单糖的性质解读 PPT
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单糖的化学性质
重要的己糖磷酸酯
CH2OH
H
OH
H
OH H
HO
OPO3H2
H OH
G-1-P
H2O3POCH2 O
CH2OH
CH2 OPO3H2
H H
OH
OH H
HO
OH
H OH
G-6-P
H H
OH
HO H2O3POCH2 O OH
H
H H
CH2 OPO3H2
OH OH
F-6-P
OH H F-1,6-2P
6 形成糖苷
单糖的构型以甘油醛为参照标准，甘油醛C2为 手性碳，与其相连的-OH在右边的为D型、在 左边的为L型，D型和L型互为立体异构体，是 一对对映体。
单糖（所有的醛糖和酮糖）的构型由于手性碳往往 不止一个，因而规定：离羰基最远的不对称C上的 -OH方向，比照甘油醛的结构，判定糖的构型，在 右边的为D型、在左边的为L型。
1 异构化
单糖对稀酸相 当稳定，但在 碱性溶液里能 发生多种反应。
单糖异构化是 室温下碱催化 的烯醇式作用 的结果
在碱性水溶液 中单糖反生分 子重排，通过 烯二醇中间物 相互转化
2 氧化
醛糖具有游离的醛基，具有很好的还原性。碱性溶液中的重金属离子， 如Fehling试剂（酒石酸钠、氢氧化钠、硫酸铜）Benedict试剂（柠 檬酸，碳酸钠，硫酸铜）使醛糖氧化成醛糖酸。 Fehling试剂、 Benedict试剂只能定性，不能定量。因为碱性条件引 起糖碳架的断裂和分解。 Benedict试剂可用于糖尿病的检测 许多果糖也具有还原性，如果糖等，因其在碱性溶液中异构化成醛糖
单糖
医院里检验糖尿病患者的 方法是将病人尿液加入 CuSO4和NaOH的混合溶 液中,加热后若产生红色沉 淀说明病人尿液中含有: A.脂肪 B.葡萄糖 C.乙酸 D.蛋白质
2.加氢还原
3.酯化反应
4.发酵成醇.
4：用途 营养物质 制药 制糖 果 制镜或热水瓶胆镀 银
二：蔗糖 麦芽糖 分子式：C12H22O11 同分异构体
1：物理性质 蔗糖：无色晶体，溶 于水，有甜味
存在甘蔗，甜菜，白 糖，红糖，冰糖
麦芽糖：白色晶体，易 溶于水，有甜味
存在：贻糖（高粱贻）
果
百度文库
糖
纯净的果糖是白色的晶 体,比蔗糖甜,不易结晶. 与葡萄糖互为同分异 构体. 葡萄糖也能发生银镜反 应.
规 律 方 法 小 结
从分子结构来看,葡 萄糖是多羟基醛,果 糖是多羟基酮,二者 的分子式相同,均为 C6H12O6,属于同分异 构体.
根据上述条件确定葡萄 糖的分子式、最简式. 最简式CH2O的有哪些? HCHO CH3COOH HCOOCH3 葡萄糖和 果糖.
葡萄糖的性质及制法: 物理 白色晶体,易溶 性质: 于水,有甜味. 试由葡萄糖的结构推测 其可能具有的化学性质.
葡萄糖的化学性质: 1.还原性: 写出葡萄糖发生银镜 反应的离子方程式.此 反应在工业上有什么 用途?
规 律 方 法 小 结
葡萄糖含有醛基,可发生银镜反应,属 于还原性糖,果糖也是还原性糖,也可 发生银镜反应,还原碱性氢氧化铜,因 为果糖在水溶液中会发生异构化,生 成醛基化合物,因此不宜通过银镜反 应或还原氢氧化铜悬浊液的实验区 别葡萄糖和果糖,可以用溴水或澄清 石灰水,葡萄糖会使溴水慢慢褪色而 果糖很难,果糖溶液遇石灰水会生成 果糖化钙沉淀而变浑浊.
单糖性质ppt课件
HO
HO
HO H OH H
OCH3
OH(CH3)2SO4
HOCH3
H3CO
HO
H3CO H H
OCH3OCH3
在碱性溶液中,羟基转变成氧负离子,再与 (CH3)2SO4 发 生 SN2 反应,生成甲基醚.这个过程称为彻底甲基化 (exhaustive methylation).在稀酸中, C1 上的甲氧基是
由于以上特征, 用高碘酸与糖反应成为测定糖结构的 一个重要反应.
２.成脎反应
由于含有醛基,醛糖能与苯肼作用生成苯腙.若与过
量的苯肼反应,将进一步生成一种称为脎的化合物.该化
合物的一个分子里含有两苯肼残基,第三个苯肼分子转变
成苯胺和氨.
