有机化学——13糖类只是分享.ppt

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1、有机化学有机化学1313糖糖类学习要点1.糖的定义和分类2.单糖的结构和理化性质3.二糖、多糖的结构单位、结构特点和理化性质4.常见的糖在医药学上的应用第十三章 糖类化合物糖类是构成生物体的基本成分之一，是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是生物体合成其他有机化合物的基本原料 第一节第一节 单糖单糖第二节第二节 二糖二糖第三节第三节 多糖多糖6CO2+6H2O C6H12O6+6O2糖的来源 日光日光叶绿素叶绿素糖是一类天然有机化合物。是自然界存在最多、分布最广的一类重要有机化合物，主要来自绿色植物的光合作用 l 定义糖类是多羟基醛或多羟基酮以及它们的脱水缩合产物和衍糖类是多羟基醛或多羟基

2、酮以及它们的脱水缩合产物和衍生物生物如如:葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮，蔗糖是由葡萄葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮，蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水而成的缩合物糖和果糖脱水而成的缩合物 绝大多数糖类分子由C、H、O三种元素组成，大多数化合物具有通式Cn（H2O）元素组成糖的分类（根据水解情况分）单糖单糖:不能水解的多羟基醛或多羟基酮，如葡萄糖、果糖不能水解的多羟基醛或多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、核糖低聚糖低聚糖:称寡糖，是水解后能生成称寡糖，是水解后能生成2 21010个单糖分子的个单糖分子的糖。如蔗糖、麦芽糖、乳糖糖。如蔗糖、麦芽糖、乳糖多糖多糖:称高聚糖，是水解后能生成称高聚糖，是水解后

3、能生成1010个以上单糖分子的个以上单糖分子的糖，如糖原、淀粉、纤维素糖，如糖原、淀粉、纤维素 第一节 单糖常将两种分类结合：如葡萄糖属于己醛糖、果糖属于己酮糖单糖是多羟基醛或多羟基酮据此单糖分为两类：醛糖和酮糖单糖是构成低聚糖和多糖的基本单位，了解单糖的结构是研究糖类化学的基础从结构和性质来看，葡萄糖和果糖可作为单糖的代表一、单糖的结构己醛糖 己醛糖共有24=16个旋光异构体。葡萄糖是其中的一个 （一）葡萄糖的结构 1.葡萄糖的链状结构和构型 分子式：C6H12O6 结构式:葡萄糖的费歇尔投影式：以编号最大的手性碳原子的构型代表单糖的构型：编号最大的手性碳构型与D甘油醛相同者为D型糖；与L甘

4、油醛相同者为L型糖 单糖构型的表示 2.变旋光现象和葡萄糖的环状结构旋光性化合物溶液的旋光度自行改变直至达到恒定值的现象称为变旋光现象（1）变旋光现象葡萄糖有两种比旋光度不同的晶体：（2）葡萄糖的环状结构 葡萄糖的变旋光现象表明葡萄糖有互变异构体 葡萄糖的环状结构是在开链结构基础上通过分子内羟基对醛基加成形成的（环状半缩醛结构）（约（约3636）（微量）（微量）（约（约6464）费歇尔投影式中，苷羟基在碳链右边的称-异构体（-型），在碳链左边的称-异构体（-型）成环时新产生的一个半缩醛羟基也称为苷羟基在水溶液中两种环状结构和开链结构可相互转变并达到平衡，这可解释葡萄糖溶液的变旋现象+112 +

5、18.7 20D 平衡组成 约36 微量 约64 52.7开链式-D-(+)-吡喃葡萄糖-D-(+)-吡喃葡萄糖（2）葡萄糖环状结构和哈沃斯式 直立费歇尔式 哈沃斯式（二）果糖的结构分子式：C6H12O6 属于己酮糖己酮糖有8个旋光异构体果糖也有链状结构和环状结构，水溶液中彼此互变 二、单糖的物理性质溶解性：单糖都是结晶性物质，具有吸湿性，易溶于水难溶于有机溶剂 甜度：单糖都有甜味，但甜度各不相同 旋光性和变旋光现象：凡能发生开链结构和环状结构互变单糖都有变旋光现象三、单糖的化学性质-D-环式半缩醛结构-D-环式半缩醛结构（微量）开链醛（酮）式（一）差向异构化D-D-葡萄糖与葡萄糖与D-D-甘

