第二章糖类化学

1、第二章第二章 糖类化学糖类化学概述概述 糖的概念、分类和命名糖的概念、分类和命名v糖的概念糖的概念 主要由主要由C、H、O三种元素所组成，是三种元素所组成，是一类一类多羟基醛多羟基醛或或多羟基酮多羟基酮及其缩聚物或衍及其缩聚物或衍生物的总称。生物的总称。 又称碳水化合物，是构成所有生物体的又称碳水化合物，是构成所有生物体的重要成分之一。重要成分之一。 CH2OHC=OCH2OH CHOCHOH CH2OH甘油醛甘油醛二羟基丙酮二羟基丙酮 糖的分类糖的分类(一一) 单糖单糖:只含有一个多羟基醛或多羟基酮单位只含有一个多羟基醛或多羟基酮单位。2.羰基特点羰基特点丙糖丙糖: 甘油醛、二羟（基）丙酮甘

2、油醛、二羟（基）丙酮丁糖丁糖戊糖戊糖: 核糖、脱氧核糖核糖、脱氧核糖己糖己糖: 葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖1.碳原子数碳原子数醛糖：醛糖： 葡萄糖、半乳糖葡萄糖、半乳糖酮糖：酮糖：果糖果糖(二二) 寡糖寡糖 由由210个单糖分子组成，最常见的是二糖个单糖分子组成，最常见的是二糖,如蔗糖、麦芽如蔗糖、麦芽糖、乳糖糖、乳糖。同多糖同多糖:由一种单糖组成的多糖，淀粉、糖原和纤维素。由一种单糖组成的多糖，淀粉、糖原和纤维素。 杂多糖杂多糖:由多种单糖或单糖衍生物组成的多糖，如透明质由多种单糖或单糖衍生物组成的多糖，如透明质酸和硫酸软骨素等。酸和硫酸软骨素等。 糖的命名糖的命名 俗称俗称 糖的作用糖的作用

3、 供能、组成生物体结构成分、其他供能、组成生物体结构成分、其他 第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构61261偏振光和旋光性偏振光和旋光性检偏镜检偏镜起偏镜起偏镜乙醇乙醇葡萄糖葡萄糖L-甘油醛甘油醛偏振光偏振光顺时针旋转（顺时针旋转（+）逆时针旋转（逆时针旋转（-）旋光性旋光性 能使偏振光的偏振面发生旋转的性质。能使偏振光的偏振面发生旋转的性质。 顺时针旋转记为（顺时针旋转记为（+） 逆时针旋转记为（逆时针旋转记为（-）手性分子手性分子 旋光性物质结构不对称，具不能与自身镜像重叠旋光性物质结构不对称，具不能与自身镜像重叠的性质。的性质。 手性碳原子手性碳原子 指碳原子以共价键连

4、接了四个不同的原子或基团。指碳原子以共价键连接了四个不同的原子或基团。D-构型构型 :分子中距羰基最远的手性分子中距羰基最远的手性碳原子在碳原子在Fischer投影式投影式中朝右。中朝右。2.构型构型：分子内部手性碳原：分子内部手性碳原子所连结的原子或基团在子所连结的原子或基团在空间排布的相对位置。空间排布的相对位置。 3.葡萄糖的环式结构和变旋现象葡萄糖的环式结构和变旋现象4.糖的环状结构糖的环状结构 (哈沃斯式哈沃斯式)a、省略写出构成环的碳原子、省略写出构成环的碳原子b、朝向前面的三个键用粗线表示、朝向前面的三个键用粗线表示c、开链式中碳链左边的原子或基团写在环的上面，、开链式中碳链左边

5、的原子或基团写在环的上面，右边的原子或基团写在环的下面。右边的原子或基团写在环的下面。(左上右下左上右下)(二二)果糖、半乳糖果糖、半乳糖半乳糖为己醛糖，果糖为己酮糖半乳糖为己醛糖，果糖为己酮糖 半乳糖与葡萄糖的差异仅在半乳糖与葡萄糖的差异仅在第四碳原子第四碳原子上上羟基羟基的的构型不同构型不同果糖结构式-D-(-)-D-(-)-果糖果糖D-(D-()-)-果糖果糖-D(-D()-)-果糖果糖2、6成环成环2、5成环成环果糖果糖在在溶液中溶液中大多数以大多数以吡喃糖形式吡喃糖形式存在。存在。结合状态结合状态的果糖则以的果糖则以呋喃糖形式呋喃糖形式存在。存在。 -D-D-果糖（吡喃糖）果糖（吡喃

6、糖）-D-D-果糖（呋喃糖）果糖（呋喃糖）2、6成环成环2、5成环成环(三三)核糖、脱氧核糖核糖、脱氧核糖核糖和脱氧核糖都是含有五个碳原子的醛糖。核糖和脱氧核糖都是含有五个碳原子的醛糖。 二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质半缩醛羟基半缩醛羟基（糖苷基）（糖苷基）2.成酯反应成酯反应 单糖分子中的所有羟基能与酸作用脱水而成酯。单糖分子中的所有羟基能与酸作用脱水而成酯。 葡萄糖与磷酸作葡萄糖与磷酸作用可生成葡萄糖用可生成葡萄糖-1-磷酸，或生成磷酸，或生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸，磷酸，两者在变位酶催两者在变位酶催化下可以相互转化下可以相互转变，它们是糖代变，它们是糖代谢的重要中间产谢的重要中间产

