有机化学-第13章_糖类
课件有机化学第13章 取代酸和二羰基化合物
第十三章 取代酸 和β-二羰基化合物Substituted Carboxylic Acids and β-Dicarbonyl Compounds1CONTENT1 2 3 4 5取代酸的酸性（自学） 羟基酸 羰基酸（氧代酸） β-酮酸酯 β-二羰基化合物的反应213.1 取代酸的酸性（自学）• 有利离解出质子的因素使酸性增强 • 不利离解出质子的因素使酸性减弱O吸电子基O给电子基C OC O提高羧酸根阴离子 稳定性的因素降低羧酸根阴离子 稳定性的因素313.2 羟基酸1. 羟基酸的命名和物理性质（自学）许多羟基酸来自于动植物，常用俗名来表示2-羟基丙酸（乳酸）2-羟基丁二酸（苹果酸）413.2 羟基酸2. 羟基酸的制备• 卤代酸水解CH3CH2CHCOOH Br NaOH/H2O H+ CH3CH2CHCOOH OHCH3 CH3C OH CN CH3 CH3C OH COOH• 羟基腈水解CH3COCH3 HCN H• Reformatsky反应O + BrCH2CO2Et Zn Benzene H2O H+ OH CH2CO2H513.2 羟基酸3. 羟基酸的反应• 氧化反应OHCH3CH2COOHTollens 试剂CH3COCOOHCH3COOH• 脱水反应（1） α-羟基酸OH RCHCOOHOO C R CH O CH R O C OC R CH OH O H H O HO CH R C O6(2) β-羟基酸OH RCHCH2CO2H H+ RCH CHCO2H(3) γ-羟基酸OH RCHCH 2CH2CO2H R O O713.3 羰基酸（氧代酸）CH3COCH2COOH 3-氧代丁酸• 酸性大于羧酸 • α或β－酮酸受热易脱羧RCOCH2COOHNa2Cr2O7/H2SO4RCOCH3RCHCH2COOH OH813.4 β -酮酸酯1. β -酮酸酯的形成Claisen 酯缩合：含α−氢的酯在碱（醇钠）的作 用下，两分子酯发生缩合反应，生成 β −羰基酸 酯同时消去一分子醇O 2 CH3COEt 乙酸乙酯 Ethyl acetate EtONa EtOH H2 O H+OOCH3C CHCOEt + EtOH 乙酰乙酸乙酯 Ethyl acetoacetate9反应机理pKa 24.5CH3CO2Et + EtO CH2CO2Et O − CH3 C OEt + CH2CO2Et CH O−−−+ EtOH O C−3OEtCH3 C CH2CO2Et + EtO O O ＋ − Na EtO − CH C CH3 C CH2CO2Et CHCO2Et + EtOH 3pKa ～11CH2CO2EtOH+CH3 C CH2CO2Et10作业•P283: 13.1（1）;•P285: 13.2;•P293: 13.5，13.6;•P297: 13.10，13.11;习题•P306: 3，5(1),(2)，6。
第十一章,第十二章,第十三章,第十四章有机化学名词解释
名词解释第十一章1.振动光谱——分子振动能级间的能量差比同一振动能级中转动能级之间能量差大100倍左右，他们大多在近红外区域内，因此称为红外光谱。
2.转动光谱——分子转动能级之间的能量差很小，转动光谱位于电磁波谱中的远红外及微波区域内。
3.红外吸收峰的位置——分子振动的频率决定分子所吸收的红外光频率。
4.红外吸收光谱——分子吸收红外光引起的振动和转动能级跃迁产生的信号。
5.红外光谱产生的条件——当一定频率的红外光照射物质时，如果分子中某一基团的振动频率正好与其相同，物质就能吸收这一频率的红外光从低能级跃迁到较高的能级，产生红外吸收光谱。
6.叁键和累积双键区——2500~2000 cm-1各种叁键基团和累积双键的伸缩振动区域7.氢键区——4000~2500cm-1含氢基团的伸缩振动区。
8.双键区——2000~1500 cm-1各种双键基团包括共轭双键以及苯基伸缩振动区域。
9.特征吸收峰——用于鉴定官能团存在的吸收峰。
10.特征谱带区——氢键，双键，叁键区的特征性强，所以4000~1500 cm-1的区域称为官能团特征频率区。
11.核磁共振谱——记录原子核对射频区电磁波的吸收，简称NMR。
12.质子磁共振谱——氢原子核共振谱，简称PMR。
13.化学位移——由于化学环境所引起的核磁共振信号位置的变化。
14.自旋偶合——相邻碳上氢核的相互影响。
15.硝基化合物的还原——硝基苯在强酸介质中，用金属还原时，总是得到苯胺，用催化加氢也可得到同样的结果。
16.胺的碱性——胺与氨相似，氮原子上的未共用电子对能与质子结合，形成带正电的铵离子。
17.胺——可看作氨的衍生物，即氨分子中的氢原子被烃基取代的产物。
18.胺的烃基化——与卤代烃（通常为伯卤代烃和具有活泼卤原子的芳卤化物），醇等烃基化试剂作用，胺基上的氢原子被烃基取代。
19.胺的酰基化——伯胺和仲胺作为亲核试剂可与酰卤，酸酐等酰基化试剂反应，生成N-取代酰胺和N,N-二取代酰胺。
生物化学糖类试题及参考答案
生物化学糖类试题及参考答案1.自然界中含量最多的有机分子是糖类，因此选D。
2.碳水化合物是指含有碳、氢、氧三种元素的化合物，因此选A。
3.半乳糖、果糖和脱氧核糖的分子式分别为C6H12O6、C6H12O6和C5H10O4，因此选E。
4.酮糖的特点是分子中有一个酮基，甘油醛分子中有一个醛基，因此选C。
5.葡萄糖是自然界中最丰富的单糖，因此选C。
6.蔗糖分子由一个葡萄糖和一个果糖组成，因此选E。
7.单糖分子中至少含有3个碳原子，因此选B。
8.手性碳原子是指四面体结构中的碳原子，半乳糖、核糖和脱氧核糖都含有手性碳原子，因此选B。
9.纤维素中的葡萄糖有3个手性碳原子，因此选B。
10.糖原与纤维素中的葡萄糖在第1个碳原子上有不同，因此选A。
11.葡萄糖的构型是由第4号碳原子的羟基位置决定的，因此选D。
