《糖和糖生物化学.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《糖和糖生物化学.ppt（98页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、糖和糖生物化学 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望Carbohydrates碳水化合物是地球上碳水化合物是地球上最丰富最丰富的分子，每年光合作用可的分子，每年光合作用可转化转化超过超过1000亿吨的亿吨的CO2和和H2O为纤维素和其他植物产为纤维素和其他植物产物。一些碳水化合物（糖和淀粉）是世界上绝大部分物。一些碳水化合物（糖和淀粉）是世界上绝大部分地区的地区的食物来源食物来源，碳水化合物的氧化是多数非光合细，碳水化合物的氧化是多数非光合细胞的胞的中心
2、产能途径中心产能途径。不溶性碳水化合物聚合物是细菌。不溶性碳水化合物聚合物是细菌和植物细胞壁以及动物结缔组织的和植物细胞壁以及动物结缔组织的结构和保护结构和保护成分。成分。其他碳水化合物聚合物其他碳水化合物聚合物润滑骨骼关节润滑骨骼关节，参加细胞间的，参加细胞间的识别和黏附识别和黏附。更复杂的碳水化合物聚合物共价结合蛋。更复杂的碳水化合物聚合物共价结合蛋白质和脂作为白质和脂作为信号分子信号分子决定决定这些分子在细胞中的决定决定这些分子在细胞中的定位和代谢命运定位和代谢命运糖复合物糖复合物糖复合物糖复合物。Functions：Energy、StructuralandBiologicalActiv
3、e.WordsRelatedto“Sugar”Sweet（糖果）（糖果）Sugar（糖、食糖）（糖、食糖）Carbohydrate（碳水化合物，糖）（碳水化合物，糖）Saccharide（糖类）（糖类）,可为可为mono-、oligo-、poly-修饰。修饰。Glycose（单糖、葡萄糖、葡糖）（单糖、葡萄糖、葡糖）Glucose(葡萄糖）葡萄糖）-ose(.糖）糖）,Fructose,GalactoseOligosaccharide（寡糖）（寡糖）Polysaccharide(多糖）多糖）Glycan多糖、（多）聚糖多糖、（多）聚糖Glycogen(糖原、糖元）、糖原、糖元）、Glyco-或
4、或Glycan-（糖（糖）Glycoside,Glycolipid,Glycoprotein糖的世界糖的世界 I I食用食用糖糖蔗糖蔗糖（sucrose)医医疗疗用用糖糖glucose及及其其衍衍生生物物，如如葡葡萄萄糖糖酸酸的的钠、钾、钙、锌盐等钠、钾、钙、锌盐等；绿色植物的绿色植物的皮皮、杆杆等多糖等多糖cellulose；种子种子及及块根块根、块茎块茎中的糖中的糖starch；动物体内的动物体内的贮藏多糖贮藏多糖glycogen；昆虫、蟹、虾等昆虫、蟹、虾等外骨骼糖外骨骼糖chitin；真菌真菌的糖的糖香菇多糖香菇多糖Lentinan、茯苓多糖、茯苓多糖Pachymaran、灵芝多糖、灵
5、芝多糖Ganodermalucidumpolysaccharide 、昆布多糖昆布多糖Laminarine等等；糖的世界糖的世界 II II细菌、酵母的细菌、酵母的细胞壁糖细胞壁糖;结缔组织中的糖结缔组织中的糖肝素、透明质酸、硫酸肝素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等软骨素、硫酸皮肤素等;核酸核酸的糖、的糖、脂多糖脂多糖糖脂糖脂、糖蛋白糖蛋白蛋白蛋白聚糖聚糖中的中的糖糖;细胞膜细胞膜及其他细胞结构中的及其他细胞结构中的糖糖;血型糖血型糖;生物活性糖生物活性糖分子。分子。糖的研究简史糖的研究简史 I I1843年年,Dumas测定糖的测定糖的实验式实验式为为CH2On；1870年年,Colle