6、露糖甘露糖 C C2 2-差向异构体差向异构体 D-D-葡萄糖与葡萄糖与D-D-半乳糖半乳糖 C C4 4-差向异构体差向异构体在多个手性碳原子中只有一个手性碳原子的构型不同的在多个手性碳原子中只有一个手性碳原子的构型不同的旋光异构体旋光异构体差向异构体之间的互变异构化称为差向异构化 思考题：为什么在碱性溶液中，酮糖可显示某些醛糖的性质？用用稀碱稀碱溶液处理溶液处理D-D-葡萄糖、葡萄糖、D-D-甘露糖和甘露糖和D-D-果糖果糖中的任何中的任何一种，都可得到这三种单糖的互变平衡混合物一种，都可得到这三种单糖的互变平衡混合物 （二）氧化反应 1.与弱氧化剂反应 （被托伦试剂、班氏试剂或斐林试剂氧

7、化）酮糖反应的原因:互变为醛糖 凡能还原上述弱氧化剂的糖称为还原糖。单糖都是还原糖单糖单糖 +Ag+Ag+(配离子配离子)糖酸（混合物）糖酸（混合物）+AgAg单糖单糖 +Cu+Cu2+2+(配离子配离子)糖酸（混合物）糖酸（混合物）+CuCu2 2OO 2.与溴水的反应 Br2/H2O是酸性弱氧化剂，能氧化醛糖，但不能氧化酮糖，可用于鉴别酮糖与醛糖OH-OH-3.与稀硝酸反应稀硝酸是强氧化剂，醛糖、酮糖均能氧化 溴水可选择性地将醛基氧化成羧基由于在酸性条件下糖不由于在酸性条件下糖不发生差向异构化发生差向异构化,因此溴水因此溴水只氧化只氧化醛糖醛糖而不氧化而不氧化酮糖酮糖（三）生成糖脎 生成脎

8、是-羟基醛或-羟基酮的特有反应。单糖和过量的苯肼一起加热即生成糖脎 仅C-1、C-2构型不同的各种糖生成同一种糖脎，所以成脎反应有助于确定某些糖的构型不同的糖成脎速度不同，不同的糖脎晶型不同，熔点也不同应用：用显微镜观察晶型及结晶速度可鉴别单糖应用：用显微镜观察晶型及结晶速度可鉴别单糖（四）成苷反应环状结构单糖的苷羟基与另一分子化合物中的活泼氢脱水，生成的化合物称为糖苷，这种反应称为成苷反应 糖苷的组成（糖苷基-苷键-糖苷配基）糖苷的特性：无变旋现象、无还原性、不能成脎（五）酯化反应单糖环状结构中所有的羟基都可以被酯化，其中具有重要生物学意义的反应是形成磷酸酯。人体内葡萄糖在酶的作用下可以和磷

9、酸反应生成多种葡萄糖磷酸酯糖的磷酸酯是体内糖代谢的中间产物,糖的磷酸化是体内糖代谢的基本步骤之一（六）脱水和显色反应戊糖或己糖在强酸（如盐酸或硫酸）中受热，可发生分子内脱水反应，生成具有呋喃环的醛、酮单糖、低聚糖和多糖均能发生莫立许反应，反应非常灵敏，常用于糖类物质的鉴定具有呋喃环的醛、酮均可与酚类缩合生成有色化合物，这类显色反应可用于鉴定糖类 1.1.莫立许（莫立许（MolischMolisch）反应）反应糖糖（水溶液）（水溶液）紫色环紫色环莫立许试剂莫立许试剂莫立许试剂莫立许试剂浓硫酸浓硫酸浓硫酸浓硫酸2.2.塞利凡诺夫（塞利凡诺夫（SeliwanoffSeliwanoff）反应）反应 酮

10、糖酮糖（水溶液）（水溶液）鲜红色鲜红色塞利凡诺夫试剂塞利凡诺夫试剂塞利凡诺夫试剂塞利凡诺夫试剂加热加热据此反应可据此反应可鉴别醛糖和酮糖鉴别醛糖和酮糖（一）D-核糖 和 D-2-脱氧核糖 四、重要的单糖四、重要的单糖D-D-核糖和核糖和D-2-D-2-脱氧核糖是两种极为重要的戊醛糖，具有脱氧核糖是两种极为重要的戊醛糖，具有左旋光性，它们也具有开链结构和环式结构，通常以呋喃糖左旋光性，它们也具有开链结构和环式结构，通常以呋喃糖形式存在形式存在 （二）D-葡萄糖（右旋糖）存在于水果、蜂蜜中。是人体能量的主要来源；人和动物的血液中也含有葡萄糖（血糖），正常人空腹时的血糖浓度为3.96.1mmolL-