CHO 3 C6H5NHNH2
CHOH
CH NNHC6H5 C NNHC6H5
OH OH
HIO4
R2CO R'CHO HIO3
R CH CH2 CH R' HIO4
OH
OH
No Reaction
高碘酸氧化的结果: 1.当有三个或更多的相邻羟基时,中间的羟基形成甲酸基； 2.当羟基与羰基相邻时,也可以氧化断键； 3.当中间有 CH2 时,不反应；
• 结论： • 1.每断裂一个C-C键，消耗一分子HIO4; • 2. 每一个醛基和20醇羟基都变成一个甲酸； • 3. 每一个CH2OH被氧化成一个醛基； • 4. 酮糖中的酮基被氧化成一个CO2 分子； • 5.从所消耗的HIO4的量，可提供糖分子中碳原子的数目； • 各产物的比例，提供了各类羟基的数目、性质和羰基等 • 排列情况等重要线索； • 6.氧化产物中H原子的数目与糖分子中H原子的数目相同。
自然界分布最广的单糖
催化剂
（4）酯化 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO+5CH3COOH CH2——(CH) 4——CHO + 5H2O OOCCH3 OOCCH3 （5）氧化 ） C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+1208kJ
5、用途： 、用途：
制镜、 糖果、 医药等。 制镜、 糖果、 医药等。
4、化学性质： 、化学性质：
-CHO -OH
（1）银镜反应 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO + 2Ag(NH3)2OH CH2OH-(-CHOH-)4-COONH4+2Ag↓ +3NH3+2H2O （2）新制氢氧化铜 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH-(-CHOH-)4-COOH + Cu2O↓ + 2H2O （3）加氢还原 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO +H2 CH2OH-(-CHOH-)4-COOH
第一节
一、葡萄糖
葡萄糖 蔗糖
思考: 糖精是 不是糖
Fra Baidu bibliotek
1、存在； 、存在； 自然界分布最广的单糖， 主要由光合作用产生。 自然界分布最广的单糖， 主要由光合作用产生。
广泛存在于水果、蜂蜜中； 血糖（ ） 广泛存在于水果、蜂蜜中； 血糖（0.1%） 2、物理性质：白色晶体，有甜味，能溶于水。 、物理性质：白色晶体，有甜味，能溶于水。 3、组成和结构： 、组成和结构： C6H12O6 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO CH2OH-（-CHOH-）4-CHO （ ） 1，2，3，4，5-五羟基己醛 ， ， ， ， 五羟基己醛
（4）酯化 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO+5CH3COOH CH2——(CH) 4——CHO + 5H2O OOCCH3 OOCCH3 （5）氧化 ） C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+1208kJ
5、用途： 、用途：
制镜、 糖果、 医药等。 制镜、 糖果、 医药等。
4、化学性质： 、化学性质：
-CHO -OH
（1）银镜反应 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO + 2Ag(NH3)2OH CH2OH-(-CHOH-)4-COONH4+2Ag↓ +3NH3+2H2O （2）新制氢氧化铜 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH-(-CHOH-)4-COOH + Cu2O↓ + 2H2O （3）加氢还原 ） CH2OH-(-CHOH-)4-CHO +H2 CH2OH-(-CHOH-)4-COOH
第一节
一、葡萄糖
葡萄糖 蔗糖
思考: 糖精是 不是糖
Fra Baidu bibliotek
1、存在； 、存在； 自然界分布最广的单糖， 主要由光合作用产生。 自然界分布最广的单糖， 主要由光合作用产生。
广泛存在于水果、蜂蜜中； 血糖（ ） 广泛存在于水果、蜂蜜中； 血糖（0.1%） 2、物理性质：白色晶体，有甜味，能溶于水。 、物理性质：白色晶体，有甜味，能溶于水。 3、组成和结构： 、组成和结构： C6H12O6 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO CH2OH-（-CHOH-）4-CHO （ ） 1，2，3，4，5-五羟基己醛 ， ， ， ， 五羟基己醛
单糖的结构和性质PPT优秀资料
（四）单糖的物理化学性质 • 单糖的主要物理性质 • 单糖的主要化学性质
（一）单糖的主要物理性质
• 溶解度：溶解度大，常能形成过饱和溶液
1•、糖甜的分类度, 根：据糖单类的糖聚合度都进行有分类甜。 味，但各不相同，一般常把蔗糖的甜 度规定为100，其他糖的甜度与之比较后确定，果糖最 3、参与形成糖苷键的两个碳原子的位置，常用箭头连接起来的两个序号表示。