7、物。物。 单糖的磷酸酯如甘油醛单糖的磷酸酯如甘油醛-3-磷酸、二羟丙酮磷酸、果糖磷酸、二羟丙酮磷酸、果糖-6-磷磷酸，和果糖酸，和果糖-1，6-二磷酸等都是人体糖代谢的中间产物二磷酸等都是人体糖代谢的中间产物 。3 .氧化反应氧化反应（开环状态）（开环状态）酮糖、醛糖都能被酮糖、醛糖都能被Benedict试剂试剂等弱氧化剂氧化，等弱氧化剂氧化，都是还原糖。都是还原糖。C6H12O62Cu(OH)2 C6H12O7Cu2O2H2O 糖酸糖酸 醛糖中醛基被非碱性弱氧化剂醛糖中醛基被非碱性弱氧化剂(Br2)氧化为羧基生氧化为羧基生成相应糖酸，可区分酮糖与醛糖。成相应糖酸，可区分酮糖与醛糖。4.还原反

8、应还原反应5.异构反应异构反应 酮酮- -醛异构醛异构酶酶碱性碱性差向异构差向异构第二节第二节 寡寡 糖糖 寡糖：寡糖：由由210个单个单糖分子经糖苷键连接糖分子经糖苷键连接成的化合物。最常见成的化合物。最常见的是二糖。的是二糖。 -D-D-葡萄糖葡萄糖 D-D-葡萄糖葡萄糖 -D- -D-葡萄糖葡萄糖 -D-D-果糖果糖 -D-D-半乳糖半乳糖 - D-D-葡萄糖葡萄糖 a-1，2-糖苷键糖苷键麦芽糖麦芽糖 蔗糖蔗糖乳糖乳糖组成组成葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖半乳糖半乳糖葡萄糖葡萄糖连接方式连接方式 -1，4糖苷键糖苷键-1,2-糖苷键糖苷键-1，4糖苷键糖苷键还还 原原 性性有有无无有

9、有血型物质血型物质ABO血型血型 化学本质：寡糖与膜脂形成糖脂或与膜蛋白形成糖蛋白化学本质：寡糖与膜脂形成糖脂或与膜蛋白形成糖蛋白 第三节第三节 多多 糖糖 多糖：多糖：由十个以上单糖（或单糖衍生物）分子脱水缩合而由十个以上单糖（或单糖衍生物）分子脱水缩合而成。如淀粉、糖原、纤维素和糖胺聚糖等。成。如淀粉、糖原、纤维素和糖胺聚糖等。 (一一)淀粉淀粉 可溶性可溶性组成组成形状特征形状特征苷键苷键直链淀粉直链淀粉可溶于热水可溶于热水（25%）-D-葡萄糖葡萄糖螺旋状的结构螺旋状的结构6个葡萄糖单位个葡萄糖单位/螺旋螺旋-1，4糖苷键糖苷键支链淀粉支链淀粉不可不可（75%)-D-葡萄糖葡萄糖每每2

10、030个葡萄糖单位有一个葡萄糖单位有一分支链分支链-1，4糖苷键糖苷键-1，6糖苷键糖苷键直链淀粉与支链淀粉的比较直链淀粉与支链淀粉的比较 淀粉的水解淀粉的水解（二）糖（二）糖 原原糖原的分子结构示意图糖原的分子结构示意图 纤维素的结构：纤维素的结构：由由-D-葡萄糖之间经葡萄糖之间经-1，4糖糖苷键连接而成。苷键连接而成。糖原的结构：糖原的结构：与支链淀粉相似，与支链淀粉相似，但较支链淀粉的分支更多，支但较支链淀粉的分支更多，支链更短链更短,在糖原分子的链中每隔在糖原分子的链中每隔大约大约812个葡萄糖单位个葡萄糖单位就有一就有一个分支，分子量更大。个分支，分子量更大。二、杂多糖二、杂多糖由多种单糖和单糖衍生由多种单糖和单糖衍生物构成的多糖，以糖胺物构成的多糖，以糖胺聚糖最为重要。聚糖最为重要。糖胺聚糖：糖胺聚糖：由糖醛酸由糖醛酸和和N-乙酰己糖胺构乙酰己糖胺构成，其溶液黏性大，成，其溶液黏性大，又称又称黏多糖黏多糖。其与蛋。其与蛋白质结合而成白质结合而成蛋白聚蛋白聚糖糖，包括透明质酸、，包括透明质酸、硫酸软骨素、肝素。硫酸软骨素、肝素。 分布分布：最早是在肝脏中发现