碳水化合物药学培训课件

碳水化合物药学碳水化合物药学第十七章第十七章 糖类糖类(saccharide)一、涵义与分类一、涵义与分类 1、涵义、涵义（1）原义）原义 Cn(H2O)m 碳和水组成的化合物，即碳水化合物碳和水组成的化合物，即碳水化合物(carbohydrate)特例：特例：（2）结构定义）结构定义多羟基醛（酮）或多羟基醛（酮）的缩合物多羟基醛（酮）或多羟基醛（酮）的缩合物 2碳水化合物药学碳水化合物药学2、分类、分类 单糖单糖(monosaccharide)：葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖寡糖寡糖(低聚糖低聚糖)(oligosaccharide)：蔗糖、麦芽蔗糖、麦芽糖糖多糖多糖(polysaccharide)：淀粉、纤维素淀粉、纤维素3碳水化合物药学碳水化合物药学二、单糖二、单糖 1、分类、分类 2、结构、结构（1）开链结构）开链结构 结构式结构式 4碳水化合物药学碳水化合物药学构型式构型式 A、表示法表示法 费歇尔投影式费歇尔投影式5碳水化合物药学碳水化合物药学B、差向异构体差向异构体(epimer)互为互为C2-差向异构体差向异构体互为互为C3-差向异构体差向异构体C、构型的确定构型的确定D/L构型表示法构型表示法 6碳水化合物药学碳水化合物药学原则：与羰基距离最远的手性碳原子构型与甘油醛比较原则：与羰基距离最远的手性碳原子构型与甘油醛比较 例：例：D、D-系系/L-系醛糖系醛糖（2）环状结构）环状结构 氧环式结构氧环式结构 7碳水化合物药学碳水化合物药学8碳水化合物药学碳水化合物药学半缩醛羟基半缩醛羟基A、表示形式表示形式B、对两对两“异常异常”事实的解释事实的解释a、解释变旋现象解释变旋现象b、解释糖甙的形成解释糖甙的形成9碳水化合物药学碳水化合物药学C、端基差向异构体端基差向异构体异头物或端基异构体异头物或端基异构体(anomer)Haworth透视式（台面式）透视式（台面式）A、书写方法书写方法 10碳水化合物药学碳水化合物药学-型型-型型B、吡喃糖吡喃糖(glycopyranose)与呋喃糖与呋喃糖(glycofuranose)-D-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-(-)-呋喃果糖呋喃果糖11碳水化合物药学碳水化合物药学构象式构象式 A、特点特点 船式船式椅式椅式优势构象优势构象B、椅式构象存在的形式椅式构象存在的形式C、大多数大多数D-系糖以系糖以4C1式构象为优势构象式构象为优势构象D、个别情况，个别情况，1C4式也可为优势构象式也可为优势构象E、端基效应端基效应(anomeric effect)12碳水化合物药学碳水化合物药学稳定性：稳定性：13碳水化合物药学碳水化合物药学14碳水化合物药学碳水化合物药学3、物理性质、物理性质（1）状态：结晶形固体，有甜味）状态：结晶形固体，有甜味（2）溶解性：易溶于水，难溶于有机溶剂；）溶解性：易溶于水，难溶于有机溶剂；浓缩可形成糖浆浓缩可形成糖浆（3）有变旋现象）有变旋现象 4、化学性质、化学性质（1）特征反应）特征反应 羟基的性质羟基的性质 A、成酯成酯15碳水化合物药学碳水化合物药学羰基的性质羰基的性质 A、加成加成 B、环状缩醛（酮）的形成环状缩醛（酮）的形成注意：注意：糖环上羟基处于顺式结构才发生反应糖环上羟基处于顺式结构才发生反应用途：保护糖分子中的羟基用途：保护糖分子中的羟基16碳水化合物药学碳水化合物药学B、还原还原C、脱水反应脱水反应17碳水化合物药学碳水化合物药学（2）特殊反应）特殊反应 成脎成脎(osazone)反应反应 18碳水化合物药学碳水化合物药学成苷成苷/甙甙(glycoside)反应反应 B、反应历程反应历程例：例：某酮糖能与某酮糖能与D-葡萄糖形成相同的脎，试推测该酮糖葡萄糖形成相同的脎，试推测该酮糖 的结构式。的结构式。