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1、有机化学第十六章糖类化合物第1页，本讲稿共21页主要内容主要内容 第一节第一节 单糖单糖第二节第二节 寡糖和多糖寡糖和多糖第三节第三节 扩展性知识扩展性知识第2页，本讲稿共21页糖的定义和分类糖的定义和分类 糖类是一类多羟基醛（或酮），或糖类是一类多羟基醛（或酮），或通过水解能产生这些醛酮的物质。通过水解能产生这些醛酮的物质。糖分为三类：单糖、寡糖和多糖。糖分为三类：单糖、寡糖和多糖。第3页，本讲稿共21页第一节第一节 单糖单糖一、开链结构及构型一、开链结构及构型 H 左，左，OH 右，右，D 系列系列 H 右，右，OH 左，左，L 系列系列 第4页，本讲稿共21页二、二、环状结构及构象环状结
2、构及构象环状半缩醛、半缩酮的启迪，糖环形结构环状半缩醛、半缩酮的启迪，糖环形结构的提出。的提出。HOCH2CH2CH2CHOHOCH2CH2CH2CH2CHO第5页，本讲稿共21页1、葡萄糖的哈武斯透视式、葡萄糖的哈武斯透视式+-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖or-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖第6页，本讲稿共21页2、葡萄糖的构象、葡萄糖的构象(1)(2)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖(4)(3)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖第7页，本讲稿共21页三、化学反应三、化学反应1、成苷反应、成苷反应 环状糖的半缩醛羟基能与另一分子化合物中环状糖的半缩醛羟基能与另一分子化合物中的羟基、氨基或硫
3、羟基等失水，生成的失水产物的羟基、氨基或硫羟基等失水，生成的失水产物称为糖苷，也称为配糖体。由葡萄糖衍生的糖苷称为糖苷，也称为配糖体。由葡萄糖衍生的糖苷叫葡萄糖苷，失水时形成的键叫苷键。叫葡萄糖苷，失水时形成的键叫苷键。第8页，本讲稿共21页糖苷的名称由三部分组成：糖苷的名称由三部分组成：配基配基+糖的残基糖的残基+（糖）苷（糖）苷甲基甲基-D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷甲基甲基-D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷第9页，本讲稿共21页2、氧化反应、氧化反应（1）用斐林试剂、土伦试剂、本尼迪特用斐林试剂、土伦试剂、本尼迪特试剂氧化试剂氧化 斐林试剂斐林试剂 or 土伦试剂土伦试剂D-葡萄糖酸葡萄糖酸D
4、-葡萄糖葡萄糖or 本尼迪特试剂本尼迪特试剂第10页，本讲稿共21页（2）与溴水的反应）与溴水的反应 溴的水溶液很快与醛糖反应，选择性地将溴的水溶液很快与醛糖反应，选择性地将醛基氧化成羧基醛基氧化成羧基,然后生成内酯。然后生成内酯。酮糖不发生此反应，因此可作为区分两类酮糖不发生此反应，因此可作为区分两类糖的鉴别反应。糖的鉴别反应。Br-H2O葡萄糖酸葡萄糖酸D-葡萄糖葡萄糖葡萄糖酸葡萄糖酸-内酯内酯第11页，本讲稿共21页（）与稀硝酸的反应（）与稀硝酸的反应稀稀HNO3、还原反应、还原反应H2，Pdor NaBH4第12页，本讲稿共21页、与含氮试剂的反应、与含氮试剂的反应、环状缩醛和缩酮的形
5、成、环状缩醛和缩酮的形成处于糖环上的顺式邻二醇可与醛或酮生成环状的处于糖环上的顺式邻二醇可与醛或酮生成环状的缩醛或缩酮，常用于某些合成反应中保护糖上的缩醛或缩酮，常用于某些合成反应中保护糖上的羟基。羟基。一分子糖和三分子苯肼反应，在糖的一分子糖和三分子苯肼反应，在糖的1,2-位形成二位形成二苯腙（称为脎）的反应称为成脎反应。可作为苯腙（称为脎）的反应称为成脎反应。可作为糖的定性反应、结构鉴定和制备衍生物用。糖的定性反应、结构鉴定和制备衍生物用。第13页，本讲稿共21页、碱性条件下的反应、碱性条件下的反应D-葡萄糖葡萄糖烯二醇烯二醇D-甘露糖甘露糖D-果糖果糖弱碱弱碱弱碱弱碱第14页，本讲稿共2
