有机化学碳水化合物PPT.ppt

* 单糖的反应、二糖与多糖 单糖的反应 1.氧化反应 2.还原反应 3.与苯肼反应 4.生成醚和脂 5.碳链的增长与缩短 1.氧化反应 单糖能被多种氧化剂氧化。硝酸、溴水，甚至更弱的氧化剂都能使单糖氧化。 1）硝酸 硝酸是较强的氧化剂，在硝酸的氧化下，醛糖的醛基和伯醇基都可以被氧化，氧化结果生成糖二酸。 例如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡萄糖二酸。 1）硝酸 硝酸是较强的氧化剂，在硝酸的氧化下，醛糖的醛基和伯醇基都可以被氧化，氧化结果生成糖二酸。 例如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡萄糖二酸。 写单糖的化学反应式 时，一般只写开链结构式就可以说明反应的过程 2）溴水 溴水也是氧化剂，它可以把醛糖的醛基氧化成羧基，生成糖酸。 例如，D-葡萄糖在pH=6的溴水溶液中，即氧化成D-葡萄糖酸。 3）过碘酸 过碘酸也能使单糖氧化。 氧化结果，相邻两个羟基所在的碳原子之间断键，生成一些碳链较短的氧化产物。 *拓展 过碘酸希夫反应 一种检测糖类存在的化学反应。带有邻位羟基的单糖，经过碘酸氧化产生的醛基，与碱性品红反应，可显现红色。 4）托伦斯试剂与费林试剂 托伦斯试剂与费林试剂都是弱氧化剂，常用来鉴别醛和α-羟基酮。 醛糖具有醛基，酮糖则都是α-羟基酮，故它们都可以被二者氧化。醛糖的醛基被氧化成羧基，酮糖的α-羟基可被氧化成羰基；此外，糖的碳链还可能发生断裂。 还原糖---与托伦斯试剂与费林试剂呈正反应的糖 非还原糖----与托伦斯试剂与费林试剂呈负反应的糖。 还原反应 2.还原反应 单糖用还原剂还原，或用催化加氢的方法，都可以变成糖醇， 例如，D-葡萄糖还原后生成D-葡萄糖醇。 3.与苯肼反应 单糖与苯肼作用时，开链结构的羰基发生反应，生成苯腙 单糖苯腙能继续再与两分子的苯肼作用，生成含有两个苯腙集团的化合物。 糖脎---糖与苯肼作用生成的这种衍生物叫做糖脎 酮糖也能与苯肼作用 己糖与苯肼作用生成脎时，只是C-1和C-2的基团发生反应。因此，凡C-3、C-4、C-5构型相同的己糖，所生成的脎都是相同的。 思考（课后第五题）： 怎样证明D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖这三种糖的C-3、C-4、C-5具有相同的构型？ 将这三种糖与过量苯肼反应，会生成糖脎晶体。通过对糖脎晶体进行熔点等性质的测定，会发现这三种糖生成的脎完全相同，故这三种糖的C-3、C-4、C-5具有相同的构型。 4.生成醚和酯 单堂的羟基除苷羟基外都是醇羟基，与适当的试剂作用，可以得到单糖的醚和酯。 例如： 碳水化合物的磷酸脂在生命活动中有特殊的重要性。它们是许多代谢过程的中间体。 肝糖的生物合成和降解过程中都含有 核糖和2-脱氧核糖都是戊醛糖，它们的磷酸酯是核酸的组成部分。核糖中的核糖和2-脱氧核糖都是D型的。他们的开链式结构和氧环式结构如下： 核糖和2-脱氧核糖与某些碱性杂环化合物形成的β-糖苷，叫做核苷。5位羟基与磷酸所形成的酯叫做核苷酸。其通式如下： 5.碳链的增长和缩短 醛糖可以通过适当的化学反应使碳链增长 与HCN加成 醛糖也可以通过适当的化学反应使碳链缩短 二糖 1.蔗糖 2.麦芽糖 3.纤维二糖 低聚糖中以二糖最为重要。二糖是由两个单糖单元构成的。它们可以看作是一个单糖分子的苷羟基与另一个单糖分子的某一个羟基（可以是醇羟基，也可以是苷醛基）之间脱水缩合产物。 1.蔗糖 蔗糖是自然界最广的二糖。在所有有光合作用存在的植物中都有蔗糖的存在。 甘蔗和甜菜中含量最多，故俗名蔗糖或甜菜糖。 结构组成 蔗糖水解后得到一分子D－葡萄糖和一分子D－果糖，所以，它是由一分子α-葡萄糖和一分子β-果糖分子间失一分子水而成的 转化反应----蔗糖的水解反应 转化糖----蔗糖水解后生成的葡萄糖和果糖的混合溶液。 C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6 H+ 蔗糖 D-葡萄糖 D-果糖 由蔗糖的结构可看出，蔗糖分子中没有苷基，在水溶液中不能变成开链结构，因此蔗糖没有变旋光现象，不能生成脎，也没有还原性，是一个非还原糖。 2.麦芽糖 制备：淀粉在淀粉糖化酶（麦芽中含有）作用下部分水解。 结构：可以看做是一个葡萄糖分子的α-苷羟基与另一个葡萄糖分子的4-羟基之间失去一分子水而形成的。 结晶状态下，麦芽糖的含有苷羟基异头碳是β-型的 在麦芽糖分子中，第二个葡萄糖分子仍留有苷羟基 性质：麦芽糖分子中有苷羟基，有开链式与氧环式间的相互转换，所以麦芽糖有变旋光现象，能与Fehling’s or Tollen’s反应，能成脎，是还原糖，能发生单糖能发生的大多数反应。 3.纤维二糖 制备：纤维素部分水解 结构：纤维二糖也是一个葡萄糖的苷羟基与另一个葡萄糖的4-羟基之间形成的苷键而形成的二糖。但是它是β-葡萄糖的苷。 固态时，纤维