12.半缩醛结构是指糖分子中的羟基与醛基反应形成的结构，只有二羟丙酮没有半缩醛结构，因此选B。
13.葡萄糖在中性溶液中只有一种异构体，因此选A。
14.哪些分子含有呋喃环结构？A。
胆固醇 B。
核酸 C。
前列腺素 D。
乳糖 E。
组氨酸15.哪个糖在溶液中没有旋光性？A。
二羟丙酮 B。
麦芽糖 C。
乳糖 D。
脱氧核糖 E。
蔗糖16.哪种单糖的构象最稳定？A。
α-吡喃葡萄糖 B。
β-吡喃葡萄糖 C。
α-呋喃果糖 D。
β-吡喃果糖 E。
β-呋喃果糖17.乳糖中的半乳糖是什么构象？A。
α-吡喃半乳糖 B。
α-吡喃半乳糖和β-吡喃半乳糖 C。
β-吡喃半乳糖 D。
β-呋喃半乳糖 E。
不存在半乳糖18.RNA中的核糖是什么构象？A。
α-吡喃核糖 B。
β-呋喃核糖 C。
α-呋喃核糖和β-呋喃核糖 D。
不存在核糖 E。
以上都不正确19.哪个不是还原糖？A。
果糖 B。
乳糖 C。
蔗糖 D。
以上都是还原糖 E。
以上都不是还原糖20.蔗糖分子中哪个碳原子有半缩醛羟基？A。
1 B。
2 C。
3 D。
4 E。
521.哪个分子中没有糖苷键？A。
CoA B。
糖类-人教版选修5有机化学基础教案
糖类-人教版选修5 有机化学基础教案一、教学目标1.了解糖类的基本概念，分类和结构特征；2.掌握糖类的命名方法及反应类型；3.理解糖代谢的重要性及相关疾病的发生机制；4.能够掌握实验室中制备糖类的方法和分离纯化的技术。
二、教学内容1. 糖类的基本概念和分类•糖类的定义和概念；•糖类的分类及重要代表物种（单糖、双糖、多糖）；•糖类的结构特征。
2. 糖类的命名和反应类型•糖类的命名方法（Fischer式、Haworth式）；•糖类的光学异构体及演化规律；•糖类的氧化、还原反应和糖苷化反应。
3. 糖的代谢及相关疾病发生机制•糖的消化、吸收、代谢和运输；•糖尿病的发生机理及治疗方法；•糖的营养学价值和相关疾病预防。
4. 糖类的实验室制备和分离纯化•煮沸法制备葡萄糖、果糖、山梨醇等单糖；•化学合成法制备蔗糖、甘露糖等双糖；•生物法制备淀粉、纤维素等多糖；•离子交换法、凝胶过滤法等技术对糖类进行分离纯化。
三、教学方法1.理论教学与实践相结合的方式，通过讲解、示范和实验操作展示糖类的制备和分离纯化方法，让学生了解糖类的性质和应用。
2.发挥学生的主体作用，通过讲解和案例分析等方式激发学生兴趣，培养学生的分析、解决问题的能力。
3.分组讨论，让学生探究糖类的代谢和相关疾病的发生机制，逐步培养学生的科研能力和创新意识。
四、教学评价1.采取定期测试和参与度考核相结合的方式进行教学评价；2.针对学生的情况进行个性化辅导和指导，全面提升学生的学习能力和测评成绩；3.鼓励学生参加有关糖类相关的科研活动和学术会议，激励学生发挥自己的专业优势和个性特点，形成合作、探究和创新的良好氛围。
有机化学——13糖类
第一节 单糖
单糖是多羟基醛或多羟基酮 据此单糖分为两类：醛糖和酮糖
常将两种分类结合：如葡萄糖属于己醛糖、果糖属于己酮糖
单糖是构成低聚糖和多糖的基本单位，了解单糖的结构是 研究糖类化学的基础 从结构和性质来看，葡萄糖和果糖可作为单糖的代表
存在于水果、蜂蜜中。是人体能量的主要来源；人和动 物的血液中也含有葡萄糖（血糖），正常人空腹时的血糖浓 度为3.9～6.1mmol∙L-1，保持血糖浓度的恒定具有重要的 生理意义。有强心、利尿、解毒作用
（三） D-果糖（左旋糖）
存在于水果、蜂蜜、蔗糖中 最甜的糖，甜度为蔗糖170 ％
（四）半乳糖
D-半乳糖是D-葡萄糖的C4差向异构体，二者结合形成乳 糖，存在于哺乳动物的乳汁中。半乳糖具有右旋光性，其甜度 仅为蔗糖的30％
2.与溴水的反应 Br2/H2O 是酸性弱氧化剂，能氧化醛糖，但不能氧化酮 糖，可用于鉴别酮糖与醛糖
溴水可选择性地将醛基氧化成羧基
H HO H H CHO OH H 溴水 OH OH CH2OH H HO H H COOH OH H OH OH CH2OH
由于在酸性条件下糖不 发生差向异构化, 因此溴水 只氧化醛糖而不氧化酮糖
CHO H HO H H C C C C OH H H2N－NH－C6H5 OH OH CH= N-NH-C6H5 C= N-NH-C6H5 HO HO C H H2N－NH－C6H5 H H C OH H H C OH CH2OH 糖脎 CH2OH C=O C H C OH C OH CH2OH D-果糖
有机化学基础-糖类
1 有下列物质:①碘水;②银氨溶液;③NaOH 溶液;④稀硫酸;⑤浓硫酸。 在进行淀粉的水解实验(包括检验水解产物及水解是否完全)时,除淀粉外, 还需使用上述试剂或其中一部分,判断使用的试剂及其先后次序为( A.④①③② C.⑤①③② B.①④②③ D.①⑤②③ )。
解析:淀粉的水解需要稀酸溶液作催化剂,要判断水解程度及水解产物时,应 先检验淀粉是否存在,因为所加碘水溶液也呈酸性。然后将上述溶液用 NaOH 溶液中和,使溶液呈碱性,最后加入银氨溶液,若有 Ag 析出则证明水 解产物为葡萄糖。所以所加试剂的顺序为④①③②。 答案:A
C12 H22 O11 +H2O
麦芽糖
2C6 H12 O6 。
葡萄糖
四、淀粉和纤维素
1.淀粉 (1)组成。 通式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子化合物。
(2)性质。 ①不溶于冷水,在热水中形成胶状淀粉糊。 ②水解反应: (3)用途。 淀粉是食物的重要成分,同时还是重要的食品工业原料,葡萄糖转化为 酒精的化学方程式为 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑。 。
第二节 糖类
你知道糖类在生命活动过程中起着什么作用?我们平常用的作业本中含有 什么? 1.认识糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源 开发上的应用。 2.通过单糖、二糖、多糖的探究实验,使学生进一步体验对化学物质探究 的过程,理解科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能 力。