(一)同多糖 ★ 淀粉 ★ 糖原 ★ 右旋糖苷 ★ 菊粉 ★ 纤维素 ★ 壳聚糖
（二）杂多糖 ◆果胶 ◆半纤维素 ◆琼脂 ◆角叉聚糖 ◆藻酸或褐藻酸 ◆树胶或胶质
（三）糖的分类和命名
1、糖的分类, 根据糖类的聚合度进行分类。
糖类化wk.baidu.com物
单糖：不能被水解成更小分子的糖类。 寡糖：由2~10个单糖分子缩合而成糖类
概念：由多个单糖分子或其衍生物所组成。
多糖
同多糖：含一种单糖或单糖衍生物 分类 杂多糖：含一种以上单糖或/和单糖衍生物
糖缀化合物：由糖与蛋白质或脂质构成
丁糖:D-赤藓糖和D-赤藓酮糖等。
甜为173，葡萄糖为74，麦芽糖为32。 3、参与形成糖苷键的两个碳原子的位置，常用箭头连接起来的两个序号表示。
寡糖：由2~10个单糖分子缩合而成糖类 4、最后一个单糖残基，如果具有游离的异头碳，则叫某单糖，如果没有异头碳，异头碳参与了糖苷键的形成，则叫某单糖苷。
《糖的化学性质》课件
糖的生物活性
糖与生物体的关系
糖是生物体的主要能源物质
生物体通过摄取食物中的糖来获取能量，维持正常的生理功能。
糖是细胞膜的重要组成成分
细胞膜中的糖链和糖蛋白参与细胞识别、信号转导等重要生理过程。
糖在生物体内的功能
提供能量
糖在生物体内经过氧化分解，释 放出能量供细胞代谢和维持生命 活动。
参与代谢过程
01
02
03
糖与酸的反应
糖与酸反应生成酯，如葡 萄糖与醋酸反应生成醋酸 葡萄糖酯。
反应条件
需要在加热和催化剂的作 用下进行。
应用
酯类化合物具有特殊的香 味和口感，常用于食品添 加剂和香料。
糖与碱的反应
糖与碱的反应
糖与碱反应生成糖酸盐，如葡萄 糖与氢氧化钠反应生成葡萄糖酸
钠。
反应条件
需要在加热和加压的条件下进行。
糖在生物体内参与许多代谢过程 ，如糖酵解、三羧酸循环等，是 生物体内物质代谢的重要环节。
糖对生物体的影响
糖摄入过多对健康的影响
长期过量摄入糖会导致肥胖、糖尿病、心血管疾病等健康问题。
糖摄入不足对健康的影响
长期糖摄入不足会导致低血糖、疲劳、营养不良等健康问题。
THANKS
感谢观看
糖作为甜味剂广泛用于食品中，如糖 果、巧克力、糕点等。
糖具有吸湿性，可以保持食品的湿度 ，延长食品的保质期。
糖与生物体的关系
糖是生物体的主要能源物质
生物体通过摄取食物中的糖来获取能量，维持正常的生理功能。
糖是细胞膜的重要组成成分
细胞膜中的糖链和糖蛋白参与细胞识别、信号转导等重要生理过程。
糖在生物体内的功能
提供能量
糖在生物体内经过氧化分解，释 放出能量供细胞代谢和维持生命 活动。
参与代谢过程
01
02
03
糖与酸的反应
糖与酸反应生成酯，如葡 萄糖与醋酸反应生成醋酸 葡萄糖酯。
反应条件
需要在加热和催化剂的作 用下进行。
应用
酯类化合物具有特殊的香 味和口感，常用于食品添 加剂和香料。
糖与碱的反应
糖与碱的反应
糖与碱反应生成糖酸盐，如葡萄 糖与氢氧化钠反应生成葡萄糖酸
钠。
反应条件
需要在加热和加压的条件下进行。
糖在生物体内参与许多代谢过程 ，如糖酵解、三羧酸循环等，是 生物体内物质代谢的重要环节。
糖对生物体的影响
糖摄入过多对健康的影响
长期过量摄入糖会导致肥胖、糖尿病、心血管疾病等健康问题。
糖摄入不足对健康的影响
长期糖摄入不足会导致低血糖、疲劳、营养不良等健康问题。
THANKS
感谢观看
糖作为甜味剂广泛用于食品中，如糖 果、巧克力、糕点等。
糖具有吸湿性，可以保持食品的湿度 ，延长食品的保质期。
2-糖类
旋光异构体个数(2n)
4 8 16
丁酮糖 1
2
戊酮糖 2
4
己酮糖 3
8
河北科技大学生命科学系 李敏
16
对映异构体
➢ 两个旋光异构体在结构是实物与镜影的关系。 ➢ 一对对映异构体，旋光方向相反，旋光度数、熔点、沸
点等都一样。
河北科技大学生命科学系 李敏
17
二、单糖的环状结构
➢ 实验现象无法用单糖的链状结构加以解释 (1)D(+)-葡萄糖 + 饱和NaHSO3 → × (2)葡萄糖在无水氯化氢的催化下，只能与一分子
H HO
H H
OH H OH OH
CH2OH
CH2OH
河北科技大学生命科学系 李敏
33
(2)糖二酸的生成（被强氧化剂稀HNO3）
CHO
H OH HO H
H OH H OH
CH2OH
COOH
HNO3
H HO
OH H
H OH
H OH
COOH
D(+)-葡萄糖二酸
河北科技大学生命科学系 李敏
34
(3)糖醛酸的生成
α-型
+113.4º +144º +34º -21º
平衡
+52.2º +81.5º +14.6º -92.2º
单糖的性质解读 PPT
▪ 在碳水化合物中，所有的单糖和大多数低聚糖都是还原性糖，多 聚糖和部分低聚糖是非还原性糖。
二、还原反应
▪ 单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂 （如LiAlH4、NaBH4、Na-Hg/H2O等）还原。
HH O HCH O H O O H HNa-H H 2g/N /H i2OHH O HCH O H O 2H H OH[H]HO HCH H O O 2H OH[H]
a－ D－ 吡 喃
D－ 吡 喃 葡 萄 糖 核 糖 核 苷 酸2－ 脱 氧 核 糖 核 苷 酸
葡 萄 糖 基 磷 酸 酯 － 6－ 磷 酸 酯
六、递升与递降反应
▪ 递升反应就是经过一个反应循环后,分子中增加一个手性碳原子。
如：
CN
COOH
