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第二十一章 碳水化合物Carbohydrate 1、了解单糖的链状与环状结构 2、了解单糖的反应及鉴别方法 3、了解区分还原性糖与非还原性糖的方法 碳水化合物的涵义 早期涵义： Cn(H2O)m碳和水结合成的化合物Carbohydrate 。 葡萄糖： C6(H2O)6 蔗 糖： C12(H2O)11 糖的存在及重要性 重要生命能源物质 合成蛋白质、脂肪的原料 化工、食品、医药 立体化学研究 糖的分类 单糖 Monosaccharide 不能再被水解成更小的糖分子的糖类 第一节 单糖 一、分类 根据官能团分类：醛糖Aldoses、酮糖Ketoses 根据分子中碳的数目分类： 三碳糖(丙糖)、四碳糖(丁糖)、 五碳糖(戊糖)、六碳糖(己糖)…… 结构表示方法：Fischer投影式及其简写式 D-(+)-葡萄糖 (2R, 3S, 4R, 5R)-2, 3, 4, 5, 6-五羟基己醛 单糖构型的命名 绝对构型（R、S） 用R、S表示每个不对称碳原子的构型（IUPAC命名） 三、糖的环状半缩醛结构 单糖有一些反应不能用链状结构式解释，如： ? 单糖均有变旋现象 ? 只与一分子的醇反应 ? 不与亚硫酸氢钠反应 ? 红外光谱中无碳氧双键伸缩振动 1、葡萄糖的环状结构 四、单糖的构象 在水溶液中葡萄糖分子的存在情况： 五、单糖的反应 1、成糖苷 单糖以环状半缩醛形式存在，所以还可以继续与一分子醇反应生成缩醛或缩酮。 糖苷就是单糖半缩醛/酮的羟基与醇或酚缩水成醚的产物。 3、氧化反应 所有的单糖都可还原斐林试剂，包括果糖在内。所以单糖均为还原糖。 ② 溴水氧化——糖酸 ③ 硝酸氧化——糖二酸 ?生物体内的氧化——生成糖醛酸 在酶的作用下，可以只氧化伯醇基，不氧化醛基，生成糖醛酸。醛酸是组成果胶质、半维生素及粘多糖的成分。 4、生成糖脎 第二节 低聚糖 2~12个单糖分子缩聚成的糖类，水解后生成2~10个单糖。 二糖 二糖是指一个单糖分子中的半缩醛羟基和另一个单糖分子中的羟基失水得到的糖。从结构上看与糖苷相近，只不过配基也是一个糖。 作为配基的糖如有潜在的羰基时，为还原糖，可以变旋、可以成脎。 作为配基的糖如果用去了半缩醛羟基时，为非还原糖，不变旋、不成脎。 1、麦芽糖（maltose） 麦芽糖存在于发芽的谷类中，大麦牙中含量很高。 2、纤维二糖（cellobiose） 3、乳糖（lactose） 人乳中含有6-8%，牛乳中含有4-6%。 4、蔗糖（sucrose） 从甘蔗和甜菜中得到，是人类需用量最大的糖。160-180oC分解。旋光度为 +66.5o，不变旋, 为非还原性糖。 蔗糖为右旋糖，水解后生成葡萄糖和果糖的混合糖，为左旋的，所以其水解产物又叫转化糖。蜂蜜含有转化酶，可以分解蔗糖，所以蜂蜜中大部分为转化糖。 5、棉子糖（raffinose）三糖 存在于棉子、甜菜中。 第三节 多糖 水解后生成多个单糖的化合物，分子量可达几千至几百万。 最基本的多糖是纤维素和淀粉。 一、纤维素（cellulose） 以b-D-吡喃葡萄糖为基本单位，由1,4-糖苷键连接起来的多糖，也可以看做多个纤维二糖单体连接而成的。 一般棉花纤维素可由3000个葡萄糖组成。纤维素呈一束一束的形状，每一束由100-200个彼此平行的纤维分子链通过氢键结合。 直链淀粉 以a-D-吡喃葡萄糖为基本单位，由1,4-糖苷键连接起来的多糖，也可以看做多个麦芽糖为连接起来的多糖。遇I2显紫色。 递降：由高级糖降解为低级糖。 D-阿拉伯糖酸钙 D-核糖酸钙 非还原性 不溶于水但可以吸水膨胀 酸中加热分解为低聚糖 生物体中被b-葡萄糖苷酶作用分解为葡萄糖 铜氨溶液或NaOH/C2S溶液可溶解 造纸 人造丝 硝化纤维（高氮—火药，低氮—火棉） 醋酸纤维（胶片添加剂—弹性好，不易燃） 羧甲基纤维素（胶结剂、乳化剂） 二、淀粉（starch） 淀粉与纤维素不同，是麦芽糖的高聚体。淀粉是白色无定型粉末，有直链淀粉和支链淀粉两部分组成，它们的比例随植物的品种而不同，同时在结构和性质上也有区别。