2 下列物质中不属于糖类物质的是( A.CH2OH—CHOH—CHO B.CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO C.CH2OH—CHO D.CH2OH—(CHOH)3CO—CH2OH 答案:C
)。
3 可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液的试剂是( A.银氨溶液 C.石蕊试液 B.新制氢氧化铜悬浊液 D.碳酸钠溶液
糖的分类
3.直链淀粉 直链淀粉 （1）结构 ）
（2）形状 ）
（3）特性：直链淀粉溶液遇碘显蓝色 ）特性：
3.支链淀粉 支链淀粉
4.淀粉水解 淀粉水解 淀粉→红糊精 无色糊精→麦芽糖 红糊精→无色糊精 麦芽糖→葡萄糖 淀粉 红糊精 无色糊精 麦芽糖 葡萄糖
（二）糖原
1. 存在：糖原 存在：糖原(glycogen)是动物体内储藏的多糖，也称为动物 是动物体内储藏的多糖， 是动物体内储藏的多糖 淀粉，主要存在于肝脏和肌肉中，所以有肝糖原和肌糖原之分， 淀粉，主要存在于肝脏和肌肉中，所以有肝糖原和肌糖原之分，在 肝脏中尤其丰富。 肝脏中尤其丰富。 2. 结构： 结构：
13.2 单糖
一、单糖的结构
（一）单糖的开链式结构和构型 单糖的开链式结构：
单糖的构型：只需比较编号最大的手性碳原子的构型， 单糖的构型：只需比较编号最大的手性碳原子的构型，编号最 大的手性碳构型与D—甘油醛相同者为 大的手性碳构型与 甘油醛相同者为D—型糖，与L—甘油醛相同 型糖， 甘油醛相同 甘油醛相同者为 型糖 者为L—型糖 者为 型糖
3.解释 3.解释
二、单糖的物理性质
单糖在常温下大多为白色晶体，可溶于水，具吸湿性， 单糖在常温下大多为白色晶体，可溶于水，具吸湿性，难溶于 醇等有机溶剂， 醇混合溶剂常用于糖的重结晶。 醇等有机溶剂，水—醇混合溶剂常用于糖的重结晶。单糖都有甜味， 醇混合溶剂常用于糖的重结晶 单糖都有甜味， 但程度不同。除丙酮糖外，单糖都有旋光活性， 但程度不同。除丙酮糖外，单糖都有旋光活性，具有环状结构的单 糖还有变旋光作用。 糖还有变旋光作用。
二、环糊精(cyclodextrin，CD) 环糊精 ，
（一）结构
由直链淀粉在芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下而 生成的一类环状低聚糖的总称。 环糊精一般是由6～ 个或更多个 生成的一类环状低聚糖的总称 。 环糊精一般是由 ～ 8个或更多个 D—吡喃葡萄糖残基通过 吡喃葡萄糖残基通过α—1， 4—苷键连结而成， 其中含有 ～ 8 苷键连结而成， 吡喃葡萄糖残基通过 ， 苷键连结而成 其中含有6～ 个葡萄糖残基的环糊精分别称为α—、β—和γ—环糊精。 环糊精的 环糊精。 个葡萄糖残基的环糊精分别称为 、 和 环糊精 分子形状如同一个无底的桶。 桶的侧面由葡萄糖分子的C--C键 、 分子形状如同一个无底的桶 。 桶的侧面由葡萄糖分子的 键 C—O键及 键及--H键组成 ， 因而桶的内腔具有疏水性 冠醚的空腔具有 键组成， 键及 键组成 因而桶的内腔具有疏水性(冠醚的空腔具有 亲水性)；桶的上边由六个葡萄糖分子的C2及 羟基组成 羟基组成， 亲水性 ；桶的上边由六个葡萄糖分子的 及C3羟基组成，下边由 羟甲基组成，上下边具有亲水性。 羟甲基组成，上下边具有亲水性。
153有机化学教案@安徽医高专_第三十四和三十五次课教案(单糖)
(3)糖苷仍有旋光作用；
(4)糖苷在酸性条件下能发生水解反应，但在碱性条件下稳定。
(六)成酯反应
生成单糖的重要衍生物__________糖酯
糖分子中所有的羟基都能与有机酸或无机酸作用生成酯，称作糖酯。
糖酯在酸性或碱性条件下均可以发生水解反应。
[板书]三、单糖的环状结构（详讲）
1、1．变旋现象：
在研究D-葡萄糖的旋光现象时发现D-葡萄糖具有两个比旋光度
[α] =+113°和[α]=+19°，将二者放置一段时间后，其旋光度均转化到+52.5°时，维持不变。
这种旋光度发生改变的现象，叫作变旋现象。
用链式结构代表D-葡萄糖是不足以表达它的理化性质和结构关系的。
日期
月日
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[教学设计]
本章的主要内容是糖的概念、分类以及单糖的化学结构和性质。读者应首先重点掌握典型单糖（葡萄糖和果糖）的结构和性质，再从单糖的基础上去理解二糖和多糖的结构和性质。考虑到与后继课“生物化学”的衔接和分工，这里只要讲单糖部分。学会用比较、分析的方法去认识各种重要糖类的特征。在学习单糖的结构和性质时要联系有机化学醛、酮的化学结构和性质。
2、单糖的环状半缩醛结构(Fischer式)
实验证明，自然界中存在的大多数已醛糖是以六员环半缩醛形式存在，而
由上述式子我们知道：羟基碳由SP2杂化转化成了SP3杂化，并与决定构型的C上的-OH构成氧桥，这时，羰基碳原子转化成了手性碳原子，其中羰基氧原子变成了-OH，这个羟基称作半缩醛羟基(-OH半)
3、Haworth式(透视式)
Fischer式的半缩醛结构中，从环的稳定性看，那种过长的氧桥是不合理的，为了更接近真实，更形象地表达糖的环氧结构，Mr.Haworth首先提出将直立的结构式改写成平面环状结构式来表示，这对于观察糖的基团之间的立体化学关系更为方便，
基础有机化学 糖类化合物
基团 基团 个 个 一 固定 其余三 CH 2OH 调换 次 顺 O H H H OH H HO OH H OH
α－
吡喃环 ，具有六元环的糖类称为吡喃糖。具有五元 环的糖类称为呋喃糖。
O
