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1、第一章 糖 类,主要介绍糖类的概念，分类以及常见的单糖、寡糖和多糖的化学结构和性质。,一 分布,糖类是地球上数量最多的天然有机化合物，几乎所有的动物、植物和微生物体内都含有糖。,第一节 糖的概念,按干重计算；植物 85-90%，细菌 10%，动物小于2%。 存在形式； 贮藏性糖：低聚糖，淀粉，糖原 结构多糖：纤维素，木质素，壳多糖 ，肽聚糖,二 糖的化学概念,糖也称碳水化合物（carbohydrate），用Cm(H2O)n表示。碳水化合物这个名称并不确切，但因沿用已久，所以至今在西文中还广泛使用。 糖是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。 糖类 saccharide,三 糖的分类,1单
2、糖（monosaccharide）： 多羟醛或多羟酮，不能被水解成更小分子的糖。 （1）碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖等。 （2）醛糖、酮糖：如葡萄糖、果糖。,2寡糖（oligosaccharide）： 又称低聚糖，由210分子单糖脱水缩合而成。可分为二糖、三糖、四糖、五糖等。,3多糖（polysaccharide）： 由多分子单糖或单糖的衍生物聚合而成。 （1）同多糖（homopolysaccharide）：由同一种单糖聚合而 成，如淀粉、糖原、纤维素等。 （2）杂多糖（heteropolysaccharide）：由不同种单糖或单 糖的衍生物聚合而成，如透明质酸等。,4. 复合糖（
3、complex saccharide） 糖类还可和非糖物质如脂类、蛋白质等结合形成 复合糖。,一 单糖的结构 1 单糖的链状结构,第二节 单 糖,单糖的链状结构有醛糖和酮糖之分,醛糖,酮糖,D-Glucose D-葡萄糖,D-Fructose, D-果糖,1,1,2,3,4,5,6,2,3,4,5,6,链状结构用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写； 氧化程度最高的碳原子在上方,单糖的构型（configuration）：D型和L型 以甘油醛作标准,左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。 右旋型异构体(dextrorotary)，或D型异构体。,D系醛糖的立体结构,D(+)-阿洛
4、糖,D(+)-阿桌糖,D(+)-葡萄糖,D(+)-甘露糖,D(+)-古洛糖,D(-)-艾杜糖,D(+)-半乳糖,D(+)-塔罗糖,(allose),(altrose),(glucose),(mannose),(gulose),(idose),(galactose),(talose),D(-)-赤鲜糖,(erythrose),D(-)-苏糖,(threose),D(+)-甘油醛,(allose),D(-)-核糖,(ribose),D(-)-阿拉伯糖,(arabinose),D(+)-木糖,(xylose),D(-)-米苏糖,(lysose),D系酮糖的立体结构,D(-)-赤藓酮糖,(erythr
5、ulose),D(-)-核酮糖,(ribulose),D(+)-核酮糖,(xylulose),D(+)-阿洛酮糖,(psicose,allulose),D(-)-果糖,(fructose),D(+)-山梨糖,(sorbose),D(-)-洛格酮糖,(tagalose),二羟丙酮,(dihytroasetone),A Fischer式,+,1-5 氧桥型,- D-葡萄糖,- D-葡萄糖,1,1,1,5,5,5,2 单糖的环状结构,+,2-6 氧桥型,B Haworth式, 画一个五员或六员环 从氧原子右侧的端基碳(anomerio carbon)开始，画上半缩醛 羟基，在Fischer投影式中右
6、侧的居环下，左侧居环上。 -型及-型头异构体。,吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖（Haworth式）,吡喃,呋喃,-D-吡喃葡萄糖,-D-吡喃果糖,-D-呋喃葡萄糖,-D-呋喃果糖,重要的单糖戊糖,-D-吡喃木糖,-D-呋喃核糖,2-脱氧-D-呋喃核糖,-D-芹菜糖, -L-呋喃阿拉伯糖, -D-呋喃阿拉伯糖,D-核酮糖,D-木酮糖,链状环状互变,-D-吡喃葡萄糖 醛式（链式）葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖,-D-呋喃葡萄糖,- D-呋喃葡萄糖,（37）,（63）,（括号内数字为摩尔浓度百分数）,二 单糖的物理化学性质 （一）物理性质,（1）旋光性（opticity）,比旋光度,（2）变旋现象（
