《18碳水化合物》-精选·课件.ppt

第十八章 碳水化合物 概论 单糖的结构 单糖的反应 二糖 多糖 学习目的和要求： 1 、掌握D—系列单糖的重要物质及化学性质。 2 、理解单糖的环状结构和链状结构以及差向异化作用和变旋原理。 3、了解几种碳水化合物（葡萄糖、果糖、蔗糖以及 淀粉、纤维素）的重要性质和用途。 重点：葡萄糖的结构、构型和构象、D—系列单糖的化学性质 难点：单糖的环状结构和链状结构 18-1 碳水化合物的概念 葡萄糖——存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的根、茎、页等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然葡萄糖为右旋糖。 果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋糖，是常见糖中最甜的糖。 核糖、2-脱氧核糖——是核酸的组成部分。 18-2-2 单糖的构型 葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有24=16个对映异构体。只测定糖的构造式是不够的，还必须确定它的构型。 （2）构型的表示方法- D-L标记法表示 差向异构体：像这样含有多个手性碳原子的异构体中相应的手性碳原子只有一个构型不同，其余构型都相同，这种异构体称为差向异构体。这里是C2构型不同,所以称为C2差向异构体。 C、 变旋光现象：葡萄糖是具有旋光性的物质，但其新配制的溶液的旋光性随时间有变化。 如： 葡萄糖晶体 常温下用乙醇结晶而得（α型） 高温下用醋酸结晶而得（β型） m.p 146℃ 150℃ 新配溶液 [α]D +112° +19° 放置 [α]D 逐渐减少至52° 逐渐增高至52° 由变旋现象说明，单糖并不是仅以开链式存在，还有其它的存在形式。1925-1930年，由X射线等现代物理方法证明，葡萄糖主要是以氧环式（环状半缩醛结构）存在的。 (3)环状结构的哈沃斯式(Haworth)透视式 糖的半缩醛氧环式结构不能反映出各个基团的相对空间位置。为了更清楚地反映糖的氧环式结构，哈沃斯透视式是最直观的表示方法。 糖脎为黄色结晶，不同的糖脎有不同的晶形，反应中生成的速度也不同。因此，可根据糖脎的晶型和生成的时间来鉴别糖。 蔗糖是非还原性二糖，是广泛存在于植物中的二糖，利用光合作用合成的植物的各个部分都含有蔗糖。 蔗糖的性质 1.不能与土伦试剂和费林试剂反应（无游离的醛基）。 2. 不能与苯肼反应。 3.无变旋光现象。 4. 蔗糖水解后，旋光度发生改变。 5. 由于水解前后旋光度发生改变（由右旋变为左旋），所以蔗糖的水解产物叫做转化糖，转化糖具有还原糖的一切性质。 18-3-2 还原反应——糖醇 ? D-葡萄糖醇(D-山梨醇） D-葡萄糖 18-3-3 与苯肼反应 1、醛糖 2、酮糖 生成糖脎的反应是发生在C1和C2上。不涉及其他的碳原子，所以，如果仅在第二碳上构型不同而其他碳原子构型相同的差向异构体，必然生成同一个脎。 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。 18-3-4 生成醚和酯 成醚 将葡萄糖甲苷在甲基化（用硫酸二甲酯和氢氧化钠）可得到O-五甲基葡萄糖。此反应可用于推测糖的环状结构的大小。 成酯 碳水化合物的磷酸酯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，存在肝糖的生物合成和 降解过程中。 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。 1、碳链的增长 18-3-5 碳链的增长和缩短 2、碳链的减短 18-4 二糖 18-4-1 蔗糖 蔗糖水解生成D-葡萄糖和D-果糖。 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，即构成二糖的两个单糖是通过苷键互相连接的。 * 韶关学院化学与环境工程学院 有些不符合上述通式（例如鼠李糖C6H12O5) 碳水化合物又称为糖类。它们是一类重要的天然有机化合物碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素. 从化学结构上来看，碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮，或者是通过水解能生成多羟基醛（或酮）的化合物。 例如，纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖、肝糖等等 可以用通式Cx(H2O)y来表示 例如:葡萄糖C6H12O6可以写成 C6(H2O)6