6、1页、酸性条件下的脱水、酸性条件下的脱水在弱酸条件下，具有在弱酸条件下，具有 羟基的羰基化合物羟基的羰基化合物易发生易发生 羟基与羟基与氢的脱水反应，形成氢的脱水反应，形成，不饱和羰基化合物。不饱和羰基化合物。糖具备上述特征，因此，在酸性条件下易脱糖具备上述特征，因此，在酸性条件下易脱水形成二羰基化合物。在强酸条件下，戊醛糖和水形成二羰基化合物。在强酸条件下，戊醛糖和己醛糖经多步羟基脱水，分别形成呋喃甲醛和己醛糖经多步羟基脱水，分别形成呋喃甲醛和羟甲基呋喃甲醛。羟甲基呋喃甲醛。、高碘酸氧化、高碘酸氧化5 HCOOH +CH2O5HIO4可用于确定糖环可用于确定糖环大小、多糖中糖大小、多糖中糖苷
7、键连接的位置。苷键连接的位置。第15页，本讲稿共21页第二节寡糖和多糖第二节寡糖和多糖一、双糖一、双糖、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。的半缩醛羟基，故为还原糖。第16页，本讲稿共21页、乳糖和蔗糖、乳糖和蔗糖乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，工业上可从乳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。清中获得。有变旋现象，是还原糖。蔗糖在甘蔗和甜菜中含量最多，是自然界分布最蔗糖在甘蔗和甜菜中含量最多，是自然界分布最广的双糖。无变旋现象，是非还原糖。广的双糖
8、。无变旋现象，是非还原糖。乳糖蔗糖乳糖蔗糖、纤维二糖、纤维二糖第17页，本讲稿共21页 二、多糖二、多糖纤维素是自然界分布最广、存在最多的有机物。纤维素是自然界分布最广、存在最多的有机物。它是它是D-葡萄糖以葡萄糖以-，苷键相连的聚合物。，苷键相连的聚合物。淀粉是人类获取糖类的主要来源。可分为直淀粉是人类获取糖类的主要来源。可分为直链淀粉和支链淀粉两类。淀粉溶液与碘可产生紫链淀粉和支链淀粉两类。淀粉溶液与碘可产生紫蓝色，使直链淀粉的定性鉴定反应。蓝色，使直链淀粉的定性鉴定反应。糖原是人和动物体内，经一系列酶催化反应，将多糖原是人和动物体内，经一系列酶催化反应，将多个葡萄糖组合而成的分支多糖。个
9、葡萄糖组合而成的分支多糖。第18页，本讲稿共21页 第三节第三节 扩展性知识扩展性知识 一、环糊精一、环糊精环糊精是经浸解杆菌淀粉酶作用于环糊精是经浸解杆菌淀粉酶作用于淀粉后产生的环状低聚糖的总称。淀粉后产生的环状低聚糖的总称。具有一定水溶性，同时，许多非极具有一定水溶性，同时，许多非极性有机分子或有机分子的非极性一端又性有机分子或有机分子的非极性一端又可进入其内腔形成包结物。被广泛应用可进入其内腔形成包结物。被广泛应用于食品、医药、农药等方面。于食品、医药、农药等方面。第19页，本讲稿共21页二、糖脂二、糖脂 糖脂是由糖和脂质部分组成的，糖给予分子以糖脂是由糖和脂质部分组成的，糖给予分子以“
10、亲水极亲水极”。可分为甘油糖脂和鞘糖脂两类。可分为甘油糖脂和鞘糖脂两类。三、糖蛋白三、糖蛋白 糖蛋白是指由比较短的、往往是有分支的寡糖糖蛋白是指由比较短的、往往是有分支的寡糖链与蛋白质以共价键相连的缀合物。他们广泛存在链与蛋白质以共价键相连的缀合物。他们广泛存在于动物、植物和某些微生物中。于动物、植物和某些微生物中。第20页，本讲稿共21页四、糖与血型物质四、糖与血型物质 人的血型是由红细胞膜上所谓的人的血型是由红细胞膜上所谓的“抗原决定族抗原决定族”所决定的，它们是糖蛋白。所决定的，它们是糖蛋白。五、化学糖生物学和糖类药物五、化学糖生物学和糖类药物 现在使用的糖类化合物药物已超过现在使用的糖类化合物药物已超过500个，包括各个，包括各种抗生素、核苷、多糖和糖脂等。种抗生素、核苷、多糖和糖脂等。我国很多传统中药的中药成份多数与糖有关。我国很多传统中药的中药成份多数与糖有关。糖类药物的研究和发展也为中医中药的研发提供了糖类药物的研究和发展也为中医中药的研发提供了极好的机遇。极好的机遇。第21页，本讲稿共21页