氧环式结构的确定，对变旋光现象就有了一个令人信服 的解释： 这是因为α－异构体和β－异构体两种晶体在水溶液中 可以通过开链式互变，并迅速建立平衡。
Organic Chem
构造式：
己醛糖
CH2 OH
CH CH CH CH CHO OH OH OH OH
* * *
*
*
*
*
己酮糖
CH2 CH CH CH C CH2 OH OH OH OH O OH
己醛糖有24=16种旋光异构体，己酮糖有23=8种旋光 异构体。 葡萄糖和果糖分别是其中的一个旋光异构体
Organic Chem
NHC6H5 HC C CHOH CH2OH N H N C6H5
N
3
N N C6H5 H C N CHOH 3 NHC6H5 CH2OH HC
CH2OH HO HO O OH O CH3
四、成苷反应
CH2OH HO HO OH O HOH
CH3OH 干 HCl
α
甲基葡萄糖糖苷
Organic Chem
3、用硝酸氧化
100℃ D－葡萄糖 D－葡萄糖二酸
4、用高碘酸氧化
Organic Chem
CHO OH + 3HIO4 OH CH2OH
D-赤藓糖
HCOOH HCOOH HCOOH HCHO
反应特点： ①每破裂一个碳碳单键，消耗一分子HIO4； ②醛基、仲醇基氧化为甲酸，伯醇基氧化为甲醛。
chap.15 糖类(有机化学)
常 用
chapter 15
8
单糖的开链结构和构型
D型糖与L型糖是对映体，根据D型糖可写出相应的L型糖
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH HO H HO HO CHO H OH H H CH2OH
O C HO H H CH2OH L-(-)-甘油醛
D-葡萄糖
L-葡萄糖
chapter 15
1）用斐林试剂、托伦试剂、班氏试剂氧化
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH Tollens Fehling Benedict' H HO H H COOH OH H OH OH CH2OH
D-葡萄糖
D-葡萄糖酸
还原糖——能与托伦试剂、班氏试剂或费林试剂反应的糖称为还 原糖。（所有的单糖、具有变旋作用的二糖） 非还原糖——不能与上述试剂反应的糖为非还原糖
21
成苷反应
糖苷中，非糖部分叫配糖基，连接配糖基与糖苷基的键叫苷键
CH2OH O O－CH3 OH OH OH
配糖基
苷键 不同的苷键（α-苷键和β-苷键） 需用不同的酶水解
chapter 15
22
糖苷的特点
无色无味晶体，味苦，水溶性大，有旋光性 无变旋现象，不能成脎反应，无还原性 与醚的性质类似，在碱性条件下稳定，在酸性 或酶的催化下易水解 由α-半缩醛羟基形成的苷键称为α- 苷键 由β-半缩醛羟基形成的苷键称为β-苷键 不同的苷键需不同的酶水解
葡萄糖的六元环Haworth结构并不能解释为什么它的两种异 构体在平衡体系中含量不同。吡喃糖六元环与环己烷相似， 分子不是平面结构，椅式构象是稳定构象。
不等性sp3杂化
O
吡喃环
高中化学知识点—糖类_油脂_蛋白质
欢迎共阅高中化学知识点规律大全——糖类油脂蛋白质1．糖类[糖类的结构和组成](1)糖类的结构：分子中含有多个羟基、醛基的多羟基醛，以及水解后能生成多羟基醛的由C、H、O组成的有机物．糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可分为单糖、二糖和多糖等．(2)糖类的组成：糖类的通式为Cn(H2O)m，对此通式，要注意掌握以下两点：①该通式只能说明糖类是由C、H、O三种元素组成的，并不能反映糖类的结构；②少数属于糖类的物质不一定符合此通式，如鼠李糖的分子式为C6H12O5；反之，符合这一通式的有机物不一定属于糖类，如甲醛CH2O、乙酸C2H4O2等．[单糖——葡萄糖](1)自然界中的存在：葡萄和其他带甜味的水果中，以及蜂蜜和人的血液里．(2)结构：分子式为C6H12O6 其结构简式为：CH2OH－(CHOH)4－CHO，是一种多羟基醛．(3)化学性质：兼有醇和醛的化学性质．①能发生银镜反应．②与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液共热生成红色沉淀．③能被H2还原：CH2OH－(CHOH)4－CHO + H2CH2OH－(CHOH)4－CH2OH(己六醇)④酯化反应：CH2OH－(CHOH)4－CHO+5CH3COOH CH2－(CH)：--CHO(五乙酸葡萄糖酯)OOCCH3(4)用途：①是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以供维持人体生命活动所需要的能量；②用于制镜业、糖果制造业；③用于医药工业．体弱多病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养．[二糖——蔗糖和麦芽糖]蔗糖(C12H22O11) 麦芽糖(C12H22O11)分子结构特征分子中不含－CHO 分子中含有－CHO物理性质无色晶体，溶于水，比葡萄糖甜白色晶体，易溶于水，不如蔗糖甜化学性质①没有还原性，不能发生银镜反应，也不能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应②能水解：C12H22011+H20→C6H1206(蔗糖) (葡萄糖)~C6H1206(果糖)①有还原性，能发生银镜反应，能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应②能水解：C12H22011+H20→(麦芽糖)2C6H1206(葡萄糖)存在或制法存在于甘蔗、甜菜中2(C6H l005)。
第13章 糖类生物化学-简版
碳水化合物(carbohydrate) Cn(H2O)m
化学本质
多羟基醛或多羟基酮及其衍 生物，或水解时能产生这 些化合物的物质 。