6、y、1883年年,Tollens设设想想葡葡萄萄糖糖的的结构式结构式直链多羟基醛直链多羟基醛；1881年年,EmilFischer分分析析单单糖糖结结构构，人人工工合合成成了当时已知的所有己糖和戊糖；了当时已知的所有己糖和戊糖；1846年年,Dubrunfont提提出出葡葡萄萄糖糖溶溶液液有有变变旋旋现现象象；糖的研究简史糖的研究简史 II II1893年年,Fischer提出葡萄糖的提出葡萄糖的环状结构环状结构；1895年年,Tanret发现存在发现存在三种葡萄糖三种葡萄糖结构形结构形式，各自的旋光性不同；式，各自的旋光性不同；1926年年,W.N.Haworth提出葡萄糖提出葡萄糖投影式投
7、影式；1928年年,Malaprada发明发明过碘酸氧化法过碘酸氧化法测定测定糖的结构；糖的结构；1932年年,Fleury和和Lange把把过碘酸方法完善过碘酸方法完善化化用于糖化学的研究用于糖化学的研究；糖的研究简史糖的研究简史 III III1933年年,N.A.S aeuson提出提出端基差向异构体端基差向异构体，以表示还原糖及糖苷的以表示还原糖及糖苷的、两种异构体；两种异构体；1950年年,R.E.Reeves证明己糖的证明己糖的椅式构象椅式构象；1950s后后,生物化学最新的理论和方法用于生物化学最新的理论和方法用于糖糖生物化学生物化学的研究，尤其在的研究，尤其在结构与功能结构与功
8、能关系的关系的研究上取得了重要突破，发展和兴起了研究上取得了重要突破，发展和兴起了糖化糖化学和糖生物化学学和糖生物化学的研究时代，特别在的研究时代，特别在糖复合糖复合物物的研究上掀开了生命科学研究的又一个热的研究上掀开了生命科学研究的又一个热点。点。Definition多多羟羟基基醛醛Polyhydroxyaldehyde多羟基多羟基酮酮Polyhydroxyketone多多羟羟基基醛醛或或多多羟羟基基酮酮的的衍衍生生物物Derivatives；可可以以水水解解为为多多羟羟基基醛醛、多多羟羟基基酮酮或它们的衍生物的物质。或它们的衍生物的物质。CompositionMajorelement:C、
9、H、O。Minorelement:N、S、Petal.单单糖糖分分子子多多符符合合通通式式：CH2On，仅仅从从通通式上并不能判断某分子是否就是糖，即：式上并不能判断某分子是否就是糖，即：符符合合通通式式的的不不一一定定是是糖糖，如如CH3COOH乙酸乙酸，CH2O甲醛甲醛，C3H6O3乳酸乳酸；是是糖糖的的不不一一定定都都符符合合通通式式，如如C5H10O4脱脱氧核糖氧核糖，C6H12O5鼠李糖鼠李糖。ClassificationI单单糖糖 monosaccharides，不不能能水水解解为为其其他他糖的糖，按碳原子数分为：糖的糖，按碳原子数分为：丙糖丙糖 glyceraldehyde 丁糖
10、丁糖 erythrulose,threose 戊戊 糖糖 xylose,xylulose、ribose、ribulose、deoxyribose 己糖己糖 glucose,fructose,galactose 酮酮糖糖阿洛酮糖阿洛酮糖山梨糖山梨糖塔格糖塔格糖五碳糖五碳糖醛糖醛糖核糖核糖阿拉伯糖阿拉伯糖木糖木糖来苏糖来苏糖六碳六碳-醛糖醛糖阿洛糖阿洛糖阿卓糖阿卓糖古洛糖古洛糖艾杜糖艾杜糖塔罗糖塔罗糖葡萄糖葡萄糖半乳糖半乳糖甘露糖甘露糖六六碳碳-酮酮糖糖阿洛酮糖阿洛酮糖果糖果糖山梨糖山梨糖塔格糖塔格糖Classification II寡糖寡糖 Oligosaccharides 可以水可以水解为其他
11、糖的糖解为其他糖的糖22十几个单糖十几个单糖，包括：，包括：二糖二糖 Disaccharides(sucrose、maltose、lactose)。三糖三糖 Trisaccharides 棉籽糖棉籽糖其他寡糖其他寡糖 血型糖、活性糖等血型糖、活性糖等。Classification III多多糖糖 Polysaccharides 可可水水解解为为多多个个单单糖糖或单糖衍生物的糖，包括或单糖衍生物的糖，包括：同同多多糖糖 homoglycans,homopolysaccharides 水水解解为为同同一一单单糖糖的的高高分分子子聚聚合合物物 淀淀粉粉、糖糖元、纤维素、几丁质、糖苷等元、纤维素、几丁
