c 碳水化合物的课件资料

c碳水化合物的课件资料第1页/共43页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OrganicChemistryWENZHOUUNIVERSITY植物光合作用动物呼吸作用第2页/共42页第2页/共43页单糖：不能水解的多羟基醛酮寡糖（低聚糖）：能分解为2-10个单糖多糖：一分子能分解为及百以至几千个单糖

OrganicChemistryWENZHOUUNIVERSITY分类第3页/共42页第3页/共43页§13.1单糖分为醛糖和酮糖，自然界中五、六个碳原子最普遍

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第4页/共42页第4页/共43页§13.1.1单糖的构型和命名

用费歇尔投影式表示,如D-葡萄糖旋光异构体的数目：2n个，n为手性碳原子的个数第5页/共42页第5页/共43页相对构型(D,L构型)D-甘油醛为标准最简单的单糖是2,3-二羟基丙醛（甘油醛）。甘油醛有一个手性碳原子，有一对对映体，其费歇尔投影式和名称如下相对构型与绝对构型D-（+）-甘油醛L-（-）-甘油醛OrganicChemistryWENZHOUUNIVERSITY第6页/共42页第6页/共43页D-(-)-乳酸L-（+）-乳酸由于这种构型是人为规定的,并不是实际测出来的,所以叫做相对构型OrganicChemistryWENZHOUUNIVERSITYD,L构型只适用于具有上述结构的化合物,即只考虑一个手性碳原子的构型,近年来经常采用R,S标记法第7页/共42页第7页/共43页糖类物质多用俗名。用D、L表示构型时，只考虑与羰基最远的那个手性碳原子的构型醛糖的旋光异构体个数为：2n-2；酮糖的旋光异构体个数为2n-3第8页/共42页第8页/共43页有机化学碳链的增长第9页/共42页第9页/共43页表13-1醛糖的D型异构体第10页/共42页第10页/共43页表13—2酮糖的D型异构体

第11页/共42页第11页/共43页有机化学OrganicChemistry对映异构体和非对映异构体：第12页/共42页第12页/共43页问题的提出D-葡萄糖在不同条件下结晶，得到2种晶体a-型—mp146℃，[a]D+112.2°b-型—mp150℃，[a]D+18.7°葡萄糖溶液存在变旋光现象a-型[a]D+112.2°→+52.7°NMR,IR谱没有-CHO的特征峰可以和Fehling,Tollen试剂反应，但不与NaHSO3加成。形成缩醛时只需要一分子醇。OrganicChemistryWENZHOUUNIVERSITY§13.1.2单糖的环形结构第13页/共42页第13页/共43页变旋光现象一个有旋光性的化合物，在溶液中其旋光发生变化，最终达到一个固定的值。第14页/共42页第14页/共43页结晶状态的单糖以环形半缩醛(或半缩酮)的形式存在成环后，形成一个新的手性碳原子，新形成的羟基若与参与成环的羟基在同一侧，叫做α型，若两者在异侧，叫β型第15页/共42页第15页/共43页葡萄糖的吡喃环形半缩醛

第16页/共42页第16页/共43页果糖的吡喃环形半缩醛和呋喃环形半缩醛第17页/共42页第17页/共43页吡喃型葡萄糖的透视式构象表示法：(Ⅰ)将碳链放成水平；(Ⅱ)水平碳链向后弯；

(Ⅲ)C4—C5键轴旋转至羟基处于水平位置；羟基分两个方向对羰基亲核加成

123456第18页/共42页第18页/共43页以上透视式也称为哈武斯(Haworth)式第19页/共42页第19页/共43页课堂练习写出D-果糖吡喃型的透视式第20页/共42页第20页/共43页果糖呋喃型异构体的透视式为吡喃型葡萄糖的三维空间结构，椅式构象第21页/共42页第21页/共43页§13.1.3单糖的物理性质 单糖都是无色晶体，有甜味，过饱和溶液：糖浆。变旋现象α—D—葡萄糖溶液：+112o+52.7oβ—D—葡萄糖溶液：+18.7o+52.7o§13.1.4单糖的化学性质

具有醇的性质和醛酮的性质：成醚、酯；氧化；加成等。一氧化酮糖和醛糖均可被托伦试剂、斐林试剂、本尼地试剂氧化，常用作单糖的定性和定量鉴定。溴水只氧化醛糖,不氧化酮糖,可用来鉴别醛、酮

第22页/共42页第22页/共43页被HIO4所氧化第23页/共42页第23页/共43页二成脎反应（单糖与苯肼作用）与过量苯肼反应，C1先生成苯腙；C2成脎，黄色晶体，用于鉴定第24页/共42页第24页/共43页第25页/共42页第25页/共43页

三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：

第26页/共42页第26页/共43页四莫利施(Molish)试验 糖的水溶液中加入α—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。五成苷反应半缩醛(酮)可继续和醇作用形成缩醛(酮)，糖的缩醛(酮)叫苷第27页/共42页第27页/共43页六甲基化甲基-β-D-葡萄糖苷甲基-2,3,4,6-四-O-甲基-β-D-葡萄糖苷第28页/共42页第28页/共43页糖的甲基化在测定结构时极为有用2,3,4,6-四-O-甲基-β-D-葡萄糖第29页/共42页第29页/共43页123456第30页/共42页第30页/共43页七还原第31页/共42页第31页/共43页§13.1.5重要的单糖1D-核糖及D-2-脱氧核糖

核糖核酸及脱氧核糖核酸的重要组分α-D-核糖D-核糖β-D-核糖

α-D-2-脱氧核糖D-2-脱氧核糖β-D-2-脱氧核糖第32页/共42页第32页/共43页D-葡萄糖(右旋糖)甜度约为蔗糖的70%D-果糖(左旋糖)最甜的一个糖第33页/共42页第33页/共43页§13.2.1还原性双糖一分子单糖的半缩醛羟基和另一分子单糖的醇羟基成苷，保留半缩醛羟基。这种糖苷仍具有单糖的性质：变旋现象、还原性、成脎。§13.2双糖一分子单糖的半缩醛和另一分子单糖的羟基形成的糖苷,分为还原性双糖和非还原性双糖重要的还原性双糖有:麦牙糖和纤维二糖;乳糖第34页/共42页第34页/共43页一麦牙糖和纤维二糖第35页/共42页第35页/共43页二乳糖葡萄糖和半乳糖形成的糖苷第36页/共42页第36页/共43页§13.2.2非还原性双糖两个单糖的半缩醛羟基失水成苷，分子中不再含半缩醛羟基,如蔗糖第37页/共42页第37页/共43页§13.3多糖(淀粉、糖原、纤维素、半纤维素)§13.3.1淀粉葡萄糖以α-1,4-糖苷键结合而成，分子内氢键使直链卷成螺旋状

第38页/共42页第38页/共43页第39页/共42页第39页/共43页有机化学OrganicChemistry§13.3.2糖元：动物淀粉，存在与肝和肌肉中，遇碘显红色。§13.3.3纤维素：葡萄糖以β—1,4—糖苷键结合而成：第40页/共42页第40页/共43页有机化学OrganicChemistry§13.3.3半纤维素：分子比纤维素小的一类多糖，如木聚糖，CH