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1、碳水化合物,Carbohydrates,设计制作：隽桂才,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Cn(H2O)m来表示。,特殊：鼠李糖（C6H12O5） 属于 乙酸（C2H4O2） 不属于,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,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,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
2、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：2n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,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,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
3、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：2n-2；酮糖的旋光异构体个数为2n-3,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,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，aD +112.2 b-型 mp 150，aD +18.7 葡萄糖溶液存在变旋光现象 a-型 aD +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NaHSO3加成。 形成缩醛时只需要一分子醇。,13.1.2 单糖的环形结构,变旋光现象,一个有旋光性的化
4、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； ()C4C5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
5、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HIO4所氧化,二 成脎反应 （单糖与苯肼作用） 与过量苯肼反应， C1先生成苯腙；C2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
6、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-
7、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,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：,13.3.3 半纤维素： 分子比纤维素小的一类多糖，如木聚糖，CH2OH被H取代的纤维素：,设计制作：隽桂才,