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1、有机化学课件第碳水有机化学课件第碳水化合物化合物现在学习的是第1页，共33页碳水化合物常根据它能否水解或水解后生成的产物分为三类：碳水化合物常根据它能否水解或水解后生成的产物分为三类：1 1单糖：单糖：单糖：单糖：不能水解的多羟基醛（称醛糖）或多羟不能水解的多羟基醛（称醛糖）或多羟 基酮（称酮糖）。如葡萄糖、果糖等。基酮（称酮糖）。如葡萄糖、果糖等。2 2 2 2低聚糖：低聚糖：低聚糖：低聚糖：水解后能生成水解后能生成210个分子单糖的糖统个分子单糖的糖统 称为低聚糖，如蔗糖、麦芽糖等；称为低聚糖，如蔗糖、麦芽糖等；3 3 3 3多糖：多糖：多糖：多糖：水解后能生成很多分子单糖的糖称为多糖。水
2、解后能生成很多分子单糖的糖称为多糖。如淀粉、纤维素、果胶质等。如淀粉、纤维素、果胶质等。现在学习的是第2页，共33页15.1 15.1 单糖概述与命名单糖概述与命名一、单糖概述一、单糖概述 单糖是多羟基醛或酮，是构成低聚糖和多糖的基本单位。单糖是多羟基醛或酮，是构成低聚糖和多糖的基本单位。单糖是多羟基醛或酮，是构成低聚糖和多糖的基本单位。单糖是多羟基醛或酮，是构成低聚糖和多糖的基本单位。单糖中最重要，分布最广的是己醛糖中的葡萄糖和己酮糖中的果糖单糖中最重要，分布最广的是己醛糖中的葡萄糖和己酮糖中的果糖单糖中最重要，分布最广的是己醛糖中的葡萄糖和己酮糖中的果糖单糖中最重要，分布最广的是己醛糖中的
3、葡萄糖和己酮糖中的果糖现在学习的是第3页，共33页二、单糖的结构二、单糖的结构1 1单糖的开链结构单糖的开链结构 1 1）用强还原剂（磷和氢碘酸）还原葡萄糖，得正己烷，证明葡萄糖六用强还原剂（磷和氢碘酸）还原葡萄糖，得正己烷，证明葡萄糖六用强还原剂（磷和氢碘酸）还原葡萄糖，得正己烷，证明葡萄糖六用强还原剂（磷和氢碘酸）还原葡萄糖，得正己烷，证明葡萄糖六个碳原子在一条直链上。个碳原子在一条直链上。个碳原子在一条直链上。个碳原子在一条直链上。2 2）与苯肼、羟胺等羰基试剂能起加成反应，证明葡萄糖的分子中有羰与苯肼、羟胺等羰基试剂能起加成反应，证明葡萄糖的分子中有羰与苯肼、羟胺等羰基试剂能起加成反应
4、，证明葡萄糖的分子中有羰与苯肼、羟胺等羰基试剂能起加成反应，证明葡萄糖的分子中有羰基。基。基。基。3 3）用溴水氧化，得到一个六碳羧酸，证明葡萄糖分子一端是醛基。（酮用溴水氧化，得到一个六碳羧酸，证明葡萄糖分子一端是醛基。（酮用溴水氧化，得到一个六碳羧酸，证明葡萄糖分子一端是醛基。（酮用溴水氧化，得到一个六碳羧酸，证明葡萄糖分子一端是醛基。（酮羰基不被溴水氧化）。羰基不被溴水氧化）。羰基不被溴水氧化）。羰基不被溴水氧化）。4 4）葡萄糖与酸酐作用，生成五乙酰葡萄糖，这说明它含有五个羟基。由葡萄糖与酸酐作用，生成五乙酰葡萄糖，这说明它含有五个羟基。由葡萄糖与酸酐作用，生成五乙酰葡萄糖，这说明它含
5、有五个羟基。由葡萄糖与酸酐作用，生成五乙酰葡萄糖，这说明它含有五个羟基。由于两个羟基在同一碳上的结构是不稳定的，所以这五个羟基应是分别连在于两个羟基在同一碳上的结构是不稳定的，所以这五个羟基应是分别连在于两个羟基在同一碳上的结构是不稳定的，所以这五个羟基应是分别连在于两个羟基在同一碳上的结构是不稳定的，所以这五个羟基应是分别连在五个碳原子上的。五个碳原子上的。五个碳原子上的。五个碳原子上的。现在学习的是第4页，共33页由此推知，葡萄糖是开链的五羟基己醛。结构式如下：结构式如下：C2、C3、C4、C5都是不对称碳原子，应有都是不对称碳原子，应有24=16个旋光个旋光异构体，成为八对对映体。异构体
