第十五章 糖类
第十五章 糖类
第十五章糖类1．写出α和β-吡喃半乳糖的构象式，指出在水溶液中哪种更稳定2．写出下列各糖的Haworth结构式⑵-D-呋喃果糖 α⑶-D-2-去氧呋喃核糖⑴-葡萄糖 βD⑷-D-吡喃半乳糖⑸苄基-β-D-吡喃甘露糖苷β3．写出下列各糖的稳定构象式⑶-乙酰氨基-α-D-吡喃半乳糖⑵-D-吡喃葡萄糖 N⑴-D-吡喃甘露糖 ββ4．举例解释下列名词⑴差向异构体⑵端基异构体⑶变旋现象⑷还原糖、非还原糖⑸苷键5．用化学方法区别下列各组化合物⑵-葡萄糖和D-果糖⑴麦芽糖和蔗糖 D⑶甲基- D-苷和D-葡萄糖⑷半乳糖和淀粉⑸淀粉和纤维素6．果糖是酮糖，为什么也象醛糖一样能与班氏试剂反应，但不与溴水反应？7．如何用化学方法区别葡萄糖、果糖、淀粉和蔗糖？8．一单糖衍生物（A）分子式为C9H18O6无还原性，水解后生成（B）和（C）两种产物。
（B）的分子式为C6H12O6，可被溴水氧化成为D-甘露糖酸。
（C）的分子式为C3H8O，能发生碘仿反应。
请写出（A）的结构式及其有关的反应式。
9．试写出β-D-吡喃甘露糖和α-L-吡喃半乳糖的结构式。
10．试写出α-和β-D-吡喃半乳糖的优势构象式。
11．写出D-半乳糖与下列试剂的反应产物⑵3OH + HCl（干） HNO⑴溴水 CH⑶3 12．当D-甘露糖在碱性条件下较长时间反应时，产生了D-葡萄糖、D-果糖，请说明其原因。
13．指出下列戊糖的名称、构型（D或L），哪些互为对映体？哪些互为差向异构体？14．D-（+）-吡喃葡萄糖在干燥HCl作用下与甲醇反应，生成甲基-α-D-（+）-吡喃葡萄糖苷和甲基-β-D-吡喃葡萄糖苷，试写出其成苷的机制。
15．异麦芽糖的结构如下，请写出其全名称16．下列四个戊醛糖中，哪些互为对映体？哪些互为差向异构体？17．试写出由L-葡萄糖的费歇尔投影式转换成哈沃斯式的过程。
18．试命名下列结构的单糖：19．试写出β-D-呋喃核糖和β-D-呋喃葡萄糖的结构式。
第十五章 糖类(saccharide) 糖类,又称碳水化合物(Carbohydrate) 。是自然界中存在最多的一类有机物。植物
醛与醇可以生成半缩醛和缩醛， g- 或 d- 羟基醛则 主要以环状半缩醛的形式存在：
d g b a CH3CHCH2CH2CH2—C—H —> CH3CHCH2CH2CH2—CH-OH OH O O
CH3CHCH2CH2—C—H —> CH3CHCH2CH2—CH—OH
g
b a
OH
O
O
糖类分子中既有C=O，又在g- 或 d-位存在—OH， 故可发生分子内羟醛缩合反应，形成环状半缩醛。
H—C=O H———OH HO —— H H———OH H———OH CH2OH
Fischer 投影式
Haworth透视式
H—C=O H———OH HO —— H H———OH H———OH CH2OH
Fischer 投影式
b-D-吡喃葡萄糖
a-D-吡喃葡萄糖
互为端基异构体，也是C1-差向异构体。 由开链式直接写Haworth式：
Tollens 试剂 Ag + 复杂氧化产物(银镜反应) 醛糖 酮糖
Fehling 试剂
Benedict试剂
Cu2O (棕红色) + 复杂氧化产物
Cu2O (棕红色) + 复杂氧化产物
醛糖表现出醛的性质，能被以上弱氧化剂氧化。 酮糖（如果糖）由于在碱性条件下通过互变异构生成 醛糖，故也可被弱氧化剂氧化。
单糖分子中的多个醇羟基具有醇的一般性质； 羰基具有醛酮的性质。 同时这些官能团互相影响，又显示某些特有性质。 (在写单糖的反应式时，反应物之一的糖应写开链式还是
环式，可依实际反应中以何种形式参与反应而定。)
（一）成苷反应
P495
糖的半缩醛（酮）羟基与另一含活泼氢的化合
物脱水生成糖苷（或称糖甙）的反应。