12、质、糖苷等。异异 杂杂 多多糖糖 heteroglycans,heteropolysaccharides 水水解解产产物物不不止止一一种种单单糖糖或或单单糖糖衍衍生生物物 透透明明质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。Classification IV糖的衍生物糖的衍生物 指糖的指糖的氧化产物、还原产物、氨基氧化产物、还原产物、氨基取代物及糖苷化合物取代物及糖苷化合物等，如，氨基葡萄糖、等，如，氨基葡萄糖、N-N-乙乙酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等；酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等；多糖复合物多糖复合物 Polysaccharidescomplex 糖与脂、糖与脂、蛋
13、白等共价相连组成：蛋白等共价相连组成：蛋白多糖蛋白多糖 Proteinpolysaccharides；糖蛋白糖蛋白 Glycoproteins；糖脂糖脂 Glycolipids。葡萄糖家族葡萄糖家族葡萄糖家族葡萄糖家族氨基糖氨基糖氨基糖氨基糖脱氧糖脱氧糖脱氧糖脱氧糖酸性糖酸性糖酸性糖酸性糖胞壁酸胞壁酸单糖的结构单糖的结构单糖的结构如葡萄糖、果糖等已在上个单糖的结构如葡萄糖、果糖等已在上个世纪由被誉为世纪由被誉为“糖化学之父糖化学之父”的的费歇尔费歇尔（Fischer）及）及哈沃斯哈沃斯（Haworth）等化）等化学家的不懈努力而确定。当时十六个己学家的不懈努力而确定。当时十六个己醛糖都经合成得
14、到，其中的十二个是费醛糖都经合成得到，其中的十二个是费歇尔一个人获得的（歇尔一个人获得的（1890年完成合成）。年完成合成）。费歇尔被誉为费歇尔被誉为“糖化学之父糖化学之父”，也因此，也因此获得了获得了1902年的诺贝尔化学奖年的诺贝尔化学奖（38岁出岁出成果，成果，50岁获诺贝尔化学奖，历时岁获诺贝尔化学奖，历时12年）。年）。Chemical Structure of GlucoseElementComposition：C、H、O.C：40%、H：6.7%、O：53.3%;ExperimentalFormula：CH2O;冰点降低及沸点升高法测得冰点降低及沸点升高法测得分子量分子量为为18
15、0MolecularFormula：CH2O6，即，即C6H12O6葡萄糖直链结构的证据葡萄糖直链结构的证据与与Fehling试试剂剂（碱碱性性酒酒石石酸酸铜铜试试剂剂）或或其其他醛试剂他醛试剂反应反应醛基；醛基；与与乙乙酸酸酐酐反反应应，产产生生有有5个个乙乙酰酰基基的的衍衍生生物物5个羟基存在；个羟基存在；与与钠钠汞汞齐齐（Na、Hg的的合合金金）作作用用，被被还还原原为为一一种种具具有有6个个羟羟基基的的山山梨梨醇醇（Sorbitol，glucitol），后者是一个），后者是一个6C构成的直链醇。构成的直链醇。结论结论：葡萄糖的六个碳是连成：葡萄糖的六个碳是连成直链结构直链结构的的分子。
16、分子。葡萄糖的直链结构葡萄糖的直链结构一般一般一个碳原子不能与两个羟基同时结合一个碳原子不能与两个羟基同时结合，这，这样是不稳定的，根据这一性质，如果羰基是个醛样是不稳定的，根据这一性质，如果羰基是个醛基，则它的结构式应是：基，则它的结构式应是：氧化后得到相应的酸，碳链不变。而酮氧化后氧化后得到相应的酸，碳链不变。而酮氧化后会引起碳链的断裂，应用这一性质就可确定是醛会引起碳链的断裂，应用这一性质就可确定是醛糖或酮糖。葡萄糖用糖或酮糖。葡萄糖用HNO3氧化后生成四羟基己氧化后生成四羟基己二酸，称葡萄糖二酸，因此葡萄糖是二酸，称葡萄糖二酸，因此葡萄糖是醛糖醛糖。确定羰基的位置确定羰基的位置葡萄糖与
