单糖的构型

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十四章 糖类,糖类的涵义及分类,一、涵义,糖 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟,基醛、酮的一类有机化合物。,因这类化合物都是由C、H、O三种元素组成，且都符合Cn(H2O)m,的通式，所以称之为碳水化合物。例如：,例如：葡萄糖的分子式为C6H12O6，可表示为C6(H2O)6，蔗糖的分,子式为C12H22O11，可表示为C12(H2O)11等。,但有的糖不符合碳水化合物的比例。例如：鼠李糖C6H12O5；脱氧,核糖C5H10O4。,有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。例如：甲酸,CH2O、乙酸C2H4O2、乳酸C3H6O3等，故最好还是叫做糖,类较为合理。,依据其单元构造分为：,单糖 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。,低聚糖含210个单糖构造的缩合物。以二糖最为,多见，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。,多糖 含10个以上单糖构造的缩合物。如淀粉、纤,维素等。,二、分类,糖类 广泛存在于自然界，是植物进展光合作用的产物。植物在,日光的作用下，在叶绿素催化下将空气中的二氧化碳和水转化成葡,萄糖，并放出氧气：,葡萄糖在植物体内还进一步结合生成多糖淀粉及纤维素。,地球上每年由绿色植物经光合作用合成的糖类物质达数千亿吨。,它既是构成把握的组织根底，又是人类和动物赖以生存的物质基,础，也为工业供给如粮、棉麻、竹、木等众多的有机原料。,三、存在与来源,第一节 单 糖,一、单糖的构造,一单糖的构造式,试验证明，葡萄糖的分子式为C6H12O6，为2，3，4，5，6-五羟,基己醛的根本构造。,果糖的分子式也为C6H12O6，为1，3，4，5，6-五羟基己酮的基,本构造。,其构造式如下：,二单糖的构型,葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有24=16个对映异构体。所以，,只测定糖的构造式是不够的，还必需确定它的构型。,1相对构型确实定,糖的相对构型(D系列和L系列)是以D-(+)甘油醛和L-(-)甘油醛作为,标准，将其进展与糖类化合物有关联的一系列反响联系，得到相应的,糖类，这样糖类的相对构型就可以确定。,19世纪末，20世纪初，费歇尔首先对糖进展了系统,的争论，确定了葡萄糖的构造。葡萄糖的构型如下：,2构型的标记和表示方法,1构型的标记,糖类的构型习惯用D/L名称进展标记。即编号最大的手性碳原子,上OH在右边的为D型，OH在左边的为L型。,2构型的表示方法,糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写便利，也可以写成省,写式。其常见的几种表示方法为：,由现代物理方法证明，单糖并不是仅以开链式存在，还以环状构造存在的。,1氧环式构造,三单糖的环状构造,糖分子中的醛基与羟基作用形成半缩醛时，由于C=O为平面构造，羟,基可从平面的两边进攻C=O，所以得到两种异构体构型和构型。两种,构型可通过开链式相互转化而到达平衡。,构型生成的半缩醛羟基与打算单糖构型的羟基在同一侧。,构型生成的半缩醛羟基与打算单糖构型的羟基在不同的两侧。,2环状构造的构型和构型,单糖的半缩醛氧环式构造不能反映出各个基团的相对空间位置，,透视式是最直观的表示方法。,-D-葡萄糖 -D-葡萄糖,3.环状构造的透视式,果糖在形成环状构造时，可由C5上的羟基与羰基形成呋喃式环，也,可由C6上的羟基与羰基形成吡喃式环。,二、单糖的性质,莫力许反响,在糖的水溶液中参加-萘酚的醇溶液，然后沿着试管壁再缓慢参加浓硫酸，不得振荡试管，此时在浓硫酸和糖的水溶液交界处能产生紫色。