有机化学碳水化合物

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,*,单糖的反响、二糖与多糖,单糖的反响,1.氧化反响,2.复原反响,3.与苯肼反响,4.生成醚和脂,5.碳链的增长与缩短,1.氧化反响,单糖能被多种氧化剂氧化。硝酸、溴水，甚至更弱的氧化剂都能使单糖氧化。,1硝酸,硝酸是较强的氧化剂，在硝酸的氧化下，醛糖的醛基和伯醇基都可以被氧化，氧化结果生成糖二酸。,例如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡萄糖二酸。,1硝酸,硝酸是较强的氧化剂，在硝酸的氧化下，醛糖的醛基和伯醇基都可以被氧化，氧化结果生成糖二酸。,例如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡萄糖二酸。,写单糖的化学反响式 时，一般只写开链结构式就可以说明反响的过程,2溴水,溴水也是氧化剂，它可以把醛糖的醛基氧化成羧基，生成糖酸。,例如，D-葡萄糖在pH=6的溴水溶液中，即氧化成D-葡萄糖酸。,3过碘酸,过碘酸也能使单糖氧化。,氧化结果，相邻两个羟基所在的碳原子之间断键，生成一些碳链较短的氧化产物。,*拓展,过碘酸希夫反响,一种检测糖类存在的化学反响。带有邻位羟基的单糖，经过碘酸氧化产生的醛基，与碱性品红反响，可显现红色。,4托伦斯试剂与费林试剂,托伦斯试剂与费林试剂都是弱氧化剂，常用来鉴别醛和-羟基酮。,醛糖具有醛基，酮糖那么都是-羟基酮，故它们都可以被二者氧化。醛糖的醛基被氧化成羧基，酮糖的-羟基可被氧化成羰基；此外，糖的碳链还可能发生断裂。,复原糖-与托伦斯试剂与费林试剂呈正反响的糖,非复原糖-与托伦斯试剂与费林试剂呈负反响的糖。,复原反响,2.复原反响,单糖用复原剂复原，或用催化加氢的方法，都可以变成糖醇，,例如，D-葡萄糖复原后生成D-葡萄糖醇。,3.与苯肼反响,单糖与苯肼作用时，开链结构的羰基发生反响，生成苯腙,单糖苯腙能继续再与两分子的苯肼作用，生成含有两个苯腙集团的化合物。,糖脎,-糖与苯肼作用生成的这种衍生物叫做糖脎,酮糖也能与苯肼作用,己糖与苯肼作用生成脎时，只是C-1和C-2的基团发生反响。因此，凡C-3、C-4、C-5构型相同的己糖，所生成的脎都是相同的。,思考课后第五题：,怎样证明D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖这三种糖的C-3、C-4、C-5具有相同的构型？,将这三种糖与过量苯肼反响，会生成糖脎晶体。通过对糖脎晶体进行熔点等性质的测定，会发现这三种糖生成的脎完全相同，故这三种糖的C-3、C-4、C-5具有相同的构型。,4.生成醚和酯,单堂的羟基除苷羟基外都是醇羟基，与适当的试剂作用，可以得到单糖的醚和酯。,例如：,碳水化合物的磷酸脂在生命活动中有特殊的重要性。它们是许多代谢过程的中间体。,肝糖的生物合成和降解过程中都含有,核糖和2-脱氧核糖都是戊醛糖，它们的磷酸酯是核酸的组成局部。核糖中的核糖和2-脱氧核糖都是D型的。他们的开链式结构和氧环式结构如下：,核糖和2-脱氧核糖与某些碱性杂环化合物形成的,-糖苷，叫做核苷。5位羟基与磷酸所形成的酯叫做核苷酸。其通式如下：,5.碳链的增长和缩短,醛糖可以通过适当的化学反响使碳链增长,与HCN加成,醛糖也可以通过适当的化学反响使碳链缩短,二糖,1.,蔗糖,2.,麦芽糖,3.,纤维二糖,低聚糖中以二糖最为重要。二糖是由两个单糖单元构成的。它们可以看作是一个单糖分子的苷羟基与另一个单糖分子的某一个羟基可以是醇羟基，也可以是苷醛基之间脱水缩合产物。,1.蔗糖,蔗糖是自然界最广的二糖。在所有有光合作用存在的植物中都有蔗糖的存在。,甘蔗和甜菜中含量最多，故俗名蔗糖或甜菜糖。,结构组成,蔗糖水解后得到一分子D葡萄糖和一分子D果糖，所以，它是由一分子-葡萄糖和一分子-果糖分子间失一分子水而成的,转化反响-蔗糖的水解反响,转化糖-蔗糖水解后生成的葡萄糖和果糖的混合溶液。,C,12,H,22,O,11,+H,2,OC,6,H,12,O,6,+C,6,H,12,O,6,H,+,蔗糖,D-葡萄糖,D-果糖,由蔗糖的结构可看出，蔗糖分子中没有苷基，在水溶液中不能变成开链结构，因此蔗糖没有变旋光现象，不能生成脎，也没有复原性，是一个非复原糖。,2.