17、葡萄糖与HCN加成后水解生成六羟基酸，后者加成后水解生成六羟基酸，后者被被HI还原后得正庚酸，进一步证明还原后得正庚酸，进一步证明葡萄糖是醛葡萄糖是醛糖糖。同样的方法处理果糖，最后的产物是同样的方法处理果糖，最后的产物是-甲基己酸。甲基己酸。因此，因此，果糖的羰基在第二位果糖的羰基在第二位。葡萄糖有葡萄糖有四个手性碳原子四个手性碳原子，有，有1616个对映异构体个对映异构体。所以，只测定糖的构。所以，只测定糖的构造式是不够的，还必须确定它的造式是不够的，还必须确定它的构型构型。葡萄糖和果糖的构造式葡萄糖和果糖的构造式Configuration of SugarI构构型型是是指指一一个个分分子子
18、由由于于其其各各原原子子特特有有的的空空间间排排列列而而使使该该分分子子具具有有特特定定的的立立体体化化学学结结构构。当当一一个个物物质质由由一一种种构构型型转转变变为为另另一一种种构构型型时时，要要求求有有共共价价键键的的断断裂裂或或重重新新形形成成。表表明明一一种种物质应有其特定的构型。物质应有其特定的构型。Configuration of SugarII单糖的构型单糖的构型以甘油醛为参照标准以甘油醛为参照标准，甘油醛，甘油醛C2为手性碳，与其相连的为手性碳，与其相连的-OH在右边在右边的被的被定为定为D型型、在、在左边左边的被定为的被定为L型型，D型和型和L型互为立体异构体，是一对对映体
19、型互为立体异构体，是一对对映体antipode，具有对映体的结构又称手性，具有对映体的结构又称手性结构。结构。单糖的构型由于手性碳通常不止一个，特单糖的构型由于手性碳通常不止一个，特规定规定：离羰基最远的不对称离羰基最远的不对称C上的上的-OH方方向决定糖的构型向决定糖的构型，在，在右边的被定为右边的被定为D型型、在在左边的被定为左边的被定为L型型。对对映映异异构构体体的的球球棍棍模模型型费费歇歇尔尔投投影影式式和和透透视视式式透视式透视式投影式投影式甘甘油油醛醛醛醛糖糖和和二二羟羟丙丙酮酮酮酮糖糖D-葡葡萄萄糖糖醛醛糖糖和和D-果果糖糖酮酮糖糖核核糖糖 醛醛戊戊糖糖 和和2 2-脱脱氧氧核核
20、糖糖 醛醛戊戊糖糖 单糖的链式结构及表示方法，单糖的链式结构及表示方法，1919世纪末世纪末2020世纪初，世纪初，费歇尔费歇尔（Fischer）对糖进行了系统的研究，确对糖进行了系统的研究，确定了葡萄糖的结构。定了葡萄糖的结构。差向异构体差向异构体（Epimers)葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半乳糖，两两之间除一个不对称乳糖，两两之间除一个不对称C（分别是（分别是C2和和C4上的上的-OH位置）有位置）有所不同外，其余部分的结构完全相所不同外，其余部分的结构完全相同，这种同，这种仅有一个不对称仅有一个不对称C原子构原子构型不同型不同，两镜像非对映体异构物称，两镜像非对映
21、体异构物称为差向异构体（为差向异构体（epimers）。）。差向异构体差向异构体糖的旋光性糖的旋光性OpticalRotation葡葡萄萄糖糖及及绝绝大大多多数数糖糖都都有有使使平平面面偏偏振振光光发发生生偏偏转转的的能能力力，即即糖糖的的旋旋光光性性，因因为为糖糖都都具具有有手手性性碳碳。糖糖的的旋旋光光性性和和旋旋光光度度由由糖糖分分子子中中的的所所有手性碳上的羟基方向所决定有手性碳上的羟基方向所决定。糖糖的的旋旋光光性性以以右右旋旋（以以d d或或+表表示示）或左旋（以或左旋（以l l或或-表示）。表示）。糖的构型与旋光性糖的构型与旋光性不同概念不同概念糖糖的的构构型型与与旋旋光光性性之
