《第十三章碳水化合物糖.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十三章碳水化合物糖.ppt（52页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第十三章 碳水化合物（糖）,0 概述 1 单糖 2 双糖 3 多糖,0 概述,0.1 碳水化合物的定义 0.2 糖的分类,0.1 碳水化合物的定义,碳水化合物也叫糖，如葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素等都是。之所以叫碳水化合物是由于早期研究发现这类化合物的元素组成都可以用Cn(H2O)m来表示。即为碳和水的化合物。故叫碳水化合物。后来发现有些化合物的分子式也符合上面的通式，但从性质和结构上看并不是糖，也有一些分子式并不符合上面通式，但从性质和结构上看它们应该属于糖，所以碳水化合物是一个沿用下来的命称。从化学结构上来说碳水化合物是一类多羟基醛或酮，或是它们的缩合物，所以现在常把它们叫做糖。,0.2 糖
2、的分类,在这一章，我们重点讲单糖，双糖和多糖简单介绍一下，糖的化学是生物化学的基础，它们的重要性大家应该不言自明。,糖可以根据它能否水解，和水解后忝的物质分为三类： （1）单糖 不能再水解为更小的多羟基醛或酮； （2）低聚糖 一分子低聚糖可以水解为几个分子单糖，这 些单糖可以是相同的，也可以是不同的； （3）多糖 一分子多糖水解后得到数千个单糖，也常称为高聚糖。,返回,1 单糖,1.1 单糖的分类 1.2 单糖的构型 1.单糖的环形结构 1.4 化学性质,1.1 单糖的分类,戊醛糖 已醛糖 已酮糖,按单糖中的碳数可把单糖分类为丁糖、戊糖、已糖等，按糖分子所含的醛基或酮基又可把糖分为醛糖或酮糖，
3、但常把两个分类法结合起来：,返回,1.2 单糖的构型,1.2.1 单糖的合成 1.2.2 单糖构型,1.2.1 单糖的合成,由D-(+)甘油醛通过如下的化学反应，可以使原来的糖增加一个碳原子，得到丁醛糖：,返回,1.2.2 单糖构型,同样方法可以逐步得到戊醛糖 已醛糖等，每增加一个碳原子，就增加了一个手征性原子，就会产生两个非对映体：,D(+)甘油醛 D(-)赤藓糖 D(+)苏阿糖 D(-)核糖 D(-)阿拉伯糖 D(-)木糖 D(-)莱苏糖 阿洛糖 阿卓糖 葡萄糖 甘露糖 木罗糖 艾杜糖 半乳糖 塔罗糖,1.2.2.1 单糖构型表,注意：这里的投影式中把每一个手性碳上的氢和羟基省略了，只用“
4、”代表羟基，在糖化学中常用这样的表示法。 糖的命名都用俗名，系统命名很复杂，不常用。糖类的构型仍然用DL来标记，在决定一个糖是何构型时，只考虑与羰基相距最远的那个手性碳原子的构型，也就是看那个编号最大的手性碳的构弄型，如上面的D-(+)甘油醛导出的糖，OH都在右边，都属于D-型糖。另外，还可以从L-(-)甘油醛导出一系列L-型糖，它们是D-型糖的对映体，但由于自然界中存在的糖都是D-糖，所以L-型很少讨论。,1.2.2.2 单糖构型及命名,比较重要的单糖有：核糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖，另外还有一个果糖也是重要的，它属于已酮糖，其构型式如下：,1.2.2.3 其它重要单糖的构型,最重
5、要的当然是葡萄糖，只要记住葡萄糖的结构，其它的糖就比较好记了。在试图记这几个糖的结构时，先要掌握一个概念，即差向异构体在含有多个手征性碳的旋光异构体中，只有一个手征性碳原子的构型相反，而其它的都相同的两个非对映体差向异构体。这样我们可以看出，甘露糖是葡萄糖的2差向异构体；半乳糖是葡萄糖的4差向异构体等。果糖的构型与葡萄糖只在C1和C2有差别。这些单糖的构型是要求同学们记下来的。,1.2.2.4 重要单糖的记法及差向异构,返回,1.3 单糖的环形结构,虽然有许多化学反应都证明单糖具有上述的链状结构，但又有一些化学反应特别是一些物理方法证明单糖中并不是链状的，而是环状结构，而且红外光谱不显示羰基的
6、存在。,1.3.1 单糖成环的机理 1.3.5 哈武斯式的写法 1.3.9 重要单糖的构象式,1.3.1 单糖成环的机理,-型 -型,回想以前在醛、酮中，我们曾遇到醛酮可以与醇发生醇醛缩合形成半缩醛的反应，我们就很容易想到糖员时存在羰基和羟基，它们应该可以发生分子内的醇醛缩合反应：,这里形成半缩醛时，C1又变成手征性碳，因此有两种构型，即-型和-型，新形成的C1上的-OH与决定糖构型的C5上的-OH在同一边的叫-型；另一个叫-型。,1.3.2 -和-构型,由于得到的六元环骨架与以后我们将学到的杂环化合物吡喃：,的骨架是相似的，所以这种形成六员环状的糖叫吡喃糖。,如果形成的是五员环，则与杂环呋喃
7、：,的骨架相似，叫做呋喃糖。,1.3.3 吡喃环状和呋喃环状结构,如果糖可以形成吡喃糖也可以形成呋喃糖：,-D-吡喃果糖,-D-吡喃果糖,-D-呋喃果糖,-D-呋喃果糖,1.3.4 吡喃环状和呋喃环状结构的平衡,返回,1.3.5 哈武斯式的写法,上面所写的六员环、五员环的结构式看来很不习惯，有一个链拉得太长。应该写成象吡喃和呋喃的环状较为合适，其写法是：,-D-吡喃葡萄糖,-D-葡萄喃果糖,注意这里-型和-型的规定与前面相同，是以未绕C4-C5键旋转之前为准的，这时C5上的-OH在下面，所以新形成的-OH在下面的是-型，在上面的是-型的。,1.3.6 哈武斯式的-和-构型,1.3.7 重要单糖的哈武斯结构式,同样可以写出其他糖的吡喃和/或呋喃环结构式：,