,塞利凡诺夫反响,在醛糖和酮糖中参加塞利瓦诺夫试剂，加热，酮糖能很快产生鲜红色，而醛糖则不能。,1显色反响,醛糖与酮糖都能被托伦试剂或费林试剂等弱氧化剂氧化，,前者产生银镜，后者生成砖红色的氧化亚铜沉淀，糖分子,的醛基被氧化为羧基。,尽管酮糖分子中无醛基，但在同样的条件下可以转化为,醛糖，所以酮糖能被这两种试剂氧化。,但凡能被上述弱氧化剂氧化的糖，都称为复原糖。,单糖都是复原糖。,2氧化反响,3.复原反响,单糖分子中的羰基可以被催化氢化，复原为羟基，生成相应的糖醇。,4成酯反响,单糖分子中存在很多羟基，所以单糖可以与酸作用生成酯。,单糖与磷酸作用生成磷酸酯。,1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖,糖分子中的活泼半缩醛羟基与其它含羟基的化合物如醇、酚，,含氮杂环化合物作用，失水而生成缩醛的反响称为成苷反响。其产物,称为配糖物，简称为“苷”，全名为某糖某苷。,留意：,苷易水解，用酶水解时有选择性。,糖苷没有复原糖的反响。,5成苷反响,第 二节 二 糖,一、复原性二糖,由一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的醇羟基失水形成。,特点：一单糖成苷，另一单糖保存半缩醛羟基。,性质：有复原性，能与托伦试剂、费林试剂反响，所以称为复原性双糖。,一麦芽糖,麦芽糖在淀粉酶催化下由淀粉水解而得。,麦芽糖的构造：,二纤维二糖,纤维二糖也是复原糖，化学性质与麦芽糖相像，纤维二糖与麦芽,糖的唯一区分是苷键的构型不同，麦芽糖为-1,4-糖苷键，而纤维,二糖为-1,4-糖苷键。,三乳糖,存在于哺乳动物的乳汁中，人含乳糖58%，牛含乳糖46%。乳糖的甜味只有蔗糖的70%。,构造：由-D-吡喃半乳糖的苷羟基与D-吡喃葡萄糖C4上的羟基缩合而成的半乳糖苷。,性质：具有复原糖的通性。,二、非复原性二糖,非复原性二糖主要是蔗糖，是广泛存在于植物中的二糖，利用,光合作用合成的植物的各个局部都含有蔗糖。甘蔗含蔗糖14%以,上，甜菜含蔗糖16-20%，但蔗糖一般不存在于动物体内。,1蔗糖的构造,蔗糖是由-D-吡喃葡萄糖的苷羟基和-D-呋喃果糖的苷羟基,脱水而成。,2蔗糖的性质,1 不能与托伦试剂和费林试剂反响无游离的醛基。,2 蔗糖水解后，旋光度发生转变。,由于水解前后旋光度发生转变由右旋变为左旋，所,以蔗糖的水解产物叫做转化糖，转化糖具有复原糖的一切,性质。,第三节 多 糖,多糖是能水解生成多个分子单糖的糖类，由数百以至数千个单糖,分子相互脱水，通过糖苷键连接而成的高分子化合物。,淀粉、糖元和纤维素是最重要的多糖，它们的通式是(C6H10O5)n，,但它们的n值不同。,性质：无复原性；也无甜味。多难溶于水。,一、淀粉,1直链淀粉,1 构造,由-D-(+)-葡萄糖以-1,4苷键结合而成的链状高聚物。,不溶于冷水，不能发生复原糖的一些反响，遇碘显深蓝色，,可用于鉴定碘的存在。,缘由：直链淀粉不是伸开的一条直链，而是螺旋状构造。,螺旋状空穴正好与碘的直径相匹配，允许碘分子进入空穴,中，形成包合物而显色。,淀粉碘包合物深蓝色，加热解除吸附，则蓝色退去。,2 性质,2支链淀粉,支链淀粉在构造上除了由葡萄糖分子以-1,4苷键连接成主链外，还有以-1,6苷键相连而形成的支链每个支链大约20个葡萄糖单位。,糖元又称动物淀粉，是由很多葡萄糖组成的大分子多糖。,糖元是动物和人体细胞内贮存能量的物质，主要存在于肝脏肝,糖元和肌肉中肌糖元。,糖元构造与支链淀粉相像，但其中侧链较支链淀粉多、密和短。,二、糖元,三、纤维素,纤维素是构成植物细胞壁及支柱的主要成分。,纤维素是由很多葡萄糖构造单位以-1,4苷键相互连接而成的。,跟淀粉一样，纤维素也不显复原性，可以发生水解，但比淀粉困难，水解的最终产物是-D-葡萄糖。,人的消化道中没有水解-1,4葡萄糖苷键的纤维素的酶，所以人不能消化纤维素，但人对纤维素又是必不行少的。,