7、mutarotation）,一个有旋光性的溶液放置后，其比旋光度改变的现象称变旋。,变旋的原因：,（3）甜度（sweetness）,甜是由于糖分子中的某些基团对舌尖味觉神经的刺激而产生。,(二) 化学性质,1 单糖的氧化（即单糖的还原性）,Fehling试剂（费林试剂）：CuSO4、NaOH、酒石酸钾钠,Benedict试剂：CuSO4、Na2CO3、柠檬酸钠 这两种试剂常被用于检测还原糖，其中酒石酸钾钠和柠檬酸钠 用作螯合剂，与Cu2+络合以防止形成Cu（OH）2而使Cu2+沉淀。碱的作用为使糖烯醇化变为强还原剂，同时使CuSO4变为Cu（OH）2。,Benedict试剂较稳定，不易受其它物
8、质（肌酸，尿酸等） 的干扰，临床上常被用作尿糖（葡萄糖）的定性与半定 量测试。,2 发酵作用,3 成酯作用,单糖磷酸酯,D-甘油醛-3-磷酸, -D-葡萄糖-1-磷酸, -D-葡萄糖-6-磷酸, -D-果糖-6-磷酸, -D-果糖-1，6-二磷酸,4 成苷作用,-糖苷健,-糖苷健,5 脱水作用,单糖与强酸（如H2SO4，HCl）作用，单糖脱水生成糠醛或糠醛的衍生物。,糠醛或羟甲基糠醛能与酚类物质作用产生各种有色物质，可用作糖的定性测定。,- 萘酚,间苯二酚,间苯三酚,甲基间苯二酚,6 氨基化,- D-葡糖胺,N-乙酰 - D-葡糖胺（NAG）,胞壁酸（2-葡糖胺 3-乳酸醚）,N-乙酰胞壁酸（
9、NAM）,7 脱氧,2-脱氧-D-核糖,L-鼠李糖 （6-脱氧-L-甘露糖）,L-岩藻糖 （6-脱氧-L-半乳糖）,第三节 寡糖,一 蔗糖（sucrose） 存在于植物浆中，如甘蔗、甜菜、栗子、菠萝等。,葡萄糖-，（12）- 果糖苷,蔗糖的性质,物理性质：白色结晶，易溶于水，很甜。有旋光 性，无变旋现象。,蔗糖的性质,化学性质：无还原性。,二 麦芽糖（maltose）,麦芽糖是由2分子D-葡萄糖通过-1，4糖苷键连接而成。,性质： 变旋现象 具有还原性 能成脎,三 乳糖（lactose）,乳糖由1分子D-半乳糖和1分子D-葡萄糖通过-1，4糖苷键连接而成。,四 纤维二糖(cellobiose)
10、 结构：两分子-葡萄糖 -(1，4)糖苷键,性质： 具有变旋现象 具有还原性 能成脎,纤维二糖葡萄糖-(1，4)-葡萄糖苷,重要的二糖,蔗糖,D-麦芽糖（ -型）,乳糖（ -型 ）,纤维二糖（ -型）,第四节 多糖,多糖的共同特性,1分子量一般很大，在几万以上。在水中不能形成真溶 液，有的根本不溶于水，如纤维素。,2物理性质：有旋光性，但无变旋现象。无甜味。,3化学性质：无还原性，不能成脎。,一 同多糖（homopolysaccharide）,天然淀粉呈颗粒状，其外层为支链淀粉，约占8090%；内层为直链淀粉，约占1020%。,（1）直链淀粉（amylose）：,1淀粉（starch）,长而紧
11、密的螺旋管形。遇碘显兰色,Nonreducing end (NRE),reducing end (RE),还原端,非还原端,直链淀粉的空间结构,（2）支链淀粉（amylopectin）：,结构式,不能形成螺旋管， 遇碘显紫色。,水解,淀粉红色糊精无色糊精麦芽糖葡萄糖,与碘的 呈色反应,蓝（紫） 红色 不显色 不显色 不显色,还原性,无 有 有 强 最强,（4）葡萄糖的制备,酸法生产葡萄糖,调浆,糖化,中和脱色,过滤,浓缩,结晶,酶法生产葡萄糖,调浆,液化,糖化,升温,过滤,浓缩,结晶,2 糖原 每隔4个葡萄糖残基便有一个分支含有大量的非原性末端，可以被迅速动员水解。遇碘显红褐色。,与支链淀粉的
12、不同在于糖原分子分支多、链短、结构紧密。 糖原在体内主要存在于肝脏和骨骼肌，肝脏糖原可分解为葡萄糖进入血液，供组织使用，肌肉中的糖原为肌肉收缩需要的能量。,3纤维素（Cellulose）,（1）结构,纤维素片层结构,纤维素一级结构,纤维素的水解,4 几丁质(壳多糖)： N-乙酰-D-葡萄糖胺以(1，4)糖苷链相连成的直链。,二 杂多糖 (heterosaccharide),糖胺聚糖，粘多糖(mucopoly saceharides)、氨基多糖等。 蛋白聚糖的主要组分 透明质酸 硫酸软骨素 硫酸皮肤素 硫酸用层酸 肝素 硫酸乙酰肝素,1透明质酸（hyaluronic acid）,主要功能：抗凝，降血脂,2 肝素（heparin）,