《c碳水化合物》PPT课件

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,*,Organic Chemistry,Xiamen,University,第十三章 碳水化合物,Carbohydrates,碳水化合物也叫糖，是多羟基,醛,、,酮,或,其缩合物,，由碳、氢、氧三种元素组成，而且分子中氢和氧的比例为,2,：,1,，可以用通式,C,n,(H,2,O),m,来表示。,特殊：鼠李糖（,C6H12O5,）,属于,乙酸（,C2H4O2,）,不属于,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,碳水化合物,糖是一切生物能量的主要来源。动物和植物通过如下的循环维持了二氧化碳与氧的平衡,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,植物光合作用,动物呼吸作用,单糖,：不能水解的多羟基醛酮,寡糖,（低聚糖）：能分解为,2-10,个单糖,多糖,：一分子能分解为及百以至几千个单糖,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,分类,13.1,单糖,分为醛糖和酮糖，自然界中五、六个碳原子最普遍,丁醛糖 丁酮糖 戊醛糖 戊酮糖 已醛糖 已酮糖,相应的醛糖和酮糖是同分异构体,13.1.1,单糖的构型和命名,用费歇尔投影式表示,如,D-,葡萄糖,旋光异构体的数目：,2,n,个，,n,为手性碳原子的个数,相对构型,(D,L,构型,),D-,甘油醛为标准最简单的单糖是,2,3-,二羟基丙醛（甘油醛）。甘油醛有一个手性碳原子，有一对对映体，其费歇尔投影式和名称如下,相对构型与绝对构型,D-,（,+,）,-,甘油醛,L-,（,-,）,-,甘油醛,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,D-(-)-,乳酸,L-,（,+,）,-,乳酸,由于这种构型是人为规定的,并不是实际测出来的,所以叫做,相对构型,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,D,L,构型只适用于具有上述结构的化合物,即只考虑一个手性碳原子的构型,近年来经常采用,R,S,标记法,糖类物质多用俗名。用,D,、,L,表示构型时，只考虑与羰基最远的那个手性碳原子的构型,醛糖的旋光异构体个数为：,2,n-2,；,酮糖的旋光异构体个数为,2,n-3,有 机 化 学,碳链的增长,表,13-1,醛糖的,D,型异构体,表,132,酮糖的,D,型异构体,有 机 化 学,Organic Chemistry,对映异构体和非对映异构体：,问题的提出,D-,葡萄糖在不同条件下结晶，得到,2,种晶体,a,-,型,mp 146,，,a,D,+112.2,b,-,型,mp 150,，,a,D,+18.7,葡萄糖溶液存在变旋光现象,a,-,型,a,D,+112.2 +52.7,NMR,IR,谱没有,-CHO,的特征峰,可以和,Fehling,Tollen,试剂反应，但不与,NaHSO,3,加成。,形成缩醛时只需要一分子醇。,Organic Chemistry WENZHOU UNIVERSITY,13.1.2,单糖的环形结构,变,旋光现象,一个有旋光性的化合物，在溶液中其旋光发生变化，最终达到一个固定的值。,结晶状态的单糖以环形,半缩醛,(,或半缩酮,),的形式存在,成环后，形成一个新的手性碳原子，新形成的,羟基,若与参与成环的羟基在同一侧，叫做,型，,若两者在异侧，叫,型,葡萄糖的吡喃环形半缩醛,果糖的吡喃环形半缩醛和呋喃环形半缩醛,吡喃型葡萄糖的,透视式构象,表示法：,(,),将碳链放成水平；,(,),水平碳链向后弯；,(,)C,4,C,5,键轴旋转至羟基处于水平位置；羟基分两个方向对羰基亲核加成,123456,以上透视式也称为,哈武斯,(Haworth),式,课堂练习 写出,D-,果糖吡喃型的透视式,果糖呋喃型异构体的透视式为,吡喃型葡萄糖的三维空间结构，椅式构象,13.1.3,单糖的物理性质,单糖都是无色晶体，有甜味，过饱和溶液：糖浆。变旋现象,D,葡萄糖溶液：,+112,o,+52.7,o,D,葡萄糖溶液：,+18.7,o,+52.7,o,13.1.4,单糖的化学性质,具有醇的性质和醛酮的性质：,成醚、酯；氧化,；加成等。,一 氧化,酮糖和醛糖均可被托伦试剂、斐林试剂、本尼地试剂氧化，常用作单糖的定性和定量鉴定。溴水只氧化醛糖,不氧化酮糖,可用来鉴别醛、酮,被,HIO,4,所氧化,二成脎反应,（单糖与苯肼作用）,与过量苯肼反应，,C,1,先生成苯腙；,C,2,成脎，黄色晶体，用于鉴定,三差向异构化,只有一个手性碳原子构型相反者，彼此成为差向异构体：,四莫利施,(,Molish,),试验,糖的水溶液中加入,萘酚的酒精溶液，沿试管壁小心地注入浓硫酸，不要摇动试管，在两层液面间可形成一个紫色环。用于鉴别糖类。,五成苷反应,半缩醛,(,酮,),可继续和醇作用形成缩醛,(,酮,),，糖的缩醛,(,酮,),叫苷,六甲基化,甲基,-,-,D-,葡萄糖苷 甲基,-2,3,4,6-,四,-O-,甲基,-,-D-,葡萄糖苷,糖的甲基化在测定结构时极为有用,2,3,4,6-,四,-O-,甲基,-,-D-,葡萄糖,1,2,34,56,七还原,13.1.5,重要的单糖,1 D-,核糖及,D-2-,脱氧核糖,核糖核酸及脱氧核糖核酸的重要组分,-,D-,核糖,D-,核糖,-D-,核糖,-D-2-,脱氧核糖,D-2-,脱氧核糖,-D-2-,脱氧核糖,D-,葡萄糖,(,右旋糖,),甜度约为蔗糖的,70%,D-,果糖,(,左旋糖,),最甜的一个糖,13.2.1,还原性双糖,一分子单糖的,半缩醛羟基,和另一分子单糖的,醇,羟基成苷，保留半缩醛羟基。这种糖苷仍具有单糖的性质：变旋现象、还原性、成脎。,13.2,双糖,一分子单糖的半缩醛和另一分子单糖的羟基形成的,糖苷,分为,还原性双糖,和,非还原性双糖,重要的还原性双糖有,:,麦牙糖和纤维二糖,;,乳糖,一 麦牙糖和纤维二糖,二 乳糖 葡萄糖和半乳糖形成的糖苷,13.2.2,非还原性双糖,两个单糖的半缩醛羟基失水成苷，分子中不再含半缩醛羟基,如,蔗糖,13.3,多糖,(,淀粉、糖原、纤维素、半纤维素,),13.3.1,淀粉,葡萄糖以,-,1,4,-,糖苷键结合而成，分子内氢键使直链卷成螺旋状,有 机 化 学,Organic Chemistry,13.3.2,糖元：,动物淀粉，存在与肝和肌肉中，遇碘显红色,。,13.3.3,纤维素：,葡萄糖以,1,4,糖苷键结合而成：,有 机 化 学,Organic Chemistry,13.3.3,半纤维素：,分子比纤维素小的一类多糖，如木聚糖，,CH,2,OH,被,H,取代的纤维素：,有 机 化 学,Organic Chemistry,作业；,13.3 a(ii)13.4,13.6(a)13.7(a),13.9 (,a)(c,),13.11 13.14,