合成高分子.ppt

1、合成高分子,塑料王,耐热、耐磨， 可制汽车配件,PVC,良好的电绝缘材料,氯丁橡胶,十二 碳水化合物（Carbohydrates） -糖类化合物,糖的通式一般为：,光合作用,单糖、寡糖（低聚糖）、多糖（高糖）,单糖,五、六碳糖是重要的天然单糖,且多以D-构型存在,D-(+)-葡萄糖,葡萄糖链状结构式的确定 -1870年发现葡萄糖, 构造式的确定,由元素定量分析和分子量测定确定分子式：,一系列化学反应实验与验证(略),葡萄糖链状结构式的确定, 构型的测定,1890年以后，德国化学家E.Fischer通过一系列 化学反应确定了4个手性碳的构型。1902年获诺贝尔奖,葡萄糖环状结构式的确定,（1）提

2、出单糖存在环状结构的三个原因,i 葡萄糖虽能与Tollens试剂和Fehling试剂反应，但 却不能与饱和NaHSO3反应析出加成物。这说明它只 有很少量的游离醛基。 ii 在无水氯化氢的存在下，葡萄糖只能与1mol甲醇反 应，说明葡萄糖中的醛基已形成半缩醛。 将葡萄糖溶解于水时，会发生变旋现象。,葡萄糖环状结构式的确定,（2）葡萄糖环状结构的确定,1926年英国化学家W.H.Haworth提出了葡萄糖环状半缩醛结构。根据六员环稳定的理论认为：C5-OH与-CHO形成半缩醛。,-D-(+)- 葡萄糖 -D-(+)-葡萄糖,-D-(+)- 葡萄糖 -D-(+)-葡萄糖,实际上D-(+)- 葡萄糖

3、在水溶液中存在下列平衡：,-型：36% 0.02% -型：64%,表现出还原性,半缩醛,半缩醛,单糖的化学性质 1碱性条件下的互变异构,D-甘露糖 （C2-差向异构） D-果糖,差向异构体： 只有一个碳原子构型不同的非对映异构体。,2氧化反应：不同的氧化剂，氧化的产物不同，用途 不同。 1）Tollens试剂、Fehling或Benedict试剂-鉴别还原性糖,镀镜反应,糖尿检 反应,写出果糖与上述试剂的反应式。,2）溴水-区别醛糖与酮糖,D-葡萄糖酸 （*酮糖不反应）。,3）dil HNO3-推测结构,D-葡萄糖二酸（旋光） D-阿拉伯二酸（旋光）,4） HIO4-推测结构 类似结构均可定量

4、氧化断链,3还原反应,山梨醇 D-甘露糖醇,D-木糖醇（已知最甜的糖醇，它的代谢不需要胰岛素的参与）,4成脎反应-鉴别还原性糖,D-(+)-葡萄糖苯腙 葡萄糖脎：黄色针状晶体）,果糖在成脎条件下，先互变成醛糖再发生成脎反应,葡萄糖、果糖、甘露糖形成 脎,5醛糖的递升与递降反应-常用于糖的合成与结构测定 1） 递升：Kiliani-Fischer（克利安尼费歇尔）合成法,D-阿拉伯糖 -内酯,2） 递降：Wohl（沃尔）递降法：,2）递降： Wohl（沃尔）递降法：,Ruff（罗夫）递降法：,6成苷（甙）、醚化、酰化反应- 必须用Haworth式写反应式 苷键,甲基-D-(+)-葡萄糖苷,醚化,

5、彻底甲基化 2，3，4，6-四甲基-O-甲基-D-葡萄糖苷,酰化,7颜色反应 Molish试验-糖+-萘酚 紫色环 Seliwanoff（塞利韦诺夫）试验-酮糖+间苯二酚 红色,葡萄糖的工业制法,葡萄糖的代谢,ATP是一种高能化合物，腺苷三磷酸,以生物原料制造聚合物,纤维级的Sorona，生物无害的3G(1.3丙二醇或PDO)，是以玉米右旋糖为原料，首先在伊利诺斯州Decatur的中试工场中开发制造的，此工艺目前尚未商业化生产,单糖在合成上的应用,D-葡萄糖合成维生素C,1974年筛选出有效菌种，能将L-山梨糖一步转化为L-古罗-2-酮糖酸,蔗糖(sucrose),蔗糖主要是从甘蔗和甜菜中得到

6、，是人类需用量最大的寡糖,蔗糖是右旋的，但是水解后两个单糖的混合物是左旋的，因此水解产物又称为转化糖。蜂蜜大部分是转化糖，因为蜜蜂含有转化酶，可以水解蔗糖,下面是蔗糖的构象式及其学名：,蔗糖可以用麦芽糖酶水解(葡萄糖是-苷键)；也可以被转化酶水解(果糖是-苷键),甜味理论,环状糊精,环状糊精（cyclodextrins）是一组具有最高相对分子质量的寡糖。 它是用一种特殊的酶作用于直链淀粉或支链淀粉，形成含有612个葡萄糖单位，以-1，4-苷键连接起来的闭环结构,多 糖,多糖是食物的主要成分。许多重要的天然纤维，也属于这类化合物，它们是生命一刻不可缺少的物质。这类化合物可分解为一种或几种单糖,淀