CHO
H2O
Na-Hg H2O
H
CHO HCN
CH2OH
PH=3 CH2OH
▪ 糖脎和醛酮中的苯腙类似，都是有固定熔点的晶体，可用于糖的 定性鉴定。菲舍尔最初就是利用成脎反应测定单糖的结构。
四、成苷反应
▪ 这个性质在前面已经讲过，单糖的氧环式是半缩醛或半缩酮，可
以再与一分子醇反应生成缩醛或缩酮，如：
CH2OH
CH2OH
O HHO H HH OH O CHH2 C O H /H 3OH 或 ， 干 HH 2O C /l酶O HHO H HH OH O CCH3
二、还原反应
▪ 单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂 （如LiAlH4、NaBH4、Na-Hg/H2O等）还原。
HH O HCH O H O O H HNa-H H 2g/N /H i2OHH O HCH O H O 2H H OH[H]HO HCH H O O 2H OH[H]
a－ D－ 吡 喃
D－ 吡 喃 葡 萄 糖 核 糖 核 苷 酸2－ 脱 氧 核 糖 核 苷 酸
葡 萄 糖 基 磷 酸 酯 － 6－ 磷 酸 酯
六、递升与递降反应
▪ 递升反应就是经过一个反应循环后,分子中增加一个手性碳原子。
如：
CN
COOH
CHO
H2O
Na-Hg H2O
H
CHO HCN
CH2OH
PH=3 CH2OH
▪ 糖脎和醛酮中的苯腙类似，都是有固定熔点的晶体，可用于糖的 定性鉴定。菲舍尔最初就是利用成脎反应测定单糖的结构。
四、成苷反应
▪ 这个性质在前面已经讲过，单糖的氧环式是半缩醛或半缩酮，可
以再与一分子醇反应生成缩醛或缩酮，如：
CH2OH
CH2OH
O HHO H HH OH O CHH2 C O H /H 3OH 或 ， 干 HH 2O C /l酶O HHO H HH OH O CCH3
第一节单糖的结构和性质
第一节单糖的结构和性质
第一节单糖与低聚糖的食品性质与功能
一、物理性质与功能
（一）甜味
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖、D-果糖、葡萄糖的含量。
优质糖应具备甜味纯正，反应快，很快达到最高甜度，甜度高低适当，甜味消失迅速等特征。
单糖都有甜味，果糖最甜。
（二）旋光性：
具有手性的分子都具有旋光性，要判断一个化合物是否有旋光性，就要看它是否为手性分子。每个单糖分子都含有不对称碳原子，所以都具有旋光能力。
（三）溶解度
各种糖都能溶于水，其溶解度随温度升高而增大。纯净的单糖为白色晶体，有较强的吸湿性。单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶解性，所以极易溶于水，尤其在热水中的溶解度极大。单糖在乙醇中也能溶解，但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。
（四）结晶性
蔗糖易结晶，晶体很大；葡萄糖也易结晶，但晶体细小；果糖和转化糖则较难于结晶。
糖果制造时，要应用糖结晶性质上的差别。
例如，生产硬糖果不能单独用蔗糖，而应添加适量的淀粉糖浆（葡萄糖值42），这是因为：①淀粉糖浆不含果糖，吸潮性较转化糖低，糖果保存性较好。
②淀粉糖浆含有糊精，能增加糖果的韧性、强度和粘性，使糖果不易碎裂。
（五）粘度
葡萄糖和果糖的粘度较蔗糖低；淀粉糖浆的粘度较高，而且其粘
度随转化程度的增高而降低。
葡萄糖的粘度随着温度升高而增大，而蔗糖的粘度则随着温度升高而减小。
在食品生产中，可借调节糖的粘度来提高食品的稠度和可口性。
二、化学性质与功能
（一）脱水反应（酸、热条件下的反应）：
在室温下，稀酸对单糖的稳定性并无影响。当在酸的浓度大于12%的浓盐酸以及热的作用下，单糖易脱水，生成糠醛及其衍生物。
糖化学-80-2
葡萄糖脎
5、形成糖酯
单糖为多元醇，与酸作用生成酯。
生物学上较重要的酯是磷酸酯，它们代表了 糖的活性形式，广泛存在于各种细胞里, 是 糖代谢的中间产物。
核糖-5-P
6、形成糖苷 ---- 由半缩醛形成缩醛
环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基化合物 发生缩合形成的缩醛或缩酮称为糖苷。
糖基：糖苷分子中提供半缩醛羟基的糖部分。 配基：与之缩合的另一部分（糖或其它分子）
是N-乙酰- -D-葡糖胺以 - 1,4 糖苷键相连的同 聚物，结构与纤维素极似。
几丁质属带正电荷的动物性纤维, 是自然界中迄 今为止发现的唯一一种碱性多糖, 与蛋白质、脂 类、糖类、维生素、矿物质并称为人类的六大生 命要素, 对于促进和维持人类的健康起着至关重 要的作用。与普通功能性食品的区别在于, 它不 仅补充了人体所需的营养要素, 还对人体多种生 理活动起着非常有力的调节作用, 具有降脂、降 压、免疫调节、排毒、抗癌、减肥、改善胃肠功 能、促进伤口愈合等多种明确的医疗保健功效。
由山梨醇制得的一种重要的糖酸：抗坏血酸 －－Vc, 是人类必需的维生素, 广泛存在于植 物和某些动物体内。
3、单糖的还原
单糖具有游离的羰基故易被还原成多羟基醇 （糖醇）。
如 醛糖的还原
D-山梨醇
酮糖的还原
Na-Hg
Na-Hg
D-山梨醇
《糖的化学性质》课件
糖的分类
糖可分为单糖、双糖和多 糖，不同类型的糖具有不 同的化学性质。
糖的性质
化学性质
• 氧化还原性 • 热稳定性 • 水解反应