22、之间间不不一一定定呈呈“一一致致”对对应应，即即D型型糖糖不不一一定定是是右右旋旋糖糖、L型型糖糖也也不不一一定定是是左左旋旋糖糖，两两者者的的规规定定性性不不同同。对对于于葡葡萄萄糖糖来来说说，D型型正正好好是是右右旋旋，即即D-+-Glc、L型型也也正正好好是是左左旋旋，即即L-Glc。天天然然葡葡萄萄糖糖为为右右旋旋，属属于于D型。型。葡萄糖的环状结构葡萄糖的环状结构 I I葡葡萄萄糖糖的的某某些些物物理理、化化学学性性质质不不能能用用糖糖的的链链状状结结构构解解释释，即即葡葡萄萄糖糖没没有有表表现现出出典典型型的的直直链链醛醛类类特特性，如：性，如：1缺缺少少Schiff化化反反应应，
23、不不能能使使被被H2SO3漂白的品红转呈红色；漂白的品红转呈红色；2不能与不能与NaHSO3起加成反应起加成反应；葡萄糖的环状结构葡萄糖的环状结构 II II3葡萄糖的水溶液有葡萄糖的水溶液有变旋现象变旋现象。解释解释：葡萄糖与常见的醛分子不一：葡萄糖与常见的醛分子不一样，样，不能与不能与2分子醇作用而只能与分子醇作用而只能与1分分子醇反应子醇反应，不生成缩醛（，不生成缩醛（acetals），），仅生成仅生成半缩醛半缩醛（semiacetals），意味），意味着分子中已有半缩醛（羟）基存在。着分子中已有半缩醛（羟）基存在。缩醛缩醛醛缩醇醛缩醇和和缩酮缩酮酮缩醇酮缩醇半缩醛半缩醛缩醛缩醛半缩酮半
24、缩酮缩酮缩酮葡葡萄萄糖糖成成环环变旋作用变旋作用Mechanism of Mutarotation变旋现象变旋现象（Mutarotation）醛糖的醛糖的C1或酮糖的或酮糖的C2成环时产生成环时产生 和和 一对差向异构体，在一对差向异构体，在水溶液中很快互相转水溶液中很快互相转变为混合物变为混合物，溶解过程会发生，溶解过程会发生旋光度的改旋光度的改变变-变旋现象变旋现象，这是，这是 和和 异头物自发互变异头物自发互变所导致的。新配制的葡萄糖所导致的。新配制的葡萄糖 D20=+112，平衡时为，平衡时为+52.7。型约占型约占36.2%、型约型约占占63.8%。醛式直链的比例极少，故对。醛式直链
25、的比例极少，故对Schiff化反应不灵敏。化反应不灵敏。吡喃葡萄糖和呋喃果糖吡喃葡萄糖和呋喃果糖水平放倒，原基团左上右下水平放倒，原基团左上右下将碳链水平位置弯成六边形状将碳链水平位置弯成六边形状以以C4-C5C4-C5为轴旋转为轴旋转120120使使C5C5上的羟基与醛基接近，成环。上的羟基与醛基接近，成环。果糖的结构果糖的结构D-果糖为果糖为2-己己酮糖，其酮糖，其C3、C4、C5的构的构型与葡萄糖一型与葡萄糖一样。样。果糖成环时，可由果糖成环时，可由C5上的羟基与上的羟基与C2的羰基形成呋喃式环的羰基形成呋喃式环，也可由也可由C6上的羟基与羰基形成吡喃式环上的羟基与羰基形成吡喃式环。两种
26、氧环式都。两种氧环式都有有和和两种构型，因此，果糖可能有五种构型。两种构型，因此，果糖可能有五种构型。葡萄糖的构象葡萄糖的构象Conformation构象指一个分子中，构象指一个分子中，不改变共价不改变共价键结构，仅靠单键的旋转或扭曲键结构，仅靠单键的旋转或扭曲而改而改变分子中变分子中基团在空间的排布位置基团在空间的排布位置，而，而产生不同的排列方式。根据产生不同的排列方式。根据X-射线晶射线晶体分析，葡萄糖吡喃环与环己烷的椅体分析，葡萄糖吡喃环与环己烷的椅式结构相似，式结构相似，-葡萄糖的可能构象有葡萄糖的可能构象有2种椅式（种椅式（A，B）和）和6种船式，主要是种船式，主要是A椅式。椅式。
27、吡喃糖的构象吡喃糖的构象axialequatorial-D D-吡吡喃喃葡葡萄萄糖糖的的构构象象其他单糖的结构其他单糖的结构除除葡葡萄萄糖糖外外，其其他他己己糖糖如如果果糖糖、半半乳乳糖糖等同样有等同样有环式环式和和直链式直链式结构。结构。果果糖糖为为己己酮酮糖糖，异异头头碳碳在在C2，成成环环时时由由C2上的上的-C=O与与C6或或C5上的上的-OH缩合而成。缩合而成。半半乳乳糖糖与与葡葡萄萄糖糖的的差差异异仅仅在在C4上上的的-OH构构型型不不同同，成成环环方方式式与与葡葡萄萄糖糖的的一一致致，两者为差向异构体。两者为差向异构体。三、四、五、六碳糖三、四、五、六碳糖-醛糖醛糖六碳六碳-醛糖