11、1，保持血糖浓度的恒定具有重要的生理意义。有强心、利尿、解毒作用（三）D-果糖（左旋糖）存在于水果、蜂蜜、蔗糖中 最甜的糖，甜度为蔗糖170 （四）半乳糖（五）氨基糖D-半乳糖是D-葡萄糖的C4差向异构体，二者结合形成乳糖，存在于哺乳动物的乳汁中。半乳糖具有右旋光性，其甜度仅为蔗糖的30 存在于甲壳类动物的外壳、人体结蹄组织、血型物质葡萄糖在维持生命活动中有哪些重要作用?课堂互动 二糖是由两分子单糖脱水而成的化合物二糖分子中是否还保留苷羟基，在性质上差别很大二糖是一种二糖是一种特殊特殊的的糖苷糖苷，连接两个单糖的苷键可，连接两个单糖的苷键可以是一分子单糖的苷羟基与另一分子单糖的醇羟基脱以是一分

12、子单糖的苷羟基与另一分子单糖的醇羟基脱水，也可以是两分子单糖都用苷羟基脱水而成水，也可以是两分子单糖都用苷羟基脱水而成 第二节第二节 二二 糖糖常见的二糖有常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖麦芽糖、乳糖和蔗糖，分子式均为：，分子式均为：C C1212HH2222OO1111。均有甜味，广泛存在于自然界。均有甜味，广泛存在于自然界一、麦芽糖一个一个D-D-葡萄糖葡萄糖的的C C1 1上的上的苷羟基苷羟基与另一个与另一个D-D-葡萄糖的葡萄糖的C C4 4上上的的醇羟基醇羟基脱水而形成的脱水而形成的a-a-葡萄糖苷葡萄糖苷,二者以二者以a-1,4-a-1,4-苷键苷键结合。结合。存在于麦芽中存在于麦芽

13、中 麦芽糖麦芽糖仍保持单糖的一般化学性质，如具有仍保持单糖的一般化学性质，如具有变旋光现象变旋光现象和和还原性还原性，是，是还原性二糖；还原性二糖；易溶于水，在酸或酶的作用下可易溶于水，在酸或酶的作用下可水解生成两分子葡萄糖水解生成两分子葡萄糖二、乳二、乳 糖糖乳糖是由一分子乳糖是由一分子-D-D-吡喃吡喃半乳糖半乳糖C C1 1上的上的苷羟基苷羟基与另一分与另一分子子D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖C C4 4上的醇羟基脱水，通过上的醇羟基脱水，通过-1,4-1,4-苷键苷键连接而连接而成的糖苷。存在于乳汁中成的糖苷。存在于乳汁中 乳糖乳糖有有变旋光现象变旋光现象，有单糖的一般化学性质，是，有单

14、糖的一般化学性质，是还原性二还原性二糖糖。乳糖是右旋糖，没有吸湿性，微甜，可溶于水。水解生成。乳糖是右旋糖，没有吸湿性，微甜，可溶于水。水解生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖一分子葡萄糖和一分子半乳糖 没有变旋光现象、没有成脎、成苷反应、非还原性二糖蔗糖蔗糖是由一分子是由一分子-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖C C1 1上的上的苷羟基苷羟基与另一分子与另一分子-D-D-呋喃果糖的呋喃果糖的C C2 2上的上的苷羟基苷羟基脱水，通过脱水，通过-1 1，2-2-苷键苷键连接而连接而成的糖苷。存在于甘蔗、甜菜中成的糖苷。存在于甘蔗、甜菜中 三、蔗糖三、蔗糖第三节 多 糖结构：结构：多糖是由多糖是由1010

15、个以上单糖或单糖衍生物通过糖苷键个以上单糖或单糖衍生物通过糖苷键结合而成的高分子化合物结合而成的高分子化合物通性：通性：大多为无定形粉末，无甜味，不溶于水，个别能与大多为无定形粉末，无甜味，不溶于水，个别能与水形成胶体溶液；无变旋现象；无还原性，不能成脎；能水解水形成胶体溶液；无变旋现象；无还原性，不能成脎；能水解 多糖的主要苷键：多糖的主要苷键：直链多糖（直链多糖（-1-1，4-4-苷键苷键 or-1or-1，4-4-苷键苷键）支链多糖（支链多糖（-1-1，4-4-苷键苷键 or-1or-1，4-4-苷键苷键）（分支点是（分支点是-1-1，6-6-苷键）苷键）一、淀粉热水热水天然淀粉可溶性部