生理性质
• 能量来源 • 营养价值
糖在人体中的作用
1
血糖的调节
糖类化合物在人体内通过调节胰岛素和葡萄糖的分泌来维持血糖的平衡。
2
能量的供应
糖是人体最主要的能量来源之一，提供给身体各个组织和器官进行正常代谢。
糖类化合物的检测
1 甘蔗糖的检测
通过比色法、高效液相色谱法等方法可以对甘蔗糖进行定量分析。
2 果糖的检测
利用逆转录酶和聚合酶链反应（RT-PCR）技术可对果糖的含量进行测定。
3 葡萄糖的检测
使用光学活性检测法或电化学方法可以快速、准确地检测葡萄糖的浓度。
糖类化合物的氧化还原反应
糖的还原性质
糖类化合物可以被还原剂还原，生成相应的醇 类化合物。
3
细胞信号的传递
糖类化合物参与了细胞间的信号传导和调节，对维持体内稳态至关重要。
糖的应用
食品工业
糖类化合物作为食物添加剂， 广泛应用于食品工业，提升食 品的味道和口感。
医药工业
糖类化合物在医药领域中被用 作药剂的配方和稳定剂，用于 制备各种药品。
燃料工业
糖类化合物可以经过发酵和转 化过程，生产生物燃料，为可 持续能源的发展做出贡献。
1.1单糖的结构和性质
亲核攻击 C*的氧化数仍然是 最高的: 与O共享4e–
Walter N. Haworth 1883-1950
变旋
(需经由开链结构)
吡喃葡糖
• 同一种单糖可具有不同的环式结构
C-5的-OH 攻击羰基C
吡喃糖型
C-4的-OH 攻击羰基C
Leabharlann Baidu
呋喃糖型
• 差向异构化：异头物的相互转换
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2 单糖的理化性质
• 物理性质
- 旋光性 optical activity
除二羟丙酮外，所有单糖都具有旋光性，是鉴定糖 的重要指标；通常用比旋光度/旋光率来衡量物质的 旋光性： []tD = tD × 100 / (L × C)
- 甜度 sweetness
各种糖的甜度不同，常以蔗糖的定为100为标准进行 比较：eg. Fru为173.3，Glc为74.3，Lac仅为16
- 构型的区分以离羰基C最远的C*为依据
- 具有n个C*的分子有2n个立体异构体
(Van’t Hoff’s law)
MIRROR
D构型-OH朝右 L构型-OH朝左
7
Series of D-aldoses
甘油醛
赤藓糖
= 甘油醛的碳链 加长物( –CHOH)
(cf. Fig. 6-4)
Walter N. Haworth 1883-1950
变旋
(需经由开链结构)
吡喃葡糖
• 同一种单糖可具有不同的环式结构
C-5的-OH 攻击羰基C
吡喃糖型
C-4的-OH 攻击羰基C
Leabharlann Baidu
呋喃糖型
• 差向异构化：异头物的相互转换
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2 单糖的理化性质
• 物理性质
- 旋光性 optical activity
除二羟丙酮外，所有单糖都具有旋光性，是鉴定糖 的重要指标；通常用比旋光度/旋光率来衡量物质的 旋光性： []tD = tD × 100 / (L × C)
- 甜度 sweetness
各种糖的甜度不同，常以蔗糖的定为100为标准进行 比较：eg. Fru为173.3，Glc为74.3，Lac仅为16
- 构型的区分以离羰基C最远的C*为依据
- 具有n个C*的分子有2n个立体异构体
(Van’t Hoff’s law)
MIRROR
D构型-OH朝右 L构型-OH朝左
7
Series of D-aldoses
甘油醛
赤藓糖
= 甘油醛的碳链 加长物( –CHOH)
(cf. Fig. 6-4)
第一节单糖
它物质； ➢ （4）某些糖类物质还具有特殊的生理功能，
✓ 例如糖和蛋白质结合的糖蛋白，在免疫、细胞识别、 血型区分、细胞间的联系等都起着重要作用。
2 糖的概念
➢ 糖类物质（carbohydrate）是由C，H，O三种 元素组成的，俗称“碳水化合物”,因为糖中H 和O原子之比往往为2：1，故称之。但称糖为 “碳水化合物”并不恰当：因为有些糖如鼠李 糖（C6H12O5）和脱氧核糖C5H10O4）中H、O 原子数之比不是2：1；而一非糖物质如甲醛 （CH2O）、乳酸（C3H6O3）和乙酸（C2H4O2） 等分子中H、O原子数之比为2：1。
➢2.1.1 旋光性（optical activity or optical rotation） ➢ 单糖分子都有手性碳原子，所以单糖都有旋光性，
能使偏振光平面向左（-）或向右（+）旋转，并 分别为左旋糖（-）和右旋糖（+）。 ➢ 这与构型无关，旋光性的大小用旋光度表示，在 一光定率条[α]件Dt表下示旋光[度α]αDDt t=是αD一t×个1常00数/L，×旋C 光度常用旋
➢ 凡能水解生成多个单糖糖或其衍生物的糖称为多糖，即 多糖由多个单糖分子或其衍生物失水缩合而成，根据水 解后产生原一的单糖或其衍生物，是单糖或其衍生物的 多聚体，又可分为均一多糖（同聚多糖）和不均一多糖 （杂聚多糖）。
➢ 均一多糖：由同种单糖聚合而成。如戊聚糖（C5H8O4）n， 阿拉伯胶
✓ 例如糖和蛋白质结合的糖蛋白，在免疫、细胞识别、 血型区分、细胞间的联系等都起着重要作用。
2 糖的概念