高三化学一轮复习学案 第十五章 糖含答案
第十五章糖类蛋白质第一课时糖类【考纲要求】1.掌握糖类的结构、性质、用途；2.重点掌握葡萄糖、淀粉、纤维素的性质和用途；3.理解天然高分子化合物的概念和用途。
教与学方案笔记与反思【自学反馈】1．糖类的概念：（1）概念：。
（2）分类：单糖：；低聚糖：；多糖：；（3）相互转化关系：（请用箭头表示相互转化关系）多糖————二糖———单糖2．单糖（1）葡萄糖①．结构式：②．化学性质：a．还原性：基的性质与新制的银氨溶液反应；与新制的氢氧化铜反应：b．加成反应：基的性质与氢气反应：c．酯化反应；基的性质与乙酸的反应：d．发酵反应：（制酒精）e．生理氧化：③．制法：淀粉水解④．用途：（2）果糖：①.分子式: ②结构简式:和结构特点:③.与葡萄糖的关系: ④.性质:3.二糖(分子式: )(1)蔗糖和麦芽糖相似之处①.组成和结构的关系是,互为体.②.都属于糖,水解都生成糖.③水解产物的性质:(2)蔗糖和麦芽糖不同之处①.结构上的不同点：②.水解产物的不同点：③.存在：4．多糖：（1）淀粉：①．组成和结构：②．物理性质：③．化学性质：a．无还原性 b.在稀酸作用下和人体中均能发生水解,最终产物为c.淀粉遇碘变蓝.④.生成与存在:生成：存在：⑤.用途:(2)纤维素:①.组成与结构:②.物理性质:③.化学性质:a.无还原性b. 在的硫酸和水浴加热的条件下能发生反应,最终产物为,但比淀粉水解困难. c.酯化反应: (制硝化纤维)④.用途:【例题解析】例1：为鉴别乙醇、乙酸、葡萄糖溶液，选用一种试剂，可为下列中的A．钠B．硝酸C．碘D．新制氢氧化铜解题思路:。
易错点: 。
例2：患有糖尿病的人，尿中含有糖分（葡萄糖）较多 ，怎样检验一个病人是否患有糖尿病？解题思路: 。
易错点: 。
例3：有四种有机物（1）CH CH CH OH 22=-；（2）CH CH COOH 32；（3）CH CH COOH 2=-；（4）葡萄糖，其中既能发生酯化反应，又 能发生加成反应，还能和新制的Cu(OH)2浊液反应的是A ．（1）（2）B ．（3）（4）C ．（1）（3）D ．（1）（2）（3）解题思路: 。
2011年高考化学一轮复习精品课件15-1糖类
3．向淀粉中加入少量稀H2SO4，并加热使 之发生水解，为测定淀粉是否水解完全，需 下列试剂中的 ( ) ①NaOH溶液 ②银氨溶液 ③新制 Cu(OH)2悬浊液 ④碘水 ⑤BaCl2溶液 A．①⑤ B．②④ C．①③④ D．②③④ 解析：欲测定淀粉是否水解完全，需先中 和掉水解液中的催化剂稀H2SO4，可加① NaOH溶液，然后检验水解液中是否存在葡萄 糖，可加②银氨溶液〔或③新制Cu(OH) 悬浊
三、蔗糖和麦芽糖 1．相似点 C12H22O11 (1)组成相同，分子式相同，都 是 ，二者互为同分异构体。 (2)都属于二糖，水解后生成两分子单糖。 蔗糖、麦芽糖水解的化学方程式分别为：
(3)水解产物都能发生银镜反应，都能还原 新制的Cu(OH)2。 (4)都具有甜味。
2．不同点 蔗糖 麦芽糖 (1)分子结构不同： 中不含醛基， 中含有醛基。 蔗糖 麦芽糖 (2)性质不同： 是非还原性糖， 是还原性糖。 葡萄糖和果糖 (3)水解产物不同：蔗糖水解产物 葡萄糖 是 ，麦芽糖的水解产物全 是 。 (4)来源不同：蔗糖存在于植物体内，以 甘蔗和甜菜含量最多，麦芽糖则是淀粉在酶 作用下的水解产物。
1.某广告称某种牌号的八宝粥(含桂圆、 红豆、糯米等)，不加糖，比加糖还甜，最适 合糖尿病人食用，你认为下列关于此八宝粥 的判断不正确的是 ( ) A．糖尿病人应少吃含糖的食品，该八宝 粥未加糖，可以放心食用 B．这个广告有误导喜爱甜食消费者的嫌 疑，不甜不等于没有糖 C．不加糖不等于没有糖，糖尿病人食用 需慎重
