生物化学-糖类简要内容

关于生物化学-糖类简要内容第一节概述一、糖的概念*糖主要由碳、氢、氧三种元素构成，是一类多羟基醛、多羟基酮或是它们的缩聚物或衍生物。第2页,共58页，2024年2月25日，星期天乳酸C3H6O3糖类也称为碳水化合物:Cm(H2O)n

葡萄糖C6H12O6麦芽糖C12H22O11不符合通式的糖：

鼠李糖C6H12O5脱氧核糖C5H10O4符合通式但不属于糖：第3页,共58页，2024年2月25日，星期天

单糖：不能再水解的糖；寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；

多糖：能水解生成许多单糖的高分子化合物。二、糖的分类（根据其能否被水解）同多糖：由一种单糖组成的多糖；杂多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的单糖。**第4页,共58页，2024年2月25日，星期天醛糖：葡萄糖、半乳糖、（脱氧）核糖按功能基分单糖酮糖：果糖按碳原子数目分：丙糖、丁糖、戊糖、己糖寡糖如双糖（麦芽糖、乳糖、蔗糖）同多糖：淀粉、糖原、纤维素、右旋糖苷多糖杂多糖：透明质酸、硫酸软骨素、肝素（含N或S）（含N）（含N和S）（含N和S）第5页,共58页，2024年2月25日，星期天三、糖在生物界的分布与生物学作用几乎存在于所有动、植物、微生物体内：细胞核、细胞质中的脱氧核糖和核糖；绿色植物根、茎、叶、果实中葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素；动物肝脏、肌肉中的糖原，结缔组织中的糖胺聚糖。生物学作用：

1.生物体生命活动所需能量的主要来源；

2.生物体的结构成分之一。第6页,共58页，2024年2月25日，星期天一、葡萄糖的分子结构*

1.葡萄糖的开链结构与构型

第二节单糖葡萄糖是具有五个羟基和一个醛基的己醛糖

第7页,共58页，2024年2月25日，星期天甘油醛构型

第8页,共58页，2024年2月25日，星期天葡萄糖开链式结构与构型

①开链式有4个手性碳原子（*C2～*C5），具有旋光性；②葡糖3左有一羟（不能变动）；③以甘油醛为标准，决定单糖构型，若末端第二个-OH在右侧，为D型（天然葡萄糖均为D型），末端第二个-OH在左侧，为L型。第9页,共58页，2024年2月25日，星期天表示醛基表示羟基表示羟甲基第10页,共58页，2024年2月25日，星期天2.葡萄糖的环状结构与变旋光现象第11页,共58页，2024年2月25日，星期天C1醛基和C5-OH在空间位置上很靠近，易起分子内亲核加成反应，生成环式半缩醛结构化合物。由于成环反应，使原来C1也成为异头碳原子，即手性碳原子“*C”。

根据半缩醛羟基在空间排布的不同，环状葡萄糖又有两种异构体，C1-OH在右侧，为α型异头物，即α-D-葡萄糖；C1-OH在左侧，为β型异头物，即β-D-葡萄糖。第12页,共58页，2024年2月25日，星期天在溶液中，开链式与环式结构，两者可互变，有变旋现象：α-D-葡萄糖D-葡萄糖β-D-葡萄糖

36%0.024%64%+112°+18.7°

平衡后（变旋现象）*

+52.7°第13页,共58页，2024年2月25日，星期天2.环状结构的哈沃斯式和构象式哈沃斯式：β-D-葡萄糖α-D-葡萄糖

第14页,共58页，2024年2月25日，星期天

从开链或环式改写成哈沃斯式，要将左侧原子或原子团写在上方，右侧原子或原子团写在下方。

第15页,共58页，2024年2月25日，星期天

构象式(立体结构)：船式构象椅式构象第16页,共58页，2024年2月25日，星期天椅式构象：α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖第17页,共58页，2024年2月25日，星期天α-D-葡萄糖（哈沃斯式）α-D-葡萄糖（椅式）第18页,共58页，2024年2月25日，星期天二、单糖的旋光异构体

理论上含有n个手性碳原子的单糖有2n个旋光异构体。****如己醛糖，开链结构有24=16个旋光异构体；环状结构有25=32个旋光异构体。第19页,共58页，2024年2月25日，星期天三、重要的单糖*1.果糖与半乳糖①果糖①似葡2酮是果糖；②开链式有3个手性碳原子（*C3～*C5），具有旋光性；③以甘油醛为标准，决定构型，C5-OH在右侧，为D型，C5-OH在左侧，为L型。第20页,共58页，2024年2月25日，星期天α-D-果糖环式结构：游离存在（溶液中）结合型第21页,共58页，2024年2月25日，星期天α-D-果糖构象式：