➢ 糖类物质（carbohydrate）是由C，H，O三种 元素组成的，俗称“碳水化合物”,因为糖中H 和O原子之比往往为2：1，故称之。但称糖为 “碳水化合物”并不恰当：因为有些糖如鼠李 糖（C6H12O5）和脱氧核糖C5H10O4）中H、O 原子数之比不是2：1；而一非糖物质如甲醛 （CH2O）、乳酸（C3H6O3）和乙酸（C2H4O2） 等分子中H、O原子数之比为2：1。
➢2.1.1 旋光性（optical activity or optical rotation） ➢ 单糖分子都有手性碳原子，所以单糖都有旋光性，
能使偏振光平面向左（-）或向右（+）旋转，并 分别为左旋糖（-）和右旋糖（+）。 ➢ 这与构型无关，旋光性的大小用旋光度表示，在 一光定率条[α]件Dt表下示旋光[度α]αDDt t=是αD一t×个1常00数/L，×旋C 光度常用旋
➢ 凡能水解生成多个单糖糖或其衍生物的糖称为多糖，即 多糖由多个单糖分子或其衍生物失水缩合而成，根据水 解后产生原一的单糖或其衍生物，是单糖或其衍生物的 多聚体，又可分为均一多糖（同聚多糖）和不均一多糖 （杂聚多糖）。
➢ 均一多糖：由同种单糖聚合而成。如戊聚糖（C5H8O4）n， 阿拉伯胶
单糖的化学性质
单糖脱水
（7）单糖脱水（无机酸的作用）：单糖与浓硫酸、浓盐酸作用 即脱水生成糠醛（呋喃醛）或糠醛衍生物。
illustration
单糖的高碘酸氧化
•高碘酸及其盐能定量的氧化断裂邻二羟基，α-羟 基醛等碳碳键
单糖链的延长与缩短
end
The end
goodbye
thanks
picture
单糖的成脎作用
（4）单糖的成脎作用：单糖的醛基或酮基 可与苯肼、氢氰酸、羟氨等起加合作用。
• 糖脎相当稳定且不溶于水，是黄色晶体 。D-葡萄糖、D-甘露糖、D-果糖生成同 一种糖脎。从糖脎的形状、熔点可鉴别 糖的种类。
illustration
单糖的成酯作用
（5）成酯作用：单糖的一切羟基包括异头碳羟基都可与酸 结合形成酯。
单糖的氧化
除了羰基外，单糖分子中的羟基也能被氧化，氧化的条件 不同生成的产物也不相同： （1）醛糖可被溴水氧化成醛糖酸，在溶液中常以内酯的形 式存在。酮糖不能被溴水氧化，可将醛糖和酮糖区分开来。 （2）氧化能力更强的稀硝酸，不仅氧化醛基还氧化伯醇基 生成醛糖二酸。 （3）在体内，相应的酶专门催化伯醇基而保留醛基生成糖 醛酸，参加代谢。 （4）在生物体内单糖可彻底被氧化成H20，CO2
example
• 生物体内单糖与磷酸生成各种磷酸酯，如 G-6-P、G-1-P、F-1-P、F-1,6-2P等。
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氧化，生成葡萄糖二酸。 ▪ 4、HIO4氧化 ▪ 在醇一章还学过，具有邻二醇结构的化合物可被HIO4氧化断键。
R O C H H O C H H R 'H I O 4R C H O + R 'C H O + H I O 3
▪ 醛糖是一个多羟基醛，因此，也能被HIO4氧化（反应见前）。 ▪ 5、托伦斯试剂和费林试剂氧化 ▪ 在醛酮一章我们还学过，托伦斯试剂和费林试剂都是较温和的氧
一、氧化反应
▪ 在醛糖分子内由于含有醛基，所以很容易被氧化，但氧化剂不同，
产物也不同。
COOH H OH HO H H OH H OH
COOH
H强N氧 O3化,1剂 00℃
HCO H OH
HO H
Br2－温H和2O氧P化H剂 =6
H高IO碘4酸氧化
H OH H OH
CH2OH
OC2a（C空 O3气） ，酶
▪ 在羧酸一章我们学过，，－羟基酸能形成内酯。
▪ 而葡萄糖酸是一个多羟基酸，它在结晶时，也能形成内酯。
▪ 目前，应用广泛的是葡萄糖酸－－内酯，它是很好的豆腐凝固
剂和良好的食品添加剂。
COOH
O C
H OH
H OH
HO H H OH
HO H O H OH
H OH
H
CH2OH
CH2OH
氧化反应
▪ 3、浓HNO3氧化 ▪ 浓HNO3是强氧化剂，不但能氧化醛基，而且还能把C6上的羟甲基
▪ 在碳水化合物中，所有的单糖和大多数低聚糖都是还原性糖，多 聚糖和部分低聚糖是非还原性糖。
二、还原反应
▪ 单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂 （如LiAlH4、NaBH4、Na-Hg/H2O等）还原。
HH O HCH O H O O H HNa-H H 2g/N /H i2OHH O HCH O H O 2H H OH[H]HO HCH H O O 2H OH[H]
CH2OH HO H HO H
H OH
H OH
H OH
H OH
H OH
CH2OH D-(+)-葡 萄 糖
CH2OH
CH2OH
CH2OH
D-葡 萄 糖 醇 D-(-)-果 糖 D-甘 露 糖 醇
▪ 这里要提醒注意：Na-Hg/H2O是把醛糖或酮糖还原成糖醇的条件， 而Zn-Hg/HCl则是把羰基还原成亚甲基，注意条件的差异和产物 的不同。
COOH H OH HO H H OH H OH
CH2OH
COO21Ca H OH HO H
5HCOOH + HCHO
H OH
H OH
CH2OH
氧化反应
▪ 1、溴水氧化 溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化， 可用于定性鉴别醛糖与酮糖。
▪ 2、酶催化氧化 工业上制备葡萄糖酸和葡萄糖酸钙是用酶催化 氧化法，葡萄糖酸钙可用于治疗缺钙病症，如佝偻病、软骨病等， 也常用做儿童和老年食品添加剂。