A、糖苷的组成糖苷的组成糖部分糖部分(糖苷基糖苷基)非糖部分非糖部分(糖苷配基糖苷配基)苷键苷键(氧、氮氧、氮)20碳水化合物药学碳水化合物药学C、糖苷性质糖苷性质a.中中/碱性溶液中较稳定碱性溶液中较稳定,酸或酶催化下水解成糖和苷元酸或酶催化下水解成糖和苷元 b.不与苯肼作用不与苯肼作用 c.无变旋现象无变旋现象 d.无还原性无还原性 鉴别鉴别21碳水化合物药学碳水化合物药学氧化反应氧化反应 A、与弱氧化剂与弱氧化剂(杜伦、斐林等杜伦、斐林等)反应反应B、与温和氧化剂与温和氧化剂(溴水溴水)反应反应注意：注意：a.不能区别醛糖和酮糖不能区别醛糖和酮糖b.还原糖和非还原糖还原糖和非还原糖鉴别醛糖鉴别醛糖现象：溴水褪色现象：溴水褪色22碳水化合物药学碳水化合物药学C、与稀硝酸的反应与稀硝酸的反应D、高碘酸氧化高碘酸氧化23碳水化合物药学碳水化合物药学5用途：推测糖的结构用途：推测糖的结构(环的大小）环的大小）例：例：单糖结构的确定单糖结构的确定24碳水化合物药学碳水化合物药学双糖结构的确定双糖结构的确定25碳水化合物药学碳水化合物药学差向异构化差向异构化(epimerism)D-葡萄糖葡萄糖D-甘露糖甘露糖D-果糖果糖26碳水化合物药学碳水化合物药学 Molisch显色反应显色反应 注意：注意：阳性反应不一定存在糖类，阴性反应肯定不阳性反应不一定存在糖类，阴性反应肯定不 存在糖类存在糖类鉴别糖类鉴别糖类三、寡糖三、寡糖 重要代表物：双糖重要代表物：双糖1、双糖的连接方式、双糖的连接方式（1）一单糖分子的半缩醛羟基与另一单糖分子的醇）一单糖分子的半缩醛羟基与另一单糖分子的醇 羟基（一般为羟基（一般为C-4羟基）间的脱水羟基）间的脱水 27碳水化合物药学碳水化合物药学半缩醛羟基半缩醛羟基-1,4-苷键苷键（2）两单糖分子的半缩醛羟基间的脱水）两单糖分子的半缩醛羟基间的脱水 半缩醛羟基半缩醛羟基,-1,2-苷键苷键麦芽糖麦芽糖蔗糖蔗糖28碳水化合物药学碳水化合物药学2、双糖的分类、双糖的分类（1）还原性双糖：）还原性双糖：（2）非还原性双糖：）非还原性双糖：3、性质、性质 还原性双糖还原性双糖 非还原性双糖非还原性双糖（1）还原性）还原性（1）无还原性）无还原性鉴别鉴别（2）可生成糖脎）可生成糖脎（2）不生成糖脎）不生成糖脎（3）有变旋现象）有变旋现象（3）无变旋现象）无变旋现象 4、苷键的确定、苷键的确定麦芽糖麦芽糖4-O-(-D-吡喃葡萄糖苷基吡喃葡萄糖苷基)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖蔗糖蔗糖-D-吡喃葡萄糖苷基吡喃葡萄糖苷基-D-呋喃果糖苷呋喃果糖苷29碳水化合物药学碳水化合物药学麦芽糖酶麦芽糖酶水解水解D-葡萄糖的葡萄糖的-苷键苷键苦杏仁酶苦杏仁酶水解水解D-果糖的果糖的-苷键苷键转化酶转化酶水解水解-苷键苷键四、多糖四、多糖 1.通性通性（1）难溶于水，个别与水加热成糊状）难溶于水，个别与水加热成糊状（2）无定型粉末，无甜味）无定型粉末，无甜味（3）无还原性及变旋现象）无还原性及变旋现象（4）水解生成寡糖及单糖）水解生成寡糖及单糖 30碳水化合物药学碳水化合物药学2、纤维素、纤维素(cellulose)（1）结构）结构（2）性质性质（3）用途）用途制纸制纸31碳水化合物药学碳水化合物药学3、淀粉、淀粉（1）性状：白色、无味的粉状物质）性状：白色、无味的粉状物质（2）直链淀粉）直链淀粉(amylose)10%20%结构结构-1,4-苷键苷键线型直链；线型直链；特点：特点：螺旋型构象螺旋型构象性质：性质：A.遇碘显蓝色遇碘显蓝色 B.难溶于冷水难溶于冷水C.-淀粉酶水解为麦芽糖淀粉酶水解为麦芽糖 32碳水化合物药学碳水化合物药学（3）支链淀粉）支链淀粉(amylopectin)80%90%结构结构-1,4-苷键苷键-1,6-苷键苷键特点：特点：高度分支化；两种苷键高度分支化；两种苷键性质：性质：A.热水中膨胀成糊状热水中膨胀成糊状B.外围支链被外围支链被-淀粉酶水解为麦芽糖淀粉酶水解为麦芽糖33碳水化合物药学碳水化合物药学