6、，成为八对对映体。葡萄糖就是这十六个异构体中的一个葡萄糖就是这十六个异构体中的一个葡萄糖就是这十六个异构体中的一个葡萄糖就是这十六个异构体中的一个现在学习的是第5页，共33页现在学习的是第6页，共33页现在学习的是第7页，共33页【己醛糖己醛糖】现在学习的是第8页，共33页【对映体对映体】现在学习的是第9页，共33页【葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖 】现在学习的是第10页，共33页2 2单糖的环状结构单糖的环状结构（1）变旋现象）变旋现象 葡萄糖不与亚硫酸氢钠发生加成反应；葡萄糖只与一分子醇作用即可生成稳定的缩醛型化合物。葡萄糖有两种不同的晶体：葡萄糖有两种不同的晶体：酒精中结晶出来的葡萄糖，熔点为
7、酒精中结晶出来的葡萄糖，熔点为酒精中结晶出来的葡萄糖，熔点为酒精中结晶出来的葡萄糖，熔点为146146，比旋光为，比旋光为，比旋光为，比旋光为112112；吡啶中结晶出来的葡萄糖，熔点为吡啶中结晶出来的葡萄糖，熔点为吡啶中结晶出来的葡萄糖，熔点为吡啶中结晶出来的葡萄糖，熔点为150150，比旋光为，比旋光为，比旋光为，比旋光为1919。现在学习的是第11页，共33页（2）单糖的氧环式结构）单糖的氧环式结构端端端端基基基基差差差差向向向向异异异异构构构构体体体体或或或或异异异异头头头头物物物物 现在学习的是第12页，共33页（3）哈沃斯）哈沃斯(N.Haworth)透视式透视式现在学习的是第13
8、页，共33页现在学习的是第14页，共33页半缩醛羟基半缩醛羟基现在学习的是第15页，共33页果糖也可以用相似的方法由开链式变成哈沃斯式果糖也可以用相似的方法由开链式变成哈沃斯式 现在学习的是第16页，共33页哈沃斯式书写规则：哈沃斯式书写规则：将吡喃型氧环略去碳原子后，写成垂直于纸面的六元环，并将吡喃型氧环略去碳原子后，写成垂直于纸面的六元环，并把指向前面的把指向前面的三根链用粗线表示三根链用粗线表示，成环碳原子位次以顺时针方，成环碳原子位次以顺时针方向排列。氧通常写在环中的右上角。向排列。氧通常写在环中的右上角。将费歇尔式碳键右侧基团或原子写在哈沃斯式环平面的将费歇尔式碳键右侧基团或原子写在
9、哈沃斯式环平面的下方；左侧基团或原子写在环平面上方。下方；左侧基团或原子写在环平面上方。型糖的羟甲基应写在环平面的上方，型糖的羟甲基则型糖的羟甲基应写在环平面的上方，型糖的羟甲基则写在环平面下方，在型糖中，半缩醛羟基在环平面下方为写在环平面下方，在型糖中，半缩醛羟基在环平面下方为型，型，在平面上方为在平面上方为型。在型糖中半缩醛羟基在环平面上方为型。在型糖中半缩醛羟基在环平面上方为型，在环平面下方为型，在环平面下方为型；型；现在学习的是第17页，共33页（4）单糖的构象在变旋平衡体系中在变旋平衡体系中葡萄糖占比例较大（葡萄糖占比例较大（64）现在学习的是第18页，共33页15.2 15.2 单
10、糖的物理性质单糖的物理性质 单糖都是无色结晶，极易溶于水，可溶于乙醇，不易溶解单糖都是无色结晶，极易溶于水，可溶于乙醇，不易溶解于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂。单糖（除丙酮糖外）都有旋光于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂。单糖（除丙酮糖外）都有旋光性及变旋现象。性及变旋现象。单糖和二糖都有甜味，各种糖的甜度不同，一般以蔗单糖和二糖都有甜味，各种糖的甜度不同，一般以蔗糖的甜度为糖的甜度为100来比较其它糖类的相对甜度。如葡萄糖的来比较其它糖类的相对甜度。如葡萄糖的甜度为甜度为74，果糖的甜度为，果糖的甜度为173。果糖是目前已知的甜度最大的。果糖是目前已知的甜度最大的糖。糖。现在学习的是第19页，共33页1