▪ 如：在D－葡萄糖的稀碱溶液中，除了有－型和－型D－葡萄 糖（约含64%）外，还有31%变成了果糖，3%变成了甘露糖。
▪ 综上所述，无论是醛糖还是酮糖，所有的单糖都能被托伦斯试剂 和费林试剂氧化。
▪ 在糖化学中，常把这种能还原托伦斯试剂或费林试剂的糖叫做还 原性糖（reducing sugar）,否则叫非还原糖(nonreducing sugar）。
化剂，只能氧化醛，不能氧化酮，常用于鉴别醛的存在。 ▪ 但是，比较特殊的是在糖中，无论是醛糖还是酮糖都能被托伦斯
试剂和费林试剂氧化，产生银镜和Cu2O沉淀。
氧化反应
▪ 醛糖能被氧化好理解，因为在水溶液中有开链式存在。
▪ 酮糖为什么也能被氧化呢？因为酮糖是一个－羟基酮，而托伦 斯试剂和费林试剂都是稀碱溶液。
H OH
CH2OH CH2OH
CH2OH
CHO H OH HO H H OH
H OH CH2OH
D-(+)-甘露糖顺式烯醇式 D-(-)-果糖 反式烯醇式D-(+)-葡萄糖
▪ 在这里，顺式烯醇式转化的醛糖叫D－甘露糖，它和D－葡萄糖是 差向异构体。
氧化反应
▪ 由于互变异构现象的存在，在单糖的稀碱溶液中，不仅存在着开 链式与氧环式的互变异构平衡，而且还存在着酮式－烯醇式互变 异构平衡。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
三、成脎反应
▪ 在醛酮一章学过，醛酮可以和苯肼作用生成腙。
▪ 同样，单糖也能和苯肼作用生成腙，但不同的是，醛酮生成的腙 多为晶体，不溶于水，而单糖生成的腙则溶于水。
▪ 可是，如果让单糖与过量的苯肼作用，单糖与一分子苯肼作用生
成腙后，还可再与两分子苯肼作用，生成不溶于水的黄色晶体，
18.2 单糖的性质
▪ 单糖一般为无色晶体，极易溶解于水，大多数有甜味，有变旋光 现象,天然的单糖都是D型的。
▪ 单糖的化学性质与其结构密切相关。 ▪ 前面刚讲过，在单糖的水溶液中，主要以氧环式存在，同时也有
少量的开链式存在。因此，单糖中有醇羟基、苷羟基，又有醛基 或酮羰基。 ▪ 所以单糖应同时具有醇、半缩醛（酮）、以及醛酮的性质。因此， 单糖的性质包括了醇和醛酮两章的内容。 ▪ 它具有羰基，能发生羰基的某些反应。例如：氧化、还原、与 HCN、NH2OH、苯肼等羰基试剂反应。 ▪ 具有醇羟基，又能发生羟基的反应，例如成醚、成酯等。
还原反应
▪ 由于葡萄糖醇还可以由L－山梨糖还原制得，故葡萄糖醇又叫山 梨糖醇。
CH2OH
O HO H
[H]
H OH
HO H
CH2OH
L－山梨糖
CH2OH
CH2OH
HO H 旋转180度 H OH
HO H
HO H
H OH
H OH
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
L－山梨糖醇
D-葡萄糖醇
▪ 山梨糖醇和甘露糖醇都具有凉爽、清甜的感觉，故常用于牙膏、 烟草和食品添加剂。山梨糖醇还可用于表面活性剂的制备。
叫做“糖脎”，简称为“脎”。
H H O H HC CH H O H O O O 2H H H O P H hN H N H 2H H O H HC CH H O H O O 2H H H N O N H 2P H hP N hH N H 2H O H HC CH H H O O N 2H H N N O H N H + P H h P Ph hN H 2+N H 3+H 2O
▪ －羟基酮在稀碱溶液中能够发生酮式－烯醇式互变异构，这种 互变异构的结果,使酮糖在稀碱溶液中变成了醛糖,然后才被氧化。
CHO HO H HO H
H OH
H OH CH2OH
HO C
H
CH2OH
HO C
H
HOC OH
Leabharlann Baidu
O OH COH
HO H HO H
HO H
H OH H OH
H OH
H OH H OH
R O C H H O C H H R 'H I O 4R C H O + R 'C H O + H I O 3
▪ 醛糖是一个多羟基醛，因此，也能被HIO4氧化（反应见前）。 ▪ 5、托伦斯试剂和费林试剂氧化 ▪ 在醛酮一章我们还学过，托伦斯试剂和费林试剂都是较温和的氧
一、氧化反应
▪ 在醛糖分子内由于含有醛基，所以很容易被氧化，但氧化剂不同，
产物也不同。
COOH H OH HO H H OH H OH
COOH
H强N氧 O3化,1剂 00℃
HCO H OH
HO H
Br2－温H和2O氧P化H剂 =6
H高IO碘4酸氧化
H OH H OH
CH2OH
OC2a（C空 O3气） ，酶
▪ 在羧酸一章我们学过，，－羟基酸能形成内酯。
▪ 而葡萄糖酸是一个多羟基酸，它在结晶时，也能形成内酯。
▪ 目前，应用广泛的是葡萄糖酸－－内酯，它是很好的豆腐凝固
剂和良好的食品添加剂。
COOH
O C
H OH
H OH
HO H H OH
HO H O H OH
H OH
H
CH2OH
CH2OH
氧化反应
▪ 3、浓HNO3氧化 ▪ 浓HNO3是强氧化剂，不但能氧化醛基，而且还能把C6上的羟甲基
▪ 在碳水化合物中，所有的单糖和大多数低聚糖都是还原性糖，多 聚糖和部分低聚糖是非还原性糖。
二、还原反应
▪ 单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂 （如LiAlH4、NaBH4、Na-Hg/H2O等）还原。
