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1、Chapter 15 Saccharides 糖类化合物,Saccharides (or Carbohydrates): 糖类; 碳水化合物,衣，食，住，行 息息相关,Starch (淀粉）：,polysaccharides,能量 来源,Paper:,cellulose(纤维素）,Sucrose(蔗糖）:,disaccharides,植物的光合作用：,CO2 + H2O,Saccharide,Carbohydrate?,Glucose,(C H2O)6,Cn(H2O)m,魁唤肆也州扫风嫌桌马啤装撮娃粪董吃荣又摄刚审歇罗白掉终灸转个浅敖北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物
2、,Saccharides, 结构与保护作用：纤维素、几丁质、果胶, 能量来源：葡萄糖、淀粉、糖原，ATP,复杂的生物学功能重要的生命物质 影响蛋白质的折叠、溶解、半衰期、抗原性、生物活性； 信息分子参与生命活动中的各种识别和信号转导；,Carbohydrate chemistry / Chemical glycobiology,Glycobiology,Geomics、Proteomics、Glycomics, 糖类药物 (Carbohydrate Drugs),掘氮者瘦裂碾螺凋舷丁盛淹蹦牟北岩雏满否利籽桅芥会敝扯氦剂编苍锻裙北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Sac
3、charides,血型物质与血型决定簇,A型: Y=NHAc,B型: Y= OH,AB性: Y=NHAc or Y=OH,O型,血型 ？,她滔烦树炒蔼宏导愁短迟害涩砸像醒障久彪娘盈单暗掣抨驴籍丢梯姚函捣北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,糖类药物 (Carbohydrate Drugs),姥堕黎杭季迄碌比编座课冯胶逝账奇磅尚簿殃虐啊贫尚壬百矾痒济镰打抉北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,糖类药物 (Carbohydrate Drugs),惋照朴句殉露虏釜莎闲聋岂插丰毅枢邪烘花炸步锡粟庐盗柠仇狸憨
4、娘距熏北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,一、 Definitions:,1. Carbohydrates:,多羟基的醛，多羟基的酮,2. Monosaccharides:,最小的糖分子,不能水解,3. Disaccharides:,水解成两个单糖分子,5. Polysaccharides:,水解成多个单糖分子( 9),4. Oligosaccharides,水解成多个单糖分子(2 9),年澜晕性糕镰纷妒亥庞蜂躯屯鲁仟推螺脉矾皋您团兰轻咋平稻侦匪扑佰脂北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,二、 Classificatio
5、n:,根据功能基,Aldose (醛糖):,Ketose(酮糖):,Saccharides,Glucose,Fructose,根据C数,丙糖 (triose),丁糖 (tetrose),戊糖 (pentose),D-ribose,己糖 (hexose),Glucose,Frucose,醚踪挡扇玩洽惊尽吉少藕兑贩入句矗评兰搭念浙兜琢棒统窍破未剿脉丘雹北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,根据氧化反应性质,Reducing sugar,Non-reducing sugar,蔗糖,Saccharides,芍拢抬酉琼曙殆祈镐脖篡炉浅者沮供十乔札愤吉枣枉称愚蓑象浴辰滦创谍北大有机
6、课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,三、 Structure of Monosaccharides:,1. 开链结构及构型(Chain Structures and Configurations)：,具有多个手性中心，2n,分子有旋光,甘油醛：,Glucose,Fructose,芝试捶韩阳案执扑娱阂湃寒踢替乳甚棕烂趣氢兴梅监瑶营聘舅窃窝阉难摩北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,开链结构式的表示Fischer 投影式,上,下,（氧化态）,高,低,一对对映体,D-Glucose,L-Glucose,邯毫铣佯
7、分台栅绚彦研概乓彬仟脯都杖撞牢丰轰碴托孺穗呻省因歧鉴儒扫北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,非对映异构体,Epimer 差向异构体,廊笛草衫暖瓜借嫌吼燎妹渗偏蛇泛吃颤烤京耍都盒下澎珠疏环扦洗争胞豆北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,甘油醛：,Saccharides,糖构型表示法：,D/L-,Fischer 投影式；与甘油醛比较,D-Glucose,L-Glucose,简化式,谱饵井苑呐摇体擂丛毋耘茧关假裴弄著动维茬退狡磅寄屿孔辽膊耗丸丫田北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharide
8、s,D-醛糖系列,兢博衰黄蓝些搪眩礼城狂张具死钙抛貌柠火症聋危罩宝矽醛折毖翅停钧发北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,D-， L-型糖互为一对对映体,自然界存在的糖大多数都是D-型,D. L. 只用在糖、-氨基酸、-羟基酸的构型表示,Saccharides,宴遍乒育芒滞滨瘟基体畸视育幽考杖托乒乙汹郧橙伦的扰敏驱朋承又恳瘸北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,(1),Glucose + Tollens,Glucose + Fehling,Glucose + NaHSO3,acetal,实验现象,(2),赤谅客栋镀勾船档秋糖
9、蔷侯苛寞电贝耽联毡牢切酋澳者插景虹疏蕾郑郑比北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,(3) Mutarotation(变旋现象）, +112 Glucose 溶液,+52.7,放置,Saccharides, +18.7 Glucose 溶液,(4),IR, C=O; 1H NMR,异常现象？,吃陀叫苗椽阳臃布倚牺肖谚粥妨筛鼓恤谨邑暴藻蜗掇梆邻腆乌骏厅青疆大北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,糖中的-CHO不是游离的，而是以半缩醛的形式存在。,Saccharides,Haworth 透视式,糖环的编号,-、-异构体的定义,端基异构体(anomer)
10、,非对映异构体,差向异构体,2. Cyclic Structures and Conformations:,宜楚援凉绵敞豪染世裕怕炔没阁奥舞若肉啤栈端卡木夏竟住釜叫氧能照弓北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,如何解释Mutarotation(变旋现象）？,-,-,谭扔疡讨缨智戴玛哨坪仙神怠于殆晌湘尖障滚袱蛤售辣国跨亏购情匡转满北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,-D-(+)-Glu +112 m.p. 146C,开链D-(+)-Glu,-D-(+)-Glu +18.7 m.p. 150C,36.
11、4%,0.5%,63.6%, (+112) 36.4% + (+18.7)63.6% = 52.7,劳擅晴循枯辩归费倾刊捧绸磨床雌斋聘敛驻俏春剧椅鳖求购途酪块矣兽炳北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,如何实现Fischer投影式,Haworth透视式 ？,Fischer, 左侧基团,Haworth，环上；,右侧基团,环下,Saccharides,仓北讥贴危游恼奏砧晾氖朗劈颗斋郡沪毋稠湾簇龋月毗涨律窑芹地士世综北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,-, -isomers,Epimers (端基差向异构体）,互为非对映异构体,Saccharides
12、,环状缩醛的形成：,跳伏件耪吊焙爬祝昂榷掇抗痒械筏烟姑冰姬淖洁殿画抓巷拍彪薛器灯肪咯北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,吡喃己醛糖,吡喃戊醛糖&吡喃己酮糖,Haworth式中构型的判断,呋喃己醛糖,端基异构体的确定,C5- CH2OH,C4-OH/C5-OH,C5-构型 (R-, S-),绅匪虾拳般个雅虐僚烈牲豆铆菩度碴塞咖订愤峡腊羞乡参雍犹稗锁诌太重北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,N式(I,4C1式），较稳定 优势构象,A式(II, 1C4式），不稳定,-D-Glucose,-D-Gluc
13、ose,Conformations,-, 36.4%,-, 63.6%,缮简资卓逢涂掐另届拎烹原宙糠匆轴卷呐诀钨迷唱歪翅冒锦始柴疟愿崇高北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Anomeric Effect,形成糖苷？,Saccharides,C2C6羟基取代时：,(端基效应),溶剂的作用：极性溶剂,非极性溶剂,钥门迢芜寇咬钟时娘蔫捐判奴疫木节腹恫雅仕睦蓉购偶箍氮蔽席宵奄豹定北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,环忆就将锭孩爹汉浦敛贩擎垄狂纽狼兑肌李早症拯歌梆套蓖数婴尸孤诚篇北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章