11、5.3 15.3 单糖的化学性质单糖的化学性质一、碱液中的异构化一、碱液中的异构化现在学习的是第20页，共33页二、氧化反应二、氧化反应在碱性溶液中氧化在碱性溶液中氧化能还原费林试剂等碱性弱氧化剂的性质统称为还原性；能还原费林试剂等碱性弱氧化剂的性质统称为还原性；把具有还原性的糖称为还原糖；把具有还原性的糖称为还原糖；所有单糖都是还原糖。所有单糖都是还原糖。银镜反应；银镜反应；现在学习的是第21页，共33页在酸性溶液中氧化在酸性溶液中氧化 酮糖无此性质，可用来区别醛糖和酮糖。酮糖无此性质，可用来区别醛糖和酮糖。现在学习的是第22页，共33页酸性的强氧化剂（如硝酸）：酸性的强氧化剂（如硝酸）：现
12、在学习的是第23页，共33页三、还原反应三、还原反应现在学习的是第24页，共33页四、成脎反应四、成脎反应C1C1、C2C2相同形成相同的脎；相同形成相同的脎；现在学习的是第25页，共33页五、成酯反应五、成酯反应六、成苷反应六、成苷反应苷键苷键现在学习的是第26页，共33页七、成醚反应七、成醚反应现在学习的是第27页，共33页八、显色反应八、显色反应1 1莫力许莫力许(Molisch)(Molisch)反应反应 所有的糖（包括二糖和多糖）都能与浓硫酸和所有的糖（包括二糖和多糖）都能与浓硫酸和萘酚反应生成紫色萘酚反应生成紫色物质，这是鉴别碳水化合物常用的方法。物质，这是鉴别碳水化合物常用的方法
13、。2西列瓦诺夫西列瓦诺夫()反应反应 酮糖与间苯二酚在浓盐酸存在下加热，两分钟内生成有色物质；果糖酮糖与间苯二酚在浓盐酸存在下加热，两分钟内生成有色物质；果糖显红色；醛糖也有类似反应，但比酮糖要慢得多，利用这个反应可区显红色；醛糖也有类似反应，但比酮糖要慢得多，利用这个反应可区别醛糖和酮糖。别醛糖和酮糖。蒽酮反应蒽酮反应 所有的糖都能与蒽酮的浓硫酸溶液作用生成兰绿色物质。这个反应可用所有的糖都能与蒽酮的浓硫酸溶液作用生成兰绿色物质。这个反应可用来定量测定糖。来定量测定糖。现在学习的是第28页，共33页15.5 15.5 二二 糖糖一、二糖的概述一、二糖的概述二糖就是按其性质分为二糖就是按其性质
14、分为还原性二糖还原性二糖还原性二糖还原性二糖和和非还原性二糖非还原性二糖两类。两类。现在学习的是第29页，共33页二、还原性二糖二、还原性二糖1 1麦芽糖麦芽糖 麦芽糖是淀粉水解的产物麦芽糖是淀粉水解的产物麦芽糖有变旋现象，分子内存在游离的半缩醛羟基，故为还原糖。麦芽糖有变旋现象，分子内存在游离的半缩醛羟基，故为还原糖。麦芽糖有两分子葡萄糖通过麦芽糖有两分子葡萄糖通过-1，4-苷键连接；苷键连接；现在学习的是第30页，共33页2 2纤维纤维二糖二糖 3 3乳糖乳糖乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，工业上可从乳清中获得。有变旋现象，是还原糖。乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，工业上可从乳清中获得。有变旋现象
15、，是还原糖。由由-半乳糖分子半乳糖分子与葡萄糖分子与葡萄糖分子C4上的非半缩醛羟基上的非半缩醛羟基脱水通过脱水通过-1，4-苷苷键连接而成的。键连接而成的。现在学习的是第31页，共33页三、非还原性二糖三、非还原性二糖1、蔗糖、蔗糖一个分子的一个分子的葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖C1上的半缩醛羟基与另一个上的半缩醛羟基与另一个果糖果糖果糖果糖C2上上的半缩醛羟基，脱去一个分子水，通过的半缩醛羟基，脱去一个分子水，通过1，2苷键连接而成的。苷键连接而成的。蔗糖分子蔗糖分子蔗糖分子蔗糖分子中不存在中不存在中不存在中不存在半缩醛羟半缩醛羟半缩醛羟半缩醛羟基，因此基，因此基，因此基，因此它没有变它没有变它没有变它没有变旋现象，旋现象，旋现象，旋现象，无还原性，无还原性，无还原性，无还原性，也不能成也不能成也不能成也不能成脎。脎。脎。脎。现在学习的是第32页，共33页15.6 15.6 多多 糖糖一、淀粉一、淀粉u 无还原性；无还原性；u 遇碘变蓝；遇碘变蓝；现在学习的是第33页，共33页