16、分10-20 直链淀粉不溶而膨胀成糊状 支链淀粉 2.天然淀粉的组成：直链淀粉和支链淀粉 两种淀粉的结构单位都是D-葡萄糖，但结构有差别 概述概述 1.1.存在：植物的种子和块茎中存在：植物的种子和块茎中1.结构单元：-D-葡萄糖2.空间形象：3.特性：直链淀粉溶液遇碘显深蓝色，受热时蓝色消失（一）直连淀粉（二）支链淀粉-1,6-苷键-1,4-苷键1.结构单元：-D-葡萄糖(C6H10O5)n H2O 酸或酶(C6H10O5)n-XC12H22O11C6H12O6葡萄糖 淀粉 紫糊精 麦芽糖 红糊精 无色糊精淀粉的水解2.空间形象：3.特性：支链淀粉遇碘显紫红色 用化学方法鉴别下列各组化合物

17、1.葡萄糖、蔗糖和淀粉 2.葡萄糖和果糖 课堂互动二、糖原糖原又称动物淀粉，肝脏中糖原的含量为1020，肌肉中糖原的含量约为4。糖原是白色无定形粉末，遇碘显棕红色或紫红色 1.组成和结构：是由-1，4-苷键和-1，6-苷键相连而成，糖原水解的最终产物是D-葡萄糖，类似于支链淀粉（分支短而密）2.生理意义：糖原是葡萄糖在动物体内的贮存形式。肌糖原是肌肉收缩所需的主要能源；而肝糖原在维持血糖正常浓度方面起重要作用 三、纤维素1.存在：植物细胞壁的主要组分,植物体的支撑物质，棉花中含纤维素达98，木材中为502.结构单元：D-葡萄糖 3.空间形象4.水解5.生理意义四、右旋糖酐右旋糖酐是人工合成的葡

18、萄糖多聚物，又称葡聚糖，分子式为(C6H10O5)n右旋糖酐分子中的D-葡萄糖单位间主要以-1，6-苷键连接成长链，杂有少量的-1，3-苷键和-1，4-苷键连接的分支右旋糖酐是临床上常用的血浆代用品五、黏多糖黏多糖又称为氨基多糖，一般是由N-乙酰氨基己糖和己糖醛酸组成的二糖结构单位聚合而成的直链高分子化合物，因其中很多具有黏性，故称黏多糖（一）透明质酸 透明质酸存在于一切结缔组织。它与水形成黏稠的凝胶，有黏合、润滑和保护细胞的作用（二）肝素（最初在肝中发现）肝素肝素广泛存在于动物的多种组织广泛存在于动物的多种组织（三）硫酸软骨素 硫酸软骨素主要含于软骨和骨骼中在肌体中，硫酸软骨素与蛋白质结合形

19、成糖蛋白。动脉粥样硬化病变时，硫酸软骨素A含量降低。因此，可用硫酸软骨素A治疗动脉粥样硬化肝素具有阻止血液凝固的特性，是动物体内一种天然的抗凝血物质，是凝血酶的对抗物 1.1.单糖的结构单糖的结构 构型：开链式与环式的构型：开链式与环式的互变异构互变异构学习小结 2.2.单糖的性质单糖的性质 （1 1）差向异构化：差向异构体间的相互转化称为）差向异构化：差向异构体间的相互转化称为差向异构差向异构化化 （2 2）氧化反应：单糖（醛糖和酮糖）都能被弱氧化剂氧化，）氧化反应：单糖（醛糖和酮糖）都能被弱氧化剂氧化，如如托伦试剂托伦试剂（银镜反应银镜反应）、）、班氏试剂班氏试剂和和斐林试剂斐林试剂（生成

20、砖红（生成砖红色的色的CuCu2 2OO沉淀沉淀）（3 3）成脎反应：单糖与过量的苯肼加热即生成）成脎反应：单糖与过量的苯肼加热即生成糖脎糖脎 （4 4）成苷反应：单糖）成苷反应：单糖环状环状结构中的结构中的苷羟基苷羟基与具有活泼氢的与具有活泼氢的化合物脱水，生成化合物脱水，生成环状缩醛环状缩醛或或缩酮缩酮（糖苷）的反应（糖苷）的反应 (5)(5)酯化反应：酯化反应：单糖环状结构中所有的羟基均可被酯化单糖环状结构中所有的羟基均可被酯化 (6)(6)显色反应：显色反应：莫里立许反应、塞利凡诺夫反应。可用于莫里立许反应、塞利凡诺夫反应。可用于鉴鉴别糖类别糖类 3.3.二糖二糖（苷键类型）（苷键类型）还原性二糖：还原性二糖：麦芽糖、乳糖麦芽糖、乳糖 非还原性二糖：非还原性二糖：蔗糖蔗糖 4.4.多糖多糖（苷键类型）（苷键类型）淀粉（直链、支链）；糖原；纤维素；右旋糖酐；黏多糖淀粉（直链、支链）；糖原；纤维素；右旋糖酐；黏多糖此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