麦芽糖,制备：淀粉在淀粉糖化酶麦芽中含有作用下局部水解。,结构：,可以看做是一个葡萄糖分子的-苷羟基与另一个葡萄糖分子的4-羟基之间失去一分子水而形成的。,结晶状态下，麦芽糖的含有苷羟基异头碳是-型的,在麦芽糖分子中，第二个葡萄糖分子仍留有,苷羟基,性质：麦芽糖分子中有苷羟基，有开链式与氧环式间的相互转换，所以麦芽糖有变旋光现象，能与Fehlings or Tollens反响，能成脎，是复原糖，能发生单糖能发生的大多数反响。,3.纤维二糖,制备：纤维素局部水解,结构：纤维二糖也是一个葡萄糖的苷羟基与另一个葡萄糖的4-羟基之间形成的苷键而形成的二糖。但是它是-葡萄糖的苷。,固态时，纤维二糖是-型的。,性质：纤维二糖分子内有苷羟基，所以它是复原糖，与麦芽糖性质相似，具有一般单糖的的性质。,多糖,1.,淀粉,2.,纤维素,3.,肝糖,多糖是高分子化合物。,一分子多糖水解后生成几百甚至上千个单糖分子。,可以看作是多个单分子的苷羟基和醇羟基脱水缩合的产物。,没有复原性。有的虽然末端含有苷羟基，但分子数很大，故不显复原性。,1.淀粉,简介：淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。可由玉米、甘薯、野生橡子和,葛根,等含淀粉的物质中提取而得。,物理性质：白色、无臭无味的粉末状物质,分类：分为直链淀粉和支链淀粉,*拓展：直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。这并非是淀粉与碘发生了化学反响，而是产生相互作用。淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通过范德华力，两者形成一种蓝黑色错合物。实验证明，单独的碘分子不能使淀粉变蓝，实际上使淀粉变蓝的是碘分子离子。,直链淀粉：,约由1000个以上的D-吡喃葡萄糖通过-1，4-苷键相连而成，相对分子质量约为150000-600000,支链淀粉：,相对分子质量为1000000600000，主要通过-1，4-苷键相连，不过每隔20-25个葡萄糖单元，就有一个以-1，6-苷键相连的支链。,2,.纤维素,简介：是植物细胞壁的主要成分。是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖。无论一年生或多年生植物，尤其是各种木材都含布大量的纤维素。自然界中，植物体内约有50的碳存在于纤维素的形式。棉花、亚麻、芋麻和黄麻部含有大量优质的纤维素。棉花中的纤维素含量最高，达90%以上。木材中的纤维素那么常与半纤维素和木质素共同存在。,物理性质：无色、无味、无臭的具有纤维状结构的物质。,性质：全部水解得D-葡萄糖，局部水解得纤维二糖。,淀粉-,构成单元：-葡萄糖,纤维素-,构成单元：-葡萄糖,区别,纤维素分子是D-葡萄糖通过-1，4-苷键相连而成的直链分子。含有约1000015000个葡萄糖分子。,相对分子质量：16000002400000,性质,1与浓硫酸与浓硝酸的混合物作用,纤维素与浓硫酸和浓硝酸的混合物作用，生成纤维素的硝酸酯。例：与三硝酸酯的生成，如下式表示,：,根据混合酸的组成和反响时间的不同，纤维素酯化的程度也不同:,应用：如果平均每个葡萄糖单元有2.52.7个ONO2，所得产物易燃，且有爆炸性火棉，可制炸药。假设每个葡萄糖单元有2.12.5个ONO2，所得产物也易燃，但无爆炸性，通常称之为胶棉，可制塑料、喷漆等。,火棉,胶棉,2与醋酸酐与硫酸作用,分子中的醇羟基发生乙酰化反响，生成纤维素的醋酸酯。,例如三醋酸酯的生成，表示如下：,酯化的程度随试剂的浓度和反响条件的不同而不同。,应用：工业上一般使用的是二醋酸酯，可用以制造人造丝、胶片塑料等。,3与氯乙酸作用,纤维素在氢氧化钠溶液中与氯乙酸作用,羟基中的氢可以被羧甲基取代，生成羧甲基纤维素的钠盐,反响可表示为：,应用：,羧甲基纤维素钠盐是白色粉状物，俗成化学浆糊粉。在纺织、印染等工业中可代替淀粉用以上浆。还用于造纸、橡胶医药等工业。,3.,肝糖,简介：又叫做,糖原,。存在于动物体内，主要是在肝脏和肌肉中，最初由肝中提取得。,结构：,水解也得到D-葡萄糖，其结构与支链淀粉相似，但分支更多、更短，相对分子量为1000000-4000000。,作用：是动物储存碳水化合物的主要形式，在动物体内，当机体需要，肝糖即转化成葡萄糖。被称为“动物淀粉,谢谢观看,