一 单 糖 (一)单糖的分子结构 ⒈ 链状结构
以葡萄糖为例
D-葡萄糖 C6H12O6
单糖的链状结构有醛糖和酮糖之分
H
CHO
O C
CH2OH
H H C C HO H
② 成苷作用
单糖半缩醛羟基很容易与醇或酚的羟基反应失水而形成缩醛 式衍生物，通称糖苷 由于单糖有两种形式α型、β型，故有两种α-糖苷和β-糖苷
③ 脱水作用：单糖与盐酸作用即产生糠醛，能与酚类
化合物产生结构尚不明了的各种有色物质
④ 氨基化作用：单糖分子中的羟基被氨基取代称为糖胺。
自然界存在的天然氨基糖多以乙酰氨基糖的形式存在如
1.麦芽糖
α -葡萄糖和β-葡萄糖按α (1-4)形成糖苷键， ⑴ 化学性质：还原性、成脎作用 ⑵ 物理性质：溶于水白色晶体、甜度仅次 于蔗 糖，有旋光度与变旋作用
⒉ 蔗糖
蔗糖是由α-G和β-F各一分子按α（1-2）糖苷键缩合 失水形成的 ⑴化学性质：无游离醛基、不具还原性 ⑵物理性质：溶于水、甜度高
⑤ 脱氧作用：单糖羟基之一失去氧即成脱氧核糖，
二 寡 糖 (oligosaccharides)
由2~20 个单糖分子缩合而成的糖
种类 麦芽糖 蔗糖 乳糖 纤维二糖 构成 还原性 α-G和β-G按α (1-4)形 还原性 成糖苷键 α-G和β-F按α(1-2)形 不具还原性 成糖苷键 β-L和α(β)-G按β(1-4) 有还原性 糖苷键形成 2分子葡萄糖按β(1-4) 键型
糖与非糖物质如脂类或蛋白质共价结合，分别 形成糖脂(glycolipids)、糖蛋白(glycoproteins)和蛋 白聚糖(proteoglycans) ，总称为结合糖和复合糖
中国药科大学有机化学-糖类
2 不与亚硫酸氢钠发生加成反应 3 只与一分子醇作用即可生成稳定的缩醛型化合物。
（二）葡萄糖的环状结构 哈沃斯（Haworth）透视式
端基异构体 （anomer）
（三） 化学性质
1 碱性溶液中的氧化 醛糖和酮糖都可被Fehling试剂或Tollens试剂 氧化，该类糖叫做还原糖。 所有单糖都是还原糖。
1. (+)-麦芽糖
CH2OH O 4 OH OH OH
1 4
CH2OH O OH OH
CH2OH
~OH
1
HO HO
O CH2OH OH O O HO OH~OH
O
-1,4
4-O-(-D-吡喃葡萄糖基)-D-吡喃葡萄糖
CH2OCH3 O ~OH OCH3 CH3O OCH3 CH2OCH3 O ~OH OCH3 OH OCH3
2,3,4,6-四-O-甲基-D-吡喃葡萄糖
2,3,6-三-O-甲基-D-吡喃葡萄糖
2. (+)-纤维二糖
CH2OH HO HO O OH HO O OH H,OH
-1,4苷键
CH2OH O
4-O-(-D-吡喃葡萄糖基)-D-吡喃葡萄糖 3. (+)-蔗糖
CH2OH O HO
HO HO
-2,1苷键
CH2OH O HO O OH H CH2OH
无变旋现象 无还原性
-1,2苷键 -D-呋喃果糖基--D-吡喃葡萄糖苷
环糊精 (Cyclodextrins)
6-8 个D-(+)-吡喃葡萄糖 ； -1,4-苷键；
• 环糊精的结构特点、性能与应用
圆筒状；外缘亲水、内腔疏水，即具有极性的外侧和非极 性的内侧；有手性。 形成主客体包合物，使环糊精具有一定的选择识别能力
有机化学习题册习题解答
习题解答第1章绪论1．价键理论和分子轨道理论都是关于分子如何构成的理论。
价键理论主要关注于σ键和π键的形成，通过研究受成键情况影响的轨道形状描述分子的形状。
分子轨道理论研究电子在整个分子中的运动状况，用成键轨道、非键轨道和反键轨道来描述分子的形成。
2．u=78/12+1=6, C6H 63．均裂，发生游离基型反应，异裂，发生离子型反应。
第2章烷烃1．（1）3-甲基戊烷（2）3-甲基-3-乙基己烷2．3．（1）CH3C CH2CH3CH3CH32,2- 二甲基丁烷（2）CH2CH3C2H5C CH CH3CH3CH32, 3- 二甲基3-乙基戊烷（3）CH CHCH3CH3CH2CHCH3CH3(CH3)3C2,2,3,5,6-五甲基庚烷4．（1）CH3CCH3CH3CH3（2）CH2CH2CH3CH3CH2（3）CH2CHCH3CH3CH3（4）CH3CCH3CH3CH35． (1)第3章烯烃与红外光谱1．答：（1）1-己烯（2）2-己烯（3）己烯（4） 2-甲基-1-戊烯（5） 3-甲基-1-戊烯（6）4-甲基-1-戊烯（7） 2-甲基-2-戊烯（8） 3-甲基-2-戊烯（9）4-甲基-2-戊烯CH3CHC=CH2CH33CH3CCH=CH2CH3CH3CH3C=CCH33CH3CH3CH2C=CH2CH2CH3(10) 2,3-二甲基-1-丁烯（11）3,3-二甲基-1-丁烯 (12) 2,3-二甲基-2-丁烯 (13) 2-乙基-1-丁烯其中（2）、（3）、（8）、（9）有顺反异构。
2．答：（1）（2） (3) (4)(5) (6) (7)3．答：无顺反异构4．答：5．答：1）ClI 2）500ClClOH℃3）OH4） or 5）Br 第4章炔烃与共轭双烯1．答：（1）2，2，5－三甲基－3－己炔（2）1，3－己二烯－5－炔（3）5－庚烯－1，3－二炔（4）（5）H（6）2. 答： （1）HHNH Na/乙醚Na H322T.M（2）(3) HH 2CuCl /NH Cl Br22(4)2HHNaHCH CH Br2HCl3.答： （1） (2)(3)和(4) 有，但不是只有它。
第13章 糖类2016
O
H O C H 2 OH H 3 OH 4 H OH 5 CH2OH
1
5
HO CH2
4
O H
2
H
1
H OH
H 3
OH OH
β－D－呋喃核糖
D－核糖（开链结构）
α－D－呋喃核糖
31
单糖环状结构的哈沃斯式和构象式
由开链式写哈沃斯式： ①画出杂环骨架（朝前的3个C-C键用粗线 表示）。 ②氧原子写在右上角，按顺时针将碳环编 号。C5上的羟甲基在环平面上方为D型。 ③将开链式中左边的写在环平面的上方， 右边的写在环平面的下方。即“左上右下”