28、醛糖阿洛糖阿洛糖阿卓糖阿卓糖古洛糖古洛糖艾杜糖艾杜糖塔罗糖塔罗糖六六碳碳-酮酮糖糖阿洛酮糖阿洛酮糖果糖果糖山梨糖山梨糖塔格糖塔格糖葡萄糖家族葡萄糖家族葡萄糖家族葡萄糖家族氨基糖氨基糖氨基糖氨基糖脱氧糖脱氧糖脱氧糖脱氧糖酸性糖酸性糖酸性糖酸性糖单糖的主要化学性质单糖的主要化学性质单单糖糖的的化化学学性性质质主主要要体体现现在在多多羟羟基基醛醛及及多多羟羟基基酮酮的的化化学学结结构构特特征征上上，具具有有一一切切羟羟基基及及多多羟羟基基的的反反应应，如如氧氧化化、酯酯化化、缩缩醛醛反反应应；也也由由醛醛基基或或羰羰基基的的反反应应；同同时时还还有有基基团团间间相相互互影影响响而产生的一些特殊的反应
29、。而产生的一些特殊的反应。Oxidative Reaction一一定定条条件件下下（视视氧氧化化剂剂强强弱弱），葡葡萄萄糖糖C1上上的的-醛醛基基及及C6上上的的甲甲羟羟基基 可可 被被 氧氧 化化，形形 成成 葡葡 萄萄 糖糖 酸酸(gluconic acid)、葡葡 萄萄 糖糖 醛醛 酸酸(glucuronic acid)及及葡葡萄萄糖糖二二酸酸(glucaricacid)，都都有有较较强强的的酸酸性性，能成能成盐盐并形成并形成 或或 内酯内酯。葡萄糖为溴水氧化葡萄糖为溴水氧化可区别酮糖和醛糖可区别酮糖和醛糖葡萄糖为硝酸氧化葡萄糖为硝酸氧化电解氧化（制备糖酸）电解氧化（制备糖酸）高碘酸氧化
30、高碘酸氧化还原糖和非还原糖还原糖和非还原糖凡是对凡是对斐林试剂斐林试剂(Fehlingsreagent)、土土伦试剂伦试剂(Tollensreagent)及及班尼迪特试班尼迪特试剂剂(Benedictreagent)呈阳性反应的糖被称呈阳性反应的糖被称为还原糖，呈阴性反应的糖为非还原糖。为还原糖，呈阴性反应的糖为非还原糖。斐林试剂（斐林试剂（硫酸酮和碱性酒石酸钾钠硫酸酮和碱性酒石酸钾钠）土伦试剂（土伦试剂（硝酸银的氨水溶液硝酸银的氨水溶液）班尼迪特试剂（班尼迪特试剂（柠檬酸、硫酸铜、碳酸钠柠檬酸、硫酸铜、碳酸钠配制成配制成）葡葡萄萄糖糖被被Fehling或或Tollens试试剂剂氧氧化化Feh
31、lingreagentTollensreagentBenedictreagent葡萄糖为葡萄糖葡萄糖为葡萄糖氧化酶氧化氧化酶氧化血糖血糖Bloodsugar的测定的测定葡葡萄萄糖糖含含有有醛醛基基，具具还还原原性性，能能被被弱弱氧氧化化剂剂（如如碱碱性性Cu2+）氧氧化化，生生成成葡葡萄萄糖糖酸酸，兰兰色色Cu2+溶溶液液被被还还原原为为砖砖红红色色的的Cu2O。最最常常用用的的为为Benedict试试剂剂（班班氏氏试试剂剂、检检糖糖试试剂剂），正正常常人人尿尿液液用用班班氏氏试试剂剂检检测测为为阴阴性性，当当血血糖糖浓浓度度高高于于160-180mg/dL时时为为阳阳性性反反应。特异性差。应
32、。特异性差。葡萄糖葡萄糖果糖果糖醛糖和酮糖都可以醛糖和酮糖都可以与与Benedict试剂反应试剂反应血糖血糖Bloodsugar的测定的测定Benedict试剂对所有还原糖试剂对所有还原糖都有反应，用于检测血糖不精都有反应，用于检测血糖不精确。目前多采用对葡萄糖特异确。目前多采用对葡萄糖特异性的性的葡萄糖氧化酶法葡萄糖氧化酶法、佐以、佐以过过氧化物酶及无色还原剂染料氧化物酶及无色还原剂染料检检测血糖，既特异又准确。测血糖，既特异又准确。葡萄糖氧化酶专一性氧化葡萄糖氧化酶专一性氧化D-D-葡萄糖生成葡萄糖酸，同时葡萄糖生成葡萄糖酸，同时生成的过氧化氢与染料分子生成的过氧化氢与染料分子（苯甲胺）作
