第一章糖精要.ppt

NAIL电脑工作室 第一章 糖 教师： 惠友为 综 述 定义：含有多羟基的醛类或酮类化合物。 来源：绿色植物经光合作用形成的。 化学组成：主要由碳、氢和氧所组成，分子式常以Cn(H2O) n 表示。(表) 生物学功能： 1、通过氧化放出大量能量 2、是生物的结构物质 3、可转化为其他生命必须物质 4 、作为细胞识别信息分子，如糖蛋白、 糖脂，其中的糖链在细胞识别方面具有重要作用。细胞识 别包括粘着、接触抑制和归巢行为，免疫保护，代谢调控， 受精机制，形态发生、发育、癌变、衰老、器官移植等， 都于糖蛋白的糖链有关。 第一节 单糖 一、分子结构（以葡萄糖为例） 1、链状结构: (图) 葡萄糖分子式为C6H12O6 ，含有一个醛基、五个羟基、六个碳原子连成一条直链，形成2、3、4、5、6-五羟基已醛。而果糖分子式与葡萄糖相同，形成1、3、4、5、6-羟基已酮-2的结构。 2、不对称碳原子不对称碳原子（asymmetric carbonatom，C*）是指与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳，也称手性碳原子。 3、空间构型 构型：一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。 物质的构型变化要求共价键的断裂和重新形成。 构型类型：单糖的构型是以甘油醛为基础进行比较而确定的。分为D-型和L-型，它们互为镜象，不能重叠。  （三）单糖的环状结构 实验中发现，葡萄糖不具有某些典型直链醛类特征，并证明：葡萄糖与醛不同，不能与两分子的醇，而仅能与一分子的醇进行反应，不能生成缩醛，仅能生成半缩醛。 从羰基的性质来看，醇与醛或酮可以发生快速而可逆的亲核加成，形成半缩醛。如果羟基和羰基处于同一分子内，可以发生分子内亲核加成，导致环状半缩醛形成。作为多羟基醛或酮的单糖分子完全可能形成环状结构（ring structure）.1893年Fisher E提出葡萄糖结构的环状学说。 单糖由支链结构变成环状结构后，使C1变为不对称碳子，导致C1差向异构化，产生两个非对映异构体，互为异头物（anomer）。C1上的—OH与最末不对称碳原子—OH具有相同的取向，该异构体为α—型，相反则为β-型，六元环D—葡萄糖两个非对应异构体如下： 旋光异构现象：使平面偏振光向左右旋转的现象。旋光物质：使平面偏振光向左或向右旋转的物质。向左旋称为左旋光性物质，用“-”代表；向右旋称为右旋光性物质，用“+”代表。旋光率：是旋光度的定量表示方法:  葡萄糖变旋现象： 当α-D(+)-糖，β -D(+)-糖共同溶于水中时，旋光率逐渐变为某同一旋光率值，这种现象为变旋现象。 （四）单糖构象：指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。 二、单糖的物理性质与化学性质 (一)物理性质： 1 、旋光性：一切糖类都有不对称碳原子，都具有旋光性。旋光性是鉴定糖的一个重要指标。 2 、甜度：各种糖的甜度不一，常以蔗糖的甜度为标准进行比较。 3 、溶解度：单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶性，尤其在热水中溶解度极大。但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。 （二）化学性质： 1 、酸的作用：戊糖与强酸共热，脱水生成 糠醛。己糖与强酸共热生成羟甲基糠醛。 2 、酯化作用：单糖为多元醇，与酸作用 生成酯。 3 、碱的作用： 单糖好像弱酸，在弱碱的作用下，葡萄糖、果糖、甘露糖三者可通过烯醇式而相互转化。活体内，在酶的催化下也能进行类似的转化。 4 、形成糖苷：单糖的半缩醛羟基很容易与醇及酚的羟基反应，失水而形成缩醛式衍生物，通称糖苷。其中，非糖部分称配糖体。 5 、糖的氧化作用：单糖含有游离羰基，因此具有还原性。 6 、还原作用: 单糖有游离的羰基,所以易被还原成多羟基醇。 7 、糖脎的生成：单糖游离羰基能与3分子苯肼作用生成糖脎。 （1）以分子葡萄糖与以分子苯肼缩合成苯腙 （2）葡萄糖苯腙再被一分子苯肼氧化成葡萄糖苯腙。 3 、葡萄糖酮苯腙再与另一分子苯肼缩合，形成葡萄糖脎。 三、重要单糖 四、单糖的重要衍生物 1、糖醇：山梨醇、甘露醇 2、糖醛酸：半乳糖醛酸 3、糖胺：葡萄糖胺、半乳糖胺 4、糖苷：苦杏仁苷 第二节 寡糖 一、双糖 第三节 多糖 葡萄糖（glucose） 蔗