9
第一节 单糖
一、单糖的分类
1. 据官能团分：醛糖、酮糖
最小的醛糖
最小的酮糖
2.据碳原子数分：丙、丁、戊、已 糖
10
二、单糖的结构
1.单糖的开链结构和构型 一般单糖碳链无支链
醛糖：C1为醛基 酮糖：C2为酮基
其它碳上都各连有一个羟基
CHO (CHOH)n CH2OH
醛糖
CH2OH C O (CHOH) n CH2OH
D—阿洛酮糖
CH2OH C O HO H H OH H OH CH2OH
D—果糖
CH2OH C O H OH HO H H OH CH2OH
D—山梨糖
CH2OH C O HO H HO H H OH CH2OH
D—塔洛糖
18
2.葡萄糖的环状结构和变旋光现象
(1)变旋光现象
葡萄糖具有羰基和羟基的典型反应 但是还有一些性质却不能用开链结构说明
洋地黄毒苷
5
氨基糖苷类抗生素是一大类含糖的抗生素，其
有机化学 糖类
在自然界分布最广，最重要的多糖是淀粉和纤维素。
麦芽糖：是由两分子D-葡萄糖，通过α-1,4-苷键结合而成
的，容易水解为两O HO HH HO CH2OH H OH H HO O H HO H OH α-1,4-苷键 H OH
纤维二糖：是纤维素水解的产物，由两分子D-葡萄糖，
通过β-1,4-苷键结合而成的。
HOH2C C HO H H
OH H O OH CH2OH
CH2OH O HO H OH H OH H CH2OH
D-果糖
HO C HO H H
CH2OH H O OH CH2OH
α-D-呋喃果糖
β-D-呋喃果糖
D-呋喃果糖环状结构的Haworth透视式：
HOH2C H
O H HO OH H
CH2OH OH
CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH
* * *
*
*
*
*
己酮糖
CH2 CH CH CH C CH2 OH OH OH OH O OH
2 单糖的立体构型
最简单的单糖是甘油醛，分子中有一个手性碳原子。 存在一对对映异构体，一种为左旋，一种为右旋。
CHO H OH CH2OH
β-1,4-苷键
H HO HO
CH2OH HO H OH H H
H O HO
CH2OH HO OH H OH H H
蔗糖：是一分子α-D-葡萄糖的半缩醛羟基和一分子β-D-
果糖的半缩醛羟基相互脱水结合而成的双糖。
H CH OH HOH2C H 2 O HO HO H HO H HO CH2OH H OH OH H H O
CHO OH HO OH OH CH2OH
黑龙江省哈三中高中化学 有机化学竞赛辅导 第十三章 第一节 单糖汇总
第十三章 糖类第一节 单糖定义：多羟基醛或酮以及它们失水结合而成的缩聚物。
糖类化合物又称碳水化合物，因为当初发现的葡萄糖和果糖等的分子式都是C 6H 12O 6，即C 6（H 2O ）6，可看成是碳和水结合的化合物，于是用通式C x (H 2O)y 来表示。
但后来发现有些化合物在结构和性质方面都和糖类相似，但它们的分子组成并不符合通式，如 李糖是一种甲基戊糖，它的分子式是C 6H 12O 5。
此外，有些分子组成符合上述通式的化合物，如乙酸，其分子式为C 2H 4O 2，符合通式，但从结构和性质上看，不属于糖类，所以，“碳水化合物”不能确切地代表糖类化合物，但因沿用已久，至今还在保留着。
分类：糖类根据其能否水解及水解后产物的情况将其分成三大类。
单糖：是不能水解的多羟基醛或酮，如葡萄糖、果糖。
低聚糖：是水解后产生2个或几十个单糖分子的糖类。
最常见的是二糖，如麦芽糖、蔗糖。
多糖：是水解后产生数十、数百乃至成千上万个单糖分子的糖类。
如淀粉、纤维素等。
第一节 单糖单糖分为两类：醛糖和酮糖。
最简单的醛糖是二羟基丙醛，最简单的酮糖是二羟基丙酮。
存在于自然界的大多数单糖是含有5个碳原子的戊糖和6个碳原子的已糖。
一、单糖的组成及结构（一）葡萄糖的组成及结构1、链状结构式由元素分析和分子量测定确定了葡萄糖的分子式为C 6H 12O 6。
其平面结构式为：CH 2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO其费歇尔投影式为：D-（+）-葡萄糖在葡萄糖的投影式中，定位编号最大的手性碳原子上的羟基位于右边，按照单糖构型的D 、L 表示法规定，葡萄糖属于D-型糖，又因葡萄糖的水溶液具有右旋性，所以通常写为D-（+）-葡萄糖。
葡萄糖是已醛糖，分子中有4个手性碳原子，应有16个光学异构体，其中8个为D 型，8个为L 型。
2、变旋光现象及环状结构式变旋光现象：某些旋光性化合物的旋光度在放置过程中会逐渐上升或下降，最终达到恒定值而不再改变的现象。
十三章糖类化合物Saccharides单糖寡糖和多糖
() -D-(+)-葡萄糖 旳水溶液
[]D = + 18.7o
需要环状构造解释
2024/10/22
16
3. 糖环状构造旳提出 环状半缩醛、半缩酮旳启迪，糖环状构造旳提出。
HOCH2CH2CH2CHO
HOCH2CH2CH2CH2CHO
CH2OH
H
O
H
OH H
OH
H
2024/10/22
OH
H，OH
CHO
H OH HO H
H OH H OH
CH2OH
CHO
HO H H OH
HO H HO H
CH2OH
CH2OH
CO HO H
H OH H OH
CH2OH
CH2OH
CO H OH HO H HO H
CH2OH
（＋）—葡萄糖 （－）—葡萄糖
2024/10/22
（－）—果糖
（＋）—果糖
10
Ｄ，Ｌ－构型
一、 单糖旳构造 （一）、单糖旳链式构造及表达措施
CHO
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
CH2OH
CHO
OH HO
OH OH CH2OH
H左，HO右，D系列
2024/10/22
CHO