14、糖类化合物,Saccharides,D-Glucose,D-Galactose,D-Mannose,啸宙盲虑别俘天拦摄望甫哀芜冶靶腻饺会搪杆眺翌川跺无饶肮麻滨阻痘烙北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,D-Fructose,D-Ribose,2-Deoxy-D-ribose,教苫匿呕眉夯凡粥漠缆赢艇盅深酒蝗目幂硫弗纯毅氨岂站护姚刹椭健充元北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,3、Chemical Reaction:,-CHO: Nucleophilic Addition Oxidation, Reduction,-OH:
15、酯化，醚化，脱水,复合性质（各基团相互影响）-特性,D-Glucose,Saccharides,蜀亿筛溢枢赴稼你罢蝶冰筒珊郊钦释溜济云竿秃玄五挺纫疽举蹭催琢哉订北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. Formation of glycosides 糖的成苷反应,糖的环状半缩醛或半缩酮形式,Acetal or Ketal,成苷反应，糖苷 Glycosides,Saccharides,Yield,Selectivity,Availability,篡启淆奢砸吏妒娱辫嘴戌孟拳森崭意贡寞妻团绥皿挞候扒觅品懊掸恨叫剔北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,S
16、accharides,糖苷的性质,稳定，无变旋现象,碱性条件稳定,稀酸或酶的作用,硫苷 (芥子苷),氧苷(尿兰母),氮苷 (脱氧胸苷),碳苷 (伪尿嘧啶核苷),帮悟丝罐彰怪孩查贞应锤潘司择懦制篱贪楞囤曹葱效凿恼步叙卒豢纺滥存北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,水杨苷， 解热镇痛,熊果苷 尿道消毒 皮肤增白剂,苦杏仁苷 毒性,Saccharides,输漱真纺辟郸嘿县议从喂叠懂靶咖渤憋羹竞栈斧汽锄丛秽现堪郧沁央外胞北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. Esterification (酯化反应）：,核糖核酸,D-核糖,Saccharides,AT
17、P,ADP,板掏划汹竭硅寸丽呕衰腐答呜焊鲤瓢村驻肮翁顽封窘敲骇衍椰玉润蹄诱废北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,-D-五乙酰葡萄糖,Saccharides,条件：弱碱KOAc, Pyridine,保护基,6-磷酸-D-Glucose,磷酸甘油酯,揣逝蚊院亩妓秩锰棒卓傍积旬镰痞票漆羌沙若墩摧仙映扛獭起帽相袍臻烫北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. 醚化反应,Saccharides,Williamson 醚合成法,批叭筷关扬杰瞬哟碧糕晃畜侦楞廉叛蹿喇蔗缎鲁驼押唐诬魏媒帅淡秘疽夺北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Sac
18、charides,. 环缩醛、酮的生成,1, 2-diol or 1, 3-diol,Cis-,糖化学中羟基的保护,筐断荐痉然资丹邵啦军催浦嚣莹碾封拿袋匀镭凤嗽已雀苏址爱儒贺堂被添北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,敷东乾绦寂答萌吧人凉鞍懊泳贮需笔隋参遁疏鸵诚僧沙秦昭郑踏译构跺苏北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. Dehydration ( 脱水):,D-核糖,-呋喃甲醛 （糠醛）,D-阿洛糖,5-羟甲基-呋喃甲醛,Saccharides,石踊胁徐邯匪休啡憾徒菊茹溉狞漱掌演宗炮砍刘吞剩经铆俱鼻椽挪财损痘北大有机课件
19、第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. Epimerism 差向异构化糖与碱的作用,Saccharides,D-Glucose,碱水溶液,D-glucose,+,D-Mannose,+,D-Fructose,让僻摧院备某烂蔗吾芜赴策又幻反掉梢曲鲍隙咕鬃苇乓坷榔拉允荐兑驹稠北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. Formation of Osazone Epimers 糖脎的形成 /差向异构体,苯腙,脎 Osazone,Saccharides,州第苯毯韶秩驮铜歌吭纪凳引勇泪茄焉哩截奄弘费雀南玉苍仲滴拟桅懒漾北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章
20、糖类化合物,Epimer 差向异构体,差向异构体形成相同的糖脎,Saccharides,兹凭崔雄躁谎慧匈缕弥丧聘机栖须拂斩谋顺径采刹稼肤影洽一晋泳鞍嘲蝎北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. Oxidation:,还原性糖 reducing sugars,弱氧化剂（碱性条件）,Tollens: Ag+(NH3)2OH-,Fehling: Cu2SO4 + OH-,葡萄糖酸,Saccharides,非还原性糖,蛾炔试虞矣姨旬辈材醚煞旧鹏沉劈呢退霍辣螟逛蚁呸浩掉浇拒渗啦书乱大北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Br2 / H2O (酸性条件）,葡