7、粉（starch）是多种植物的碳水化合物的储藏物,用酸水解后，只得到D-(+)-葡萄糖 纤维素（cellulose）棉花、木材和其它植物的骨干等就是由纤维素构成的，纤维素用酸水解后，只得到D-(+)-葡萄糖,淀粉（starch）,直链淀粉：由-D-(+)- 葡萄糖1，4脱水而成,最常用的鉴定淀粉的简便方法，就是遇碘后变为蓝色,淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色,淀粉跟碘生成的包合物在pH4时最稳定，所以它的显色反应在微酸性溶液里最明显。,淀粉的二级结构,淀粉的三级结构,淀粉（starch）,支链淀粉：由-D-(+)- 葡萄糖1，4及 1，6脱水而成,每隔67个葡萄糖出现一个分支侧链,淀粉在人体内

8、的代谢 ?,纤维素（cellulose）,由-D-(+)- 葡萄糖1，4脱水而成,棉花、木材和其它植物的骨干等就是由纤维素构成的，纤维素用酸水解后，只得到D-(+)-葡萄糖.,棉花纤维素分子大约是由3000个萄葡糖单位所组成的,人造丝,制纸,为什么人不能消化纤维素 ?,十三 蛋白质和核酸,生物高分子一般是指自然界生物体内的高分子。生物高分子及其衍生物是一类重要的生命物质，协助生命体实现着许多重要的生理功能。生物高分子种类丰富特性多样，根据其不同的化学结构可以分为八大类：核酸，如脱氧核糖核酸、核糖核酸；聚酰胺，如蛋白质、聚氨基酸；多糖，如纤维素、淀粉、壳聚糖和黄原胶；有机聚氧酯，如聚羟基脂肪酸酯

9、；聚硫酯；无机聚酯，以聚磷酸酯为惟一代表；聚异戊二烯，如天然橡胶或古塔波胶；聚酚，如木质素、腐殖酸。,蛋白质和核酸都是天然高分子，但它们有固定的分子量。蛋白质是生命的物质基础，但没有核酸也就没有蛋白质，所以生命的最根本的物质基础应该是核酸 构成蛋白质的基本结构单元是-氨基酸；构成核酸的基本结构单元是磷酸、戊糖和碱基。,-氨基酸,名字 代号 结构 等电点,甘氨酸 Gly 5.97 苯丙氨酸 Phe 5.48 赖氨酸 Lys 9.74 谷氨酸 Glu 3.22,等电点,净电荷为零的氨基酸所在溶液的pH值，称为该氨基酸的等电点pI,氨基酸自动分析仪,仪器有两根离子交换树脂柱，一根可分离碱性氨基酸及氨

10、等碱性物质，如赖氨酸，由谷酰胺和天冬酰胺水解而来的氨和色氨酸部分分解而来的氨；另一根用来分离其它的氨基酸。将氨基酸的水解液分别放在这两根柱上，然后用适当pH溶液进行洗脱，洗脱液即自动地和茚三酮溶液混合，产生的紫色就通过光电比色计，光电比色计对不同时间内洗脱的流出液自动作出曲线，然后和一个已知氨基酸混合物的曲线比较，就可决定原来的未知物含有哪些氨基酸。,微克数量级的样品,一级结构,精-脯-脯-甘-苯丙-丝-脯-苯丙-精 Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg(血管)舒缓激肽 九肽,氨基酸分析仪的曲线,等物质的量氨基酸混合物的曲线,（血管）舒缓激肽水解各氨基酸混合物

11、的曲线,多肽的结构与命名,甘氨酰-甘氨酸 简称：甘-甘（Gly-Gly）二肽,牛催产素中最右面的NH2，表示为甘氨酸的-COOH被转化为-CONH2,蛋白质的分子形状,x光衍射测定肌球蛋白的高级结构是非常有意思的，它是一个153肽和一辅基血红素结合。这个肽链折叠出一个憎水的囊袋，恰好可以嵌入血红素分子，并且囊袋中有一个组氨酸，它在囊中的地位又恰好能和血红素的铁原子形成第五个向心配合价,三级结构 由几个-螺旋通过氢键平行排列起来的结构,二级结构 由于分子中氢键的关系，使高分子形成一定的 几何形象,-螺旋,-折叠,蛋白质的颜色反应,(1)双缩脲反应 (2)蛋白质黄色反应 (3)蛋白质跟茚三酮反应,

12、蛋白质溶液中加入碱和少量的硫酸铜就有紫红色铜的络合物生成,蛋白质跟浓硝酸作用时呈黄色，如再以氨处理又变成橙色-苯环,蛋白质的研究863 （2002-2005）,能利用22种氨基酸合成蛋白的细菌,加利福尼亚州的一个研究小组对一种大肠杆菌进行修饰，使其能够利用22种氨基酸的遗传密码。 Peter G.Schultz博士说: “我们现在知道遗传密码可以扩展到22氨基酸，接下来的问题是我们最多可以扩展到多少？” 天然存在的20种氨基酸，加上人造氨基酸O-甲基L-酪氨酸（注：O-methyl-L-tyrosine）和L-同型谷氨酸（注：L- homoglutamine）,酶,美国的卡普郎(kaplan)在研究报告中还证实，如使某些叶绿体酶固相化，那么借助它的作用，在太阳光的作用下就可以把水分解成氢和氧：,2H2O 2H2 O2 太阳能的利用 酶的生物催化,核酸,控制着生命现象中的各种遗传作用（DNA）和蛋白质的合成（RNA）,A G C,T U,Watson，J.D. Crick.F.H.C,有些细菌的DNA可以长到几毫米，有几十万至几百万的