CH2OH H右，HO左，L系列
13
（二）葡萄糖旳环状构造和变旋现象
１ 葡萄糖旳特征
(1) D-葡萄糖只能与一种醇（甲醇）形成缩醛。
（1） 用斐林试剂、土伦试剂、本尼迪特试剂氧化
CH=O
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
有机化学：糖类
第一课时 糖类
糖类的组成与分类 1．基本营养物质
2．糖类及其分类
(3)有些糖有甜味(如葡萄糖、蔗糖)，有些糖没有甜 味(如淀粉、纤维素)，故糖类不一定都有甜味；反之， 有甜味的物质不一定是糖类，如甘油即丙三醇有甜味， 但它属于醇类而非糖类。
(4)淀粉和纤维素都是天然有机高分子，分子中的 结构单元数目不同，即 n 值不同，故分子式不同，不 能互称为同分异构体。
实验操作Ⅰ
将碘水滴到馒头片或土豆片上
实验现象 馒头片或土豆片滴有碘水的部分_出__现__蓝__色_
实验操作Ⅱ
实验现象
试管中产生了_砖__红__色__沉__淀__
视频
1．葡萄糖的分子结构与性质 (1)葡萄糖的分子结构
(2)葡萄糖兼有醛基和羟基的性质
(3)葡萄糖的分解反应 酶
C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2↑ 葡萄糖
2．蔗糖、麦芽糖的水解反应
催化剂 C12H22O11＋H2O ――→ C6H12O6＋C6H12O6
蔗糖
葡萄糖 果糖Leabharlann 催化剂 C12H22O11＋H2O ――→ 2C6H12O6
麦芽糖
葡萄糖
3．淀粉、纤维素的性质
(1)淀粉的特征反应：淀粉遇碘水显蓝色，该特征反应可
用于淀粉和碘的相互检验。
3．已知葡萄糖的结构简式为 CH2OH(CHOH)4CHO，葡 萄糖分子结构中含有的官能团是什么？
糖类的性质 [实验 1] 探究葡萄糖醛基的性质
实验操作Ⅰ
实验现象
产生砖__红___色__沉__淀_
实验操作Ⅱ
实验现象
试管内壁_形__成__光__亮__的__银__镜___
[实验 2] 探究淀粉的化学性质
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糖 类
Carbohydrates
一个羰基共多羟, 古误碳水今为糖。 单糖缩聚糖苷键， 植物动物贮能量。
本章学习要求
1. 了解糖的来源和糖的分类；
2. 掌握单糖、二糖及多糖的结构和性质，
3. 掌握单糖的开链式、氧环式和Haworth
式的画法.
糖的存在、组成与通式
糖类化合物又称碳水化合物，在在自然界 分布最广; 维持生命活动（贮能与其他功能）.
xCO 2 + yH 2 O
光
叶绿素
C x (H 2 O) y + xO 2
Cx(H2O)y + xO2
xCO2 + yH2O + 能量
C、H、O组成，通式Cm(H2O)n，
不符合碳水比例的糖：
鼠李糖 C5H12O5（甲基糖）；脱氧核糖 C5H10O4
符合碳水比例的非糖：
甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)
答: 1. 是 2. C1-差向异构体 3. 非对映体
三、单糖的物理性质
甜味，无色晶体，易溶于水。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、单糖的化学性质
1. 显色反应 2. 异构化作用 3. 氧化反应 4. 还原 5. 成脎反应
1. 显色反应（color-reaction）
莫利施反应： 糖类＋－萘酚
浓H2SO4
紫色物质
定性鉴别糖类物质 西列瓦诺夫反应（间苯二酚反应）： 酮糖＋间苯二酚/浓HCl 区别醛糖和酮糖
D-葡萄糖
D-甘露糖
D-半乳糖
A与B仅C2构型不同为C2差向异构体 A与C仅C4构型不同为C4差向异构体 B与C不属于差向异构体
简写糖分子
①连接氢的短横省略，-OH用短横表示；
②以 代表醛基，以 代表羟甲基。
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH D-(+)-葡萄糖 CH2OH CHO
CH2OH C O C H
5
HO H H
3 4 5 6
H 4 3 OH OH H -D-呋喃果糖 HOH2C H H OH H b-D-呋喃果糖 O OH OH CH2OH
C OH C OH CH2OH D-果糖
环顺时针编号
D-核糖
HO
HO H H H OH OH O
b- D-核糖
O H H OH HO
糖：多羟基醛、酮及其缩合物
根据其结构和性质分为三类:
单糖： 不能再水解的多羟基醛、酮及其衍生物 monosaccharide 低聚糖：水解生成2-10分子单糖 oligosaccharide 多糖： 淀粉、纤维素等 polysaccharide
第一节 单 糖(monosaccharide)
按官能团分: 醛糖、酮糖 按碳原子数分: 丙糖、丁糖、戊糖、己糖等
斐林试剂 或吐伦试剂
Cu2O 或Ag
+ 氧化产物
COOH OH
（2）酸性氧化
HO
CHO OH Br2--H2O HO OH OH CH2OH
OH OH CH2OH
CH2OH C O Br2--H2O 无 HO OH OH 鉴别醛糖和酮糖 CH2OH
CHO OH HO OH OH CH2OH HNO3
CH2OH O HO CHO HO H CH2OH L-(-)-甘油醛 H H H OH OH CH2OH D-(-)-果糖 H HO HO CHO OH H H CH2OH L-(+)-阿拉伯糖
例：丁醛糖
CHO H H OH HO OH HO CHO H H HO H CHO H H CHO OH H
-D-吡喃葡萄糖
OH H H OH HO H OH H H O OH
aeeee(37%)
H OH H O HO HO H OH H OH H
b-D-吡喃葡萄糖
eeeee(63%)
课堂讨论:
-D-葡萄糖 与 -L-葡萄糖 是对映体吗?