33、用显色。（苯甲胺）作用显色。生成的颜色深浅与被氧生成的颜色深浅与被氧化的葡萄糖的量成正比化的葡萄糖的量成正比Reductive reaction葡葡萄萄糖糖C1上上的的-CHO可可被被还还原原为为-OH而而生生成成山山梨梨醇醇Sorbitol，山山梨梨醇醇聚聚积积在在糖糖尿尿病病患患者者的的晶晶状状体体可可引起引起白内障白内障。甘甘露露糖糖甘甘露露醇醇用用于于治治疗疗脑脑水水肿肿引起的渗透性利尿剂引起的渗透性利尿剂核糖核糖核醇核醇VitB2的组成成分的组成成分甘露糖的还原反应甘露糖的还原反应果糖的还原反应果糖的还原反应甘露糖醇甘露糖醇葡萄糖醇葡萄糖醇HOHEsterification单糖分子中
34、的单糖分子中的-OH，特别，特别是异头碳上的半缩醛羟基能是异头碳上的半缩醛羟基能与磷酸、硫酸、乙酸酐等脱与磷酸、硫酸、乙酸酐等脱水生成酯水生成酯。酯化反应酯化反应葡萄糖的磷酸酯葡萄糖的磷酸酯-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-1-磷酸酯磷酸酯-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-6-磷酸酯磷酸酯代谢过程中的磷酸酯代谢过程中的磷酸酯成苷成苷（Glycosidation）单糖环状结构中的单糖环状结构中的半缩醛羟基比其他羟基半缩醛羟基比其他羟基活泼活泼，可与其他分子的，可与其他分子的-OH（或活性（或活性H原原子）反应，缩去一分子水而成糖苷（又称子）反应，缩去一分子水而成糖苷（又称甙或配糖体）。甙或配糖体）。由葡萄糖
35、衍生的糖苷叫葡萄糖苷，失水时由葡萄糖衍生的糖苷叫葡萄糖苷，失水时形成的键叫形成的键叫糖苷键糖苷键。苷似醚但不是醚，它比一般的醚键易形成，苷似醚但不是醚，它比一般的醚键易形成，也易水解。也易水解。糖苷糖苷无变旋现象无变旋现象，无还原糖的反应无还原糖的反应。半缩醛羟基和一般羟基半缩醛羟基和一般羟基 I I1、酸催化酸催化下，只有糖的下，只有糖的半缩醛羟基能半缩醛羟基能与另一分子醇反应与另一分子醇反应形成醚键。但用威形成醚键。但用威廉森反应可使糖上所有的羟基（包括廉森反应可使糖上所有的羟基（包括半缩醛的羟基）形成醚。半缩醛的羟基）形成醚。最常用的甲基化试剂是：最常用的甲基化试剂是：（1）30%NaO
36、H+(CH3)2SO4（2）Ag2O+CH3I半缩醛羟基和一般羟基半缩醛羟基和一般羟基 II II2、糖苷从结构上看是、糖苷从结构上看是缩醛缩醛，在，在碱性条件下碱性条件下是稳定是稳定的，但可用的，但可用温和的酸性条件水解温和的酸性条件水解，生成糖和配基。而普通的醚键在温和的酸生成糖和配基。而普通的醚键在温和的酸性条件下是稳定的，只有在强的性条件下是稳定的，只有在强的HX作用下作用下才分解。才分解。3、酶也能促使糖苷水解酶也能促使糖苷水解，而且是，而且是立体专一立体专一的（例如，从酵母中分离得到的的（例如，从酵母中分离得到的-D-葡萄葡萄糖苷酶只能水解糖苷酶只能水解-D-吡喃葡萄糖苷，而从吡喃
37、葡萄糖苷，而从杏仁中得到的杏仁中得到的-D-葡萄糖苷酶只水解葡萄糖苷酶只水解-D-葡萄糖苷。葡萄糖苷。脎脎（Osazone）的形成的形成（苯肼反应，苯肼反应，phentlhydrazinereaction）醛醛 糖糖 的的 醛醛 基基 可可 与与 苯苯 肼肼 反反 应应 生生 成成 苯苯 腙腙（phenylhydrazone），过过量量的的苯苯肼肼进进一一步步与与苯苯腙腙反反应应生生成成脎脎（osazone），每每个个脎脎分分子子中中含含2分分子子苯苯肼肼，第第三三个个苯苯肼肼被被转转化化为为苯胺和氨。苯胺和氨。脎的溶解度小，易成结晶，不同糖脎晶体脎的溶解度小，易成结晶，不同糖脎晶体形状不同、
38、熔点不同，可作为形状不同、熔点不同，可作为糖的定性鉴糖的定性鉴定定。一分子一分子含半缩醛羟基的糖含半缩醛羟基的糖和和三分子苯肼三分子苯肼反反应，在糖的应，在糖的1,2-位形成二苯腙（称为脎）位形成二苯腙（称为脎）的反应称为的反应称为成脎反应成脎反应。葡萄糖成脎和果糖成脎葡萄糖成脎和果糖成脎生成糖脎的反应是生成糖脎的反应是发生在发生在C1和和C2上，不涉及其上，不涉及其他的碳原子，所以，如果仅在第二碳上构型不同他的碳原子，所以，如果仅在第二碳上构型不同而其他碳原子构型相同的差向异构体，必然生成而其他碳原子构型相同的差向异构体，必然生成同一个脎。例如，同一个脎。例如，D-葡萄糖、葡萄糖、D-甘露糖