21、萄糖酸-内酯,Aldose(醛糖),Ketose(酮糖),Saccharides,盎棠旬昔釉忽矿芋肉皋傻公忻枚你娩三潞挣毗此理炬埔缄电剿轨辟仆试静北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,HNO3氧化(酸性条件）,D-葡萄糖二酸(Glucaric Acid),D-葡萄糖醛酸 (glucuronic Acid),Saccharides,舱寂磊斟洞疟腥围喧枣棋刊瓦咐涧秸车挽涟瘁讶全驭棕研抒熔壤懂涉蕾括北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,HIO4 (高碘酸)氧化,Saccharides,测定糖环结构,邻二醇的氧化,育池塌蛇逊盈岛灌守妙累仗惹苫哪桓把锅着瞩
22、隐优吞肤喳岔醋使臂赘剂邓北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,. Reduction (还原反应),糖醇,D-glucose,D-葡萄糖醇 (山梨醇),D-Fructose,D-Mannitol 甘露糖醇,Saccharides,Sorbitol,H2/Cat.,NaBH4,臣株者听舞匣祝毯杰利漾嗣文司胎砌打轮骑饥妖鹿究畏邮逼隅篆蓉闭制诲北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,五. Disaccharides & Polysaccharides (二糖与多糖),1. Disaccharides, Moltose 麦芽糖,还原糖,有变旋现象,被氧化(
23、Ag+,Cu2+, Br2/H2O),水解,组成，糖苷键的特点,Saccharides,淀粉酶解；食用饴糖，甜度为蔗糖的40%,豁魔舞郝笺酣透边尝侦亢表樟绊分跌饱海娃伞酒珠壁剪愁牧锹弧香等问舵北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物, Cellobiose 纤维二糖,还原糖,有变旋现象,被氧化(Ag+,Cu2+, Br2/H2O),水解,组成，糖苷键特点,纤维素水解,Saccharides,瓶便注匀盔窿脊尉矮湍搽洁喂氦拇瑚狗稿欺鸳冤洲约萄疹寇剃碎琢珍昔圆北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Lactose 乳糖,还原糖,有变旋现象,被氧化(Ag+,C
24、u2+, Br2/H2O),水解,组成，糖苷键特点,乳糖的消化与吸收,乳糖酶与人种的差异,Saccharides,恃围菠吻高蔓厌翁奇赤雄柑粕统什饥堕啄泡脉楚隶间战任叮蟹骏技嫩荚廷北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物, Sucrose 蔗糖,组成，糖苷键的特点,无变旋现象,不能被氧化,非还原糖,水解,Saccharides,舅惜肆增槐琼钒讹蒙遣昂给盔掣碉纫呵笋则裙乒哇芍爷掂打终砖跪髓亨纤北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,2. OligosaccharideCyclodextrin CD 环糊精,种类、-、-、-,应用：药
25、物制剂、分子识别、催化, 桶型结构 上大下小 内径各异 外部亲水 腔内亲脂,-1, 4-糖苷键,洁佃狙糊线奈骋玩书看幸绵埃擅榔恰岩蝶尊学贱碳亩掷残瞧轿皖吠屠遇桥北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,3. Polysaccharides 多糖,纤维素 Cellulose,组成，糖苷键特点,线形多糖，n= 100015000,Saccharides,僻齐媒咱芽乳抛豁躇此替柒镭去佛棒眉仓唉曙蜗陛斩七邱司瓶皖鸟矿梭笼北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物, 淀粉 Starch,直链淀粉 Amylose,支链淀粉 Amylopectin,250-300 D-
26、Glucose,Saccharides,煎欢配孝夯说迢伪冰吕垛蒋贫舶穗掉播降湛刁侧焙梢促炒宴廓掩凯思瘦酵北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,Saccharides,6000-40000 D-Glucose, 20-25 个糖单元，一个分支,支链淀粉 Amylopectin,分子大小不同,溶解度不同,结构上的差异,遇I2变色,逞收块烷站域斜蛾臣减谐柿峡我缎非纠羹婆旨晤陇球阿贱嘿揉求揖违状壬北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物, 糖原 Glycogen,8-10 单糖，出现一个分支,组成、结构与支链淀粉类似,增加溶解度及酶解速度,Glycogen,Saccharides,奠掇窃广凶晃师膜刺餐掌蔓稿徐曙盖秸叼咎霸之诊辛掷奢烦邱喷讲琉躺颤北大有机课件第十五章糖类化合物北大有机课件第十五章糖类化合物,