与 b -D-葡萄糖 是什么关系?
与 b -L-葡萄糖 是什么关系?
二、单糖的环状结构
1. 变旋现象（mutarotation） 从乙醇结晶 结晶葡萄糖 [] =+113° D-葡萄糖 溶于水
D-葡萄糖溶液（平衡） []=+52°
结晶葡萄糖 溶于水 从吡啶结晶 [] =+19°
[]逐渐改变，最后达到一个定值的现象，称变旋现象。 为什么会产生变旋现象？开链式结构无法解释。
糖分子的构型一般采用相对构型表示法：D/L
CHO H OH CH2OH (A)
D型
CHO HO H CH2OH (B)
L型
1
CHO OH H OH OH
H HO H H
2
己醛糖 D-(+)-葡萄糖 D-Glucose
3
4
5
6
CH2OH
编号最大（距羰基最远）的手性碳原子决定 糖分子的构型。
最末端的手性碳决定糖分子的构型
CH2OH D-果糖
HO
1.
HOH2C
O OH HO
HOH2C
O
OH
2.
H OH OH
OH
-L-吡喃葡萄糖
O OH H HO HO OH H CH2OH
b-D-呋喃核糖
3.
b-D-吡喃果糖
含末端－CH2OH的哈沃斯式的构型判断
前提：顺环顺时针编号 1. 末端－CH2OH处于环上方 —— D 环下方 —— L 2. －OH半与末端－CH2OH异侧 —— 同侧 —— b
H H H
OH OH OH OH
+
H H H
OH OH OH OH
5. 成脎（osazone）反应
CHO CH=NNHC CH=NNHC 6H5 6H5 H OH C NNHC H OH 6H5 H2NNHC H2NNHC 6H5 脎 6H5
CHO OH HO OH OH CH2OH HO
CH2OH C O OH OH CH2OH
－OH半的识别：
HO HOH2C O OH HO
OH
-L
与成环氧原子直接相连的C上的－OH
不含末端－CH2OH的哈沃斯式的构型判断
前提：顺环顺时针编号
1. －OH决处于环下方 —— D 环上方 —— L
HO O OH H HO CH2OH OH H
2.－OH半与－OH决 同侧 ——
异侧 —— b
6 CH2OH 5 O 4 OH OH 1 3 OH 2 OH D-(+)-葡萄糖
CH2OH OH OH O +
CH2OH O OH OH OH OH b-D-葡萄糖
OH OH -D-葡萄糖
（左上右下） 标准Haworth式：①氧桥在右上角； ②环顺时针编号。
HOH2C
1 2
O H
CH2OH OH 2
CHO HO HO OH OH CH2OH
D-葡萄糖
D-果糖
D-甘露糖
脎：含两个相邻腙基的一类碱性化合物 反应特点:
（1）反应发生在C1、C2上，与其他部分无关，
C1、 C2差向异构体反应得到相同的糖脎；
（2）反应需要过量肼；
（3）-羟基醛、酮都能发生成脎反应。
四、单糖及其衍生物
1.糖苷
（1）氧糖苷
1
6
H H OH H
5 4 3
CH2 OH
2
OH OH H O
H
H OH H
H
5
以C4-C5为轴旋转120°使C5上的羟基与醛基接近，然后成环.
* α- 型
* β- 型
H5 H
4
6
1 OH OH H CHO
CH2OH
CH2OH OH 5 H 1 H 4 OH H CHO
6
CH2OH O H H H OH H OH OH H OH
O O
3）末端-CH2OH, D-系列单糖写在环左上方；
4）其他基团:氧环式右侧基团写在环下方，
氧环式左侧基团写在环上方。
CH2OH O H
将碳链向右放成水平，使原基团处于左上右下的位置；
CHO 2 H OH 3 HO H 将碳链水平位置弯成六边形状 ; 4 H OH 5 H OH 6 CH2OH
COOH OH HO OH OH COOH
CHO OH HO OH OH CH2OH
CHO OH
醛酸酶 HO
OH OH COOH
4. 还原反应
醛糖加氢产生一种物质；酮糖加氢一对异头物。
O
HO
H H H
OH OH OH OH
H H H
OH OH OH OH
OH O
OH
HO
OH
OH
H H H
OH OH OH OH
OH HO
H2C OH
H2C OH
H2C OH
H2C OH
D-赤藓糖
L-赤藓糖
D-苏阿糖
L-苏阿糖
D/L构型的判断依据是倒数第一个C*上羟基的构型
自然界中一般存在的单糖是D-系列。如：
CHO H OH H HO H OH H OH H2C OH (A) CHO HO H H HO H OH H OH H2C OH (B) CHO H OH H HO HO H H OH H2C OH (C)
D-(+)-葡萄糖
D-吡喃葡萄糖
羰基碳原子变成手性碳原子
O HO H HO H H C H OH H OH O C H H OH H HO H OH H O H H2C OH H H HO H H C OH OH H OH O
H2C OH
H2C OH
63% [] =+19°