第22页,共58页，2024年2月25日，星期天α-D-果糖D-果糖β-D-果糖果糖互变：第23页,共58页，2024年2月25日，星期天②半乳糖

①半乳3，4偏左方；

②开链式有4个手性碳原子（*C2～*C5），具有旋光性；

③以甘油醛为标准，决定构型，C5-OH在右侧，为D型，C5-OH在左侧，为L型。第24页,共58页，2024年2月25日，星期天α-D-半乳糖环式结构与椅式构象：第25页,共58页，2024年2月25日，星期天半乳糖与葡萄糖的差异仅在于C4上的羟基构型不同，象这种存在多个手性碳原子的非对映异构体中，彼此仅有一个手性碳构型不同，其余都相同，则互称为差向异构体（Epimers）。***第26页,共58页，2024年2月25日，星期天α-D-半乳糖D-半乳糖β-D-半乳糖半乳糖互变：第27页,共58页，2024年2月25日，星期天

2.核糖与脱氧核糖

①核糖尽右2脱氧；

②开链式核糖有3个手性碳原子（*C2～*C4），脱氧核糖2个手性碳原子（*C3～*C4），具有旋光性；

③以甘油醛为标准，决定构型，C4-OH在右侧，为D型，C4-OH在左侧，为L型。第28页,共58页，2024年2月25日，星期天β-D-核糖与β-D-脱氧核糖环式结构：第29页,共58页，2024年2月25日，星期天四、单糖的化学性质1.氧化反应*醛糖可使溴水褪色，而酮糖不具备此性质第30页,共58页，2024年2月25日，星期天第31页,共58页，2024年2月25日，星期天第32页,共58页，2024年2月25日，星期天能被弱氧化剂班氏试剂氧化的糖称为还原糖。第33页,共58页，2024年2月25日，星期天果糖也是还原糖，原因在于其α-羟甲基酮在碱性条件下可通过酮-烯醇式互变异构转变成醛：第34页,共58页，2024年2月25日，星期天2.还原反应第35页,共58页，2024年2月25日，星期天第36页,共58页，2024年2月25日，星期天3.与酸的作用与α-萘酚作用呈紫色第37页,共58页，2024年2月25日，星期天4.成酯反应*第38页,共58页，2024年2月25日，星期天第39页,共58页，2024年2月25日，星期天5.成苷反应*第40页,共58页，2024年2月25日，星期天一、二糖

1.麦芽糖（1）组成和结构第三节寡糖葡萄糖α-1，4糖苷键葡萄糖14第41页,共58页，2024年2月25日，星期天（2）化学性质①有还原性（分子中存在半缩醛羟基），能被班氏试剂氧化；②麦芽糖在酸性条件或麦芽糖酶作用下水解，生成2分子的葡萄糖。第42页,共58页，2024年2月25日，星期天2.乳糖（1）组成和结构β-半乳糖β-1，4糖苷键葡萄糖14第43页,共58页，2024年2月25日，星期天（2）化学性质①乳糖具有还原性，能被班氏试剂氧化；

②乳糖在酸性条件或乳糖酶作用下水解，生成β-D-半乳糖和D-葡萄糖。

第44页,共58页，2024年2月25日，星期天3.蔗糖

（1）组成和结构

α-D-葡萄糖α，β-（12）糖苷键β-D-果糖12第45页,共58页，2024年2月25日，星期天

（2）化学性质①无还原性（分子中无半缩醛羟基），不能被班氏试剂氧化；②蔗糖在酸性条件或蔗糖酶作用下水解，生成葡萄糖和果糖，此时的水解液具有还原性。第46页,共58页，2024年2月25日，星期天二、三糖棉子糖：α-半乳糖α-葡萄糖β-果糖α-1，6糖苷键α，β-（12）糖苷键第47页,共58页，2024年2月25日，星期天三、寡糖链寡糖链由单糖及其衍生物通过糖苷键连接而成，对细胞识别、信息传递等起重要作用，有细胞“化学天线”之称。构成寡糖链的单糖有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖和它们的氨基糖衍生物以及L-岩藻糖、D-木糖、D-艾杜糖酸、唾液酸等。第48页,共58页，2024年2月25日，星期天第四节多糖一、同多糖1.淀粉第49页,共58页，2024年2月25日，星期天化学性质：

①无还原性；

②淀粉+碘→蓝色反应；

③淀粉水解最终生成葡萄糖，水解程度可用碘加以检测：

淀粉→糊精→麦芽糖→葡萄糖

蓝蓝紫→红色无色无色

第50页,共58页，2024年2月25日，星期天2.糖原化学性质：①无还原性；②糖原+碘→红褐色反应；③

糖原水解产物也是葡萄糖。

第51页,共58页，2024年2月25日，星期天3.纤维素化学性质：①无还原性；②其水解产物也是葡萄糖；③人体内无水解β-1，4糖苷键的酶存在，不能利用纤维素作为能源物质；④纤维素具有促进胃肠蠕动，帮助消化，防止便秘作用。第52页