有机化学 第十九章 碳水化合物

1、第19章碳水合物，exit，第1节碳水化合物的意义和分类第2节单糖第3节双糖类第4节多糖，本章概述，第1节碳水化合物的意义和分类，碳水化合物也称为碳水化合物，是自然界中存在最多、分布最广的重要有机化合物的一种。葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素等都属于碳水化合物。碳水化合物是所有生物维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅有营养，有些还具有特殊的生理活性。第一，碳水化合物的含义，碳水化合物由c，h，o三个元素组成，分子中h和o的比率通常为2: 1，与水分子中的比率相匹配，可以用通识Cm(H2O)n来表示。所以这种化合物被称为碳水化合物。但是，后来发现，有些化合物必须是糖化合物，具体取决于其结构和性质，但

2、其成分没有遵循鼠糖类(C6H12O5)、脱氧核糖(C5H10O4)等Cm(H2O )n通识。有些化合物(例如乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)的组成跟反式Cm(H2O)n一致，但其结构和性质跟碳水化合物完全不同。因此，碳水化合物这个名称并不准确，但使用了很久，至今仍在使用。，的意思：由多羟基醛或酮或简单水解产生这种醛，酮的化合物称为糖。2，分类，单糖，糖，低聚糖，多糖，醛糖，酮糖，丙醛糖(三碳糖)，丁醛糖(五碳糖)，醛糖(六碳糖)，醛糖(六碳糖)淀粉、纤维素等。单糖，不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。单糖可以根据分子中包含的碳原子数分为五糖、己糖。自然界中最广泛发现的单糖是葡萄糖(pol

3、yhydroxyaldehyde)、果糖(polyhydroxyketone)和核糖。我们在上个世纪被称为“糖化学之父”的Fischer和Haworth等化学家的不懈努力下，揭示了单糖、1、单糖、葡萄糖、果糖等结构。h左，弧右，d系列h右，弧左，l系列，(a)，单糖的链结构和表达方法，通常用Fischer投影表示糖的链结构。对于D-葡萄糖，配置方法：1，羰基应写在顶部。2、碳链的编号始于靠近醛基或酮基的末端。3、投影无法在纸张平面外翻转。否则，配置将更改。(b)，构成的表达，糖的构成通常用相对构成(d，l)表示。自然界中存在的大多数碳水化合物是D-构成的。以绝对配置表示的D-葡萄糖，IUPAC

4、方法(2R、3S、4R、5R)-2，3，4，5，6- 5-5-5-5-5-5-5-5-5-5d-(-)-甘油、d-(-)-苏瓦糖，以这种方式从D-(-)-尼佐尼佐和D-()-苏瓦糖出发，以同样的方式分别制作两个戊基糖分，从四个D-戊基糖出发每个D-戊基糖得到2个己烷，共8个D-醛糖。D-()-来自甘油三酯的一系列醛糖(D系醛糖)。D-半乳糖D- Android D-葡萄糖D-甘露糖D-果糖D-半乳糖D-半乳糖D-半乳糖D-芋头糖，(3)，相对构型的测定(了解)p247-248，糖这种糖的相对构成也可以确定。例如，醛糖的D型异构体与D-()甘油三酯的相关性见P581度19-1。19世纪末20世纪

5、初，费舍尔先系统地研究糖，了解糖的结构。葡萄糖的组成如下。16个醛糖中有12个是费舍尔一个人获得的(1890年合成完成)。因此费舍尔被称为“糖化学之父”。获得了1902年诺贝尔化学奖。(38岁结果获得50岁诺贝尔化学奖)。(4)，单糖的环结构单糖的开放链结构，由其一些特性推动，开放链结构可以解释单糖的许多化学特性，而开放链结构不能解开单糖的所有特性。例如，以葡萄糖为例，(1) D-葡萄糖可以形成一种酒精(甲醇)和乙醛。(2)与NaHSO3没有反应。(3) IR地图没有羰基的伸缩振动。(4) 1HNMR地图没有醛基质子的吸收峰。(5)可与菲林试剂、托伦试剂、H2NOH、HCN、Br2水等反应。(

6、有醛基)，为什么？D-()-葡萄糖，-d-()-葡萄糖(无法测定)，-d-()-葡萄糖，在乙醇中再结晶，在吡啶中再结晶，在HOAc中再结晶现代的物理处方证实，从1925年到1930年，葡萄糖主要保存在氧环(环状缩醛结构)中。1，氧环结构，变异现象的产生是由于-构成和-构成的相互转换，最后是-构成，-构成和链三异构体的平衡过程。为了区分这两种不同构成的葡萄糖，半缩醛羟基和倒数第二碳原子中羟基(环形成前的位置)的同侧、构成alpha构成和-构成异构体规定：为非对映体。-D-葡萄糖是-D-葡萄糖的异构体。反之亦然。2，环状结构的Haworth透视式，链式结构的Haworth式书写步骤如下。将碳链水平

7、放在右侧，将原始组放在左上右下位置。将碳链的水平位置弯曲成6面形状。以C4-C5为轴旋转120，使C5的羟基接近阿尔都系，然后形成环(羟基位于环平面下，因此为了与C1轻松结合，必须旋转到环平面)。型，型，糖的哈沃斯结构类似于吡喃，因此六元环单糖也称为吡喃单糖。因此，葡萄糖的全称是(-D-()-吡喃葡萄糖-D-()-吡喃葡萄糖)，研究显示吡喃糖的六元环主要存在于椅子形态的结构和自然中。(5)单糖的结构在D-()-吡喃葡萄糖的结构中清楚可见，-D-()-吡喃葡萄糖中的大取代基-OH和-CH2OH都在e-键中；alpha-d-()-皮兰葡萄堂里有-OH。因此型是比较稳定的结构，所以均衡体系中包含的内