39、、甘露糖、D-果糖果糖的的C3、C4、C5的构型都相同，因此它们生成同的构型都相同，因此它们生成同一个糖脎。一个糖脎。成脎反应的应用成脎反应的应用1.1.用以用以鉴别各种糖鉴别各种糖，不同的糖脎结晶形，不同的糖脎结晶形状不同，熔点不同，形成的速度也不同。状不同，熔点不同，形成的速度也不同。糖脎都是黄色晶体。糖脎都是黄色晶体。2.2.用于用于研究糖的构型研究糖的构型，葡萄糖、甘露糖、，葡萄糖、甘露糖、果糖具有相同的糖脎，这说明这三个糖除果糖具有相同的糖脎，这说明这三个糖除第一和第二个碳原子构型不同外，其它碳第一和第二个碳原子构型不同外，其它碳原子的构型完全相同。原子的构型完全相同。3.3.可以可
40、以将葡萄糖转变成果糖将葡萄糖转变成果糖。糖的递增反应糖的递增反应 -克里安尼氰化增碳法克里安尼氰化增碳法糖的递降反应糖的递降反应差差向向异异构构化化糖酸的差向异构化糖酸的差向异构化糖酸在类似的条件下也能发生差向异构化糖酸在类似的条件下也能发生差向异构化糖复合物中的单糖糖复合物中的单糖主主要要有有：D-葡葡萄萄糖糖、D-半半乳乳糖糖、D-甘甘露露糖糖和和D-木糖。木糖。D-Glc：一一般般不不存存在在于于糖糖蛋蛋白白及及蛋蛋白白聚聚糖糖中中，绝绝大多数糖脂中存在。大多数糖脂中存在。D-Gal：乳乳汁汁中中与与Glc形形成成乳乳糖糖、糖糖蛋蛋白白、糖糖脂脂、硫硫酸酸角角质质素素类类糖糖胺胺聚聚糖糖
41、、与与L-Gal以以糖糖苷苷键键连连成成琼脂糖（琼脂糖（agrose）大分子。）大分子。D-Man：主要以甘露聚糖形式存在于植物中。：主要以甘露聚糖形式存在于植物中。D-Xyl：蛋白多糖、糖胺聚糖、植物糖蛋白。：蛋白多糖、糖胺聚糖、植物糖蛋白。糖复合物中的单糖衍生物糖复合物中的单糖衍生物 I I甲甲基基糖糖类类，是是6-脱脱氧氧己己糖糖，亲亲脂脂性性增增强强。L-fucose存存在在于于大大多多糖糖蛋蛋白白的的糖糖链链、分分子子量量较较大大的的糖糖脂脂及及血血型型抗抗原原中中，不不存存在在于于糖糖胺胺聚聚糖糖中中。抗抗生素中也有存在。生素中也有存在。氨基糖类氨基糖类重要的是重要的是2-氨基己糖
42、，包括氨基己糖，包括:2-氨基氨基-2-脱氧脱氧-D-葡萄糖葡萄糖D-glucosamine,GlcN2-N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺2-N-acetylglucosamine,GlcNAc2-N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺2-N-acetylgalactosamine,GalNAc存在于几丁质、糖胺聚糖存在于几丁质、糖胺聚糖粘多糖粘多糖中。中。胞壁酸胞壁酸常见单糖及其衍生物的缩写常见单糖及其衍生物的缩写阿比可糖阿比可糖糖复合物中的单糖衍生物糖复合物中的单糖衍生物 II II糖糖醛醛酸酸类类，主主要要四四种种：D-D-葡葡萄萄糖糖醛醛酸酸、D-D-甘甘露露糖糖醛醛酸酸、D-D-半半乳乳糖糖醛醛酸
43、酸及及L-L-艾艾杜杜糖糖醛醛酸酸 L-Iduronicacid 唾唾液液酸酸 sialicacid，代代表表一一类类神神经经氨氨 糖糖 酸酸 Neuraminicacid，广广泛泛存存在在于于细细菌菌和和动物组织中，糖脂和糖蛋白的组成成分。动物组织中，糖脂和糖蛋白的组成成分。单糖的物理性质单糖的物理性质旋旋光光度度，一一切切糖糖类类都都有有不不对对称称C C，都具旋光性；都具旋光性；甜甜度度，各各种种糖糖甜甜度度不不一一，但但都都有有甜度，程度不同；甜度，程度不同；溶溶解解度度，多多羟羟基基增增加加了了单单糖糖的的溶溶解解度度，热热水水中中更更大大，不不溶溶于于乙乙醚醚、丙酮等有机溶剂。丙酮等有机溶剂。