HH O HCH O H O O H HNa-H H 2g/N /H i2OHH O HCH O H O 2H H OH[H]HO HCH H O O 2H OH[H]
CH2OH HO H HO H
H OH
H OH
H OH
H OH
H OH
CH2OH D-(+)-葡 萄 糖
CH2OH
CH2OH
CH2OH
D-葡 萄 糖 醇 D-(-)-果 糖 D-甘 露 糖 醇
▪ 这里要提醒注意：Na-Hg/H2O是把醛糖或酮糖还原成糖醇的条件， 而Zn-Hg/HCl则是把羰基还原成亚甲基，注意条件的差异和产物 的不同。
COOH H OH HO H H OH H OH
CH2OH
COO21Ca H OH HO H
5HCOOH + HCHO
H OH
H OH
CH2OH
氧化反应
▪ 1、溴水氧化 溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化， 可用于定性鉴别醛糖与酮糖。
▪ 2、酶催化氧化 工业上制备葡萄糖酸和葡萄糖酸钙是用酶催化 氧化法，葡萄糖酸钙可用于治疗缺钙病症，如佝偻病、软骨病等， 也常用做儿童和老年食品添加剂。
▪ 如：在D－葡萄糖的稀碱溶液中，除了有－型和－型D－葡萄 糖（约含64%）外，还有31%变成了果糖，3%变成了甘露糖。
▪ 综上所述，无论是醛糖还是酮糖，所有的单糖都能被托伦斯试剂 和费林试剂氧化。
▪ 在糖化学中，常把这种能还原托伦斯试剂或费林试剂的糖叫做还 原性糖（reducing sugar）,否则叫非还原糖(nonreducing sugar）。
化剂，只能氧化醛，不能氧化酮，常用于鉴别醛的存在。 ▪ 但是，比较特殊的是在糖中，无论是醛糖还是酮糖都能被托伦斯
试剂和费林试剂氧化，产生银镜和Cu2O沉淀。
氧化反应
▪ 醛糖能被氧化好理解，因为在水溶液中有开链式存在。
▪ 酮糖为什么也能被氧化呢？因为酮糖是一个－羟基酮，而托伦 斯试剂和费林试剂都是稀碱溶液。
H OH
CH2OH CH2OH
CH2OH
CHO H OH HO H H OH
H OH CH2OH
D-(+)-甘露糖顺式烯醇式 D-(-)-果糖 反式烯醇式D-(+)-葡萄糖
▪ 在这里，顺式烯醇式转化的醛糖叫D－甘露糖，它和D－葡萄糖是 差向异构体。
氧化反应
▪ 由于互变异构现象的存在，在单糖的稀碱溶液中，不仅存在着开 链式与氧环式的互变异构平衡，而且还存在着酮式－烯醇式互变 异构平衡。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
三、成脎反应
▪ 在醛酮一章学过，醛酮可以和苯肼作用生成腙。
▪ 同样，单糖也能和苯肼作用生成腙，但不同的是，醛酮生成的腙 多为晶体，不溶于水，而单糖生成的腙则溶于水。
▪ 可是，如果让单糖与过量的苯肼作用，单糖与一分子苯肼作用生
成腙后，还可再与两分子苯肼作用，生成不溶于水的黄色晶体，
18.2 单糖的性质
▪ 单糖一般为无色晶体，极易溶解于水，大多数有甜味，有变旋光 现象,天然的单糖都是D型的。
▪ 单糖的化学性质与其结构密切相关。 ▪ 前面刚讲过，在单糖的水溶液中，主要以氧环式存在，同时也有
少量的开链式存在。因此，单糖中有醇羟基、苷羟基，又有醛基 或酮羰基。 ▪ 所以单糖应同时具有醇、半缩醛（酮）、以及醛酮的性质。因此， 单糖的性质包括了醇和醛酮两章的内容。 ▪ 它具有羰基，能发生羰基的某些反应。例如：氧化、还原、与 HCN、NH2OH、苯肼等羰基试剂反应。 ▪ 具有醇羟基，又能发生羟基的反应，例如成醚、成酯等。
还原反应
▪ 由于葡萄糖醇还可以由L－山梨糖还原制得，故葡萄糖醇又叫山 梨糖醇。
CH2OH
O HO H
[H]
H OH
HO H
CH2OH
L－山梨糖
CH2OH
CH2OH
HO H 旋转180度 H OH
HO H
HO H
H OH
H OH
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
L－山梨糖醇
D-葡萄糖醇
▪ 山梨糖醇和甘露糖醇都具有凉爽、清甜的感觉，故常用于牙膏、 烟草和食品添加剂。山梨糖醇还可用于表面活性剂的制备。
叫做“糖脎”，简称为“脎”。
H H O H HC CH H O H O O O 2H H H O P H hN H N H 2H H O H HC CH H O H O O 2H H H N O N H 2P H hP N hH N H 2H O H HC CH H H O O N 2H H N N O H N H + P H h P Ph hN H 2+N H 3+H 2O
▪ －羟基酮在稀碱溶液中能够发生酮式－烯醇式互变异构，这种 互变异构的结果,使酮糖在稀碱溶液中变成了醛糖,然后才被氧化。
CHO HO H HO H
H OH
H OH CH2OH
HO C
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Leabharlann Baidu
O OH COH
HO H HO H
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H OH H OH
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