8、容也很多。(6)果糖的结构，1，组成D-果糖是2-己糖，C3，C4，C5是葡萄糖等组成。2，果糖的环结构，果糖形成环结构时由C5的羟基和羰基形成呋喃环，或由C6的羟基和羰基形成吡喃环。两个氧环都有型和型两种构成，因此果糖可以有五种构成：(1)糖的增加反应肌酐碳沉积法(2)，糖的传递反应法(2)，硼的传递反应法(3)，差异异构化法(4)，以及原来分子的手性碳原子对新的手性碳原子有一定的感应作用，因此两种不同的异构体是惰性的。*2 .用Na-Hg乙醇溶液还原，产物两端为酒精。*反应收率不高，主要用于结构研究。，(b)，糖的递送反应，1佛递送降法，-HCN，h2noh，ac2onaoac，-hoac

9、，MEO-，MEO oac、D-果糖、吡啶、三乙胺等弱碱(差异异构化)、D-葡萄糖、D-万葡萄糖、烯二醇、唐山在类似条件下也可能发生差异异构化。糖酸的差异异构化，na-Hg H2O ph=3-5，cabr2，CaCO3，ca (oh) 2，125 oc，h，差异异构化，电解氧化，D产生、糖输出的反应发生在C1和C2上。其他碳原子不相关，因此，如果只有第二个碳的组成不同，而其他碳原子的组成相同，则一定会产生相同的总结。例如，D-葡萄糖、D- mannan、D- fructose的C3、C4和C5都相同，因此产生相同的糖块。本公司结晶为黄色，本公司晶型不同，反应中生成速度不同。因此，根据糖质的结晶

10、形态和生成时间，可以确认糖份。(5)，糖的氧化反应，还原糖和还原糖的概念：对菲林试剂、托伦试剂、贝尼代特试剂积极反应的糖称为还原糖，消极反应的糖称为非还原糖。菲林试剂(硫酸酮和碱性酒石酸钾钠)托伦试剂(硝酸银的氨溶液)本尼迪克特试剂(柠檬酸、硫酸铜、碳酸钠制造)，1。菲林试剂、托伦试剂、贝尼代特试剂氧化、菲林试剂或托伦试剂或本尼迪克特试剂、D-葡萄糖、D-葡萄糖、D-葡萄糖酸、菲林试剂、托伦试剂、本尼迪克特试剂、现象、银镜反应and溴化-糖酸形成(区分酮糖和醛糖)，Br-H2O pH=5，C5相羟基和酯形成，C4相羟基和酯形成，在弱酸性条件下不异构化。D-葡萄糖酸-内酯，D-葡萄糖酸-内酯，D

11、-葡萄糖酸，3。电解氧化(用于制造唐山)，cabr2，CaCO3，cabr2 H2O CO2，cabr2，ca (oh) 2 br2，H2O，d-葡萄糖酸钙(钙片)(2)稀硝酸氧化酮引起C1-C2键破裂，用于区分醛糖和酮糖或测定结构。(3)浓硝酸氧化二次醇，使C-C键断裂，不能再使用。4 .硝酸氧化，稀HNO3，5。氧化为高尿酸，RCHO RCHO H3IO4，反应机制，5 hio 4，5 hcooh ch2o，3内酯二醇催化剂：钠汞合金乙醇溶液，(6)，单糖还原，葡萄糖衍生的糖苷。失去水时形成的键称为糖苷键。糖苷的名称由三部分组成。糖苷的残基糖苷、甲基-d-吡喃葡萄糖苷、甲基-d-吡喃葡萄糖

12、苷、CH3OH、H、CH3OH、H、c-H-苷结合、但是威廉森反应可以使糖中的所有羟基成为尿素，包括反乙醛的羟基。最常用的甲基化试剂有：(1)30% NaOH (CH3)2SO4 (2) Ag2O CH3I糖苷在结构上是缩醛，在碱性条件下稳定，但在温和的酸性条件下水解，产生糖和配体。而且通常醚键在轻酸性条件下稳定，只能在强HX作用下分解。关于乙醛羟基和一般羟基反应的一些注意事项，酶促进糖苷水解，立体特异(如从酵母中分离的-D-葡萄糖苷酶)只水解-D-葡萄皮兰糖苷，从杏仁中获得的-D-葡萄糖苷酶是-D-葡萄糖苷酶醛酮可与糖分子内相邻的顺式羟基缩合，形成环状的乙醛和酮，该反应可用于保护羟基(通常是丙酮和相邻的顺式羟基相加，形成环状酮，苯甲醛和1，3-二醇生成六元环的乙醛)，注：糖苷没有旋转现象，没有还原糖的特性。(8)，酯化反应(理解)，酯化反应的一般应用会在糖的羟基所在的每个地方引起酯化反应。-d-吡喃葡萄糖五乙酸酯，-d-吡喃葡萄糖五乙酸酯，-d-吡喃葡萄糖，-d-吡喃葡萄糖，-D-吡喃葡萄糖，-快速Ac2O，慢，快Ac2O，0oC，naaa D-()-葡萄糖