两类基本多糖成分成分 。v果胶酸又

20、叫半乳糖醛酸聚糖（果胶酸又叫半乳糖醛酸聚糖（PGAPGA），是由），是由D-D-半乳糖醛酸缩合脱水以半乳糖醛酸缩合脱水以-1-1，4-4-糖苷键连接而糖苷键连接而成的长链分子。成的长链分子。v果胶又叫甲氧基半乳糖醛酸聚糖（果胶又叫甲氧基半乳糖醛酸聚糖（PMGAPMGA），是，是PGAPGA分子与甲醇发生酯化反应的产物。分子与甲醇发生酯化反应的产物。果胶酸及果胶在水中溶解度随相对分果胶酸及果胶在水中溶解度随相对分子质量增加而降低，随甲酯化程度增子质量增加而降低，随甲酯化程度增加而增加。果胶酸在水中溶解度低于加而增加。果胶酸在水中溶解度低于1 1。果胶则易溶于水，溶液粘度大。果胶则易溶于水，溶液粘

21、度大。粘度与果胶相对分子质量成正比。稀粘度与果胶相对分子质量成正比。稀酸溶液有利于果胶质溶解，因此，生酸溶液有利于果胶质溶解，因此，生产上用稀盐酸分离提取果胶质。果胶产上用稀盐酸分离提取果胶质。果胶不溶于酒精，工业上生成果胶都是采不溶于酒精，工业上生成果胶都是采用酸（稀）提醇沉法。用酸（稀）提醇沉法。肽聚糖肽聚糖peptidoglycanN-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸四肽侧链四肽侧链肽交联桥肽交联桥G +菌菌磷壁酸葡糖胺N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸胞壁酸 脂质脂质A核心寡糖核心寡糖O-特异链特异链-1，6连接连接D-葡萄糖胺葡萄糖胺1,4焦磷酸桥焦磷酸桥酯键酯键酰胺键酰胺键3

22、-羟脂肪酸羟脂肪酸革兰氏阴性菌的革兰氏阴性菌的特有结构特有结构N-糖苷键糖苷键N-乙酰半乳糖胺 N-乙酰半乳糖胺O-糖链糖链（O-聚糖）聚糖）结构比结构比N糖链简单糖链简单连接形式比连接形式比N糖链多糖链多没有共同的核心结构没有共同的核心结构（四）血型物质（四）血型物质1900年，奥地利医生年，奥地利医生landsteiner，提出，提出ABO血型系统。血型系统。血型糖链血型糖链肽链肽链O O岩藻糖半乳糖半乳糖葡萄糖葡萄糖乙酰氨基葡萄糖半乳糖半乳糖B乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖A糖基转移酶糖基转移酶凝集素（凝集素（LectinLectin）是指一种从各种植物，动物或微生物）是指一种从各种植物，

23、动物或微生物中提纯的能与糖类专一非共价结合的糖蛋白或蛋白质，中提纯的能与糖类专一非共价结合的糖蛋白或蛋白质，因其能凝集细胞的作用，故名凝集素因其能凝集细胞的作用，故名凝集素幽门螺杆菌与胃溃疡淋巴细胞淋巴细胞血小板选择蛋白血小板选择蛋白糖胺聚糖（glycosaminoglycan），曾称粘多糖，杂多糖的一种，主要存在于高等动物结缔组织中，植物中也有发现。糖胺聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖，其二糖单位之一是氨基己糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖），故称糖胺聚糖；另一个是糖醛酸。糖胺聚糖是细胞间质的重要组成部分，细胞间质绝大部分都是糖胺聚糖。 糖胺聚糖分为：透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、

24、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素素等。糖胺聚糖（粘多糖）的种类糖胺聚糖（粘多糖）的种类手性分子的实物与其镜像不能重叠的现象分子的实物与其镜像不能重叠的现象较强的氧化剂如热的稀硝酸，将醛基和伯醇基氧化成羧基，成为醛糖二酸内消旋现象单糖环状结构中的半缩醛羟基比其他羟基活单糖环状结构中的半缩醛羟基比其他羟基活泼，可与泼，可与其他化合物其他化合物发生缩合形成的缩醛（发生缩合形成的缩醛（或缩酮）而成或缩酮）而成糖苷糖苷（又称（又称甙甙或配糖体，糖苷或配糖体，糖苷实际上是缩醛的一种），其中糖的部分叫糖实际上是缩醛的一种），其中糖的部分叫糖基，非糖部分叫做苷元，糖苷的名称叫做基，非糖部分叫做苷元，糖苷的名称叫做（苷元名称）基（苷元名称）基糖苷。如甲基葡萄糖苷。如甲基葡萄糖苷