(5)由题目提供的反应得到如下关系： (C6H10O5)n～nC6H12O6～2nC2H5OH 162n 92n 100 kg 56.8 kg 即答案为56.8. [答案] (1)增大反应物的接触面积或加快 反应速率或使反应充分进行 (2)碘(I2)或碘酒 (3)C (4)制饮料、制干冰、制纯碱、制碳酸钙 等任选2个
第十五章糖类
二羟丙酮第十和五甘章糖油类醛的Fischer投影结构式
果糖的对应异构体
第十五章糖类
更多的立体化学
在各种旋光异构体之中，互为镜像的一对异构体称 为对映异构体；
一个或一个以上的手性C原子构型相反，但并不呈镜 像关系的一对异构体称为非对映异构体；
只有一个手性C原子的构型不同的一对异构体称为差 向异构体，如D-葡萄糖与D-甘露糖，D-葡萄糖与D半乳糖就互为差向异构体。
第十五章糖类
第十五葡章糖萄类糖的差向异构体
需要熟悉的结构
葡萄糖： 是一种标准的六碳糖 半乳糖： 是葡萄糖的差向异构体 甘露糖： 是葡萄糖的差向异构体 核糖： 是一种标准的五碳糖 阿拉伯糖：是核糖的差向异构体 木糖： 是核糖的差向异构体 果糖： 是葡萄糖的酮糖形式
第十五章糖类
单糖的环状结构与异头体
第十五章糖类
单糖
单糖已不能再水解成更简单的糖单位。根 据碳原子的数目，可将单糖分为丙糖、丁 糖、戊糖、己糖和庚糖等。
根据各单糖的化学结构，丙糖以外的单糖 可看成是由丙糖衍生而来的，其中醛糖衍 生于甘油醛，酮糖衍生于二羟丙酮
第十五章糖类
常见的单糖或衍生物的名称和缩写
第十五章糖类
单糖的立体化学
第十五章糖类
葡萄糖第的十五椅章式糖类构象和船式构象
单糖的衍生物
在特定的酶催化下，单糖在体内可进行各种修饰反应 而形成一系列衍生物。常见的衍生物包括：氨基糖； 氧化糖；脱氧糖；糖醇；糖苷。
第十五章糖类
单糖的反应性质
第十五章糖类
D-葡萄糖和D-半乳糖的变旋
第十五章糖类
酮糖和醛糖的互变 第十五章葡糖类萄糖的还原
最简单的单糖是丙糖，包括甘油醛和二羟丙酮。其中 甘油醛含有1个手性C原子，因此具有对映异构体。在 甘油醛的Fischer投影结构式中，醛基画在最上方，羟 基位于左侧的甘油醛定为L-型，羟基位于右侧的甘油 醛定为D-型。
《细胞中的糖类和脂质》教案
《细胞中的糖类和脂质》教案第一章：糖类的概念与分类1.1 糖类的定义1.2 糖类的组成元素1.3 糖类的分类1.4 糖类的生物学功能第二章：糖类的代谢途径2.1 单糖的代谢途径2.2 二糖的代谢途径2.3 多糖的代谢途径2.4 糖类代谢与能量供应第三章：脂质的概念与分类3.1 脂质的基本概念3.2 脂质的组成元素3.3 脂质的分类3.4 脂质的生物学功能第四章：脂肪的代谢途径4.1 脂肪的消化与吸收4.2 脂肪的合成与储存4.3 脂肪的分解与利用4.4 脂肪代谢与能量供应第五章：磷脂与固醇的代谢途径5.1 磷脂的代谢途径5.2 固醇的代谢途径5.3 磷脂与固醇的生物学功能5.4 磷脂与固醇代谢与细胞功能第六章：糖蛋白与糖脂的功能6.1 糖蛋白的组成与结构6.2 糖蛋白的生物学功能6.3 糖脂的结构与功能6.4 糖蛋白与糖脂在细胞信号传导中的作用第七章：糖酵解过程7.1 糖酵解的途径与步骤7.2 糖酵解的关键酶7.3 糖酵解的生物学意义7.4 糖酵解与细胞代谢的关系第八章：柠檬酸循环（三羧酸循环）8.1 柠檬酸循环的反应步骤8.2 柠檬酸循环的关键酶8.3 柠檬酸循环的生物学意义8.4 柠檬酸循环与能量供应第九章：氧化磷酸化与电子传递链9.1 氧化磷酸化的反应过程9.2 电子传递链的组成与功能9.3 氧化磷酸化与能量供应9.4 氧化磷酸化与细胞代谢调控第十章：脂质信号传导10.1 脂质信号传导的基本概念10.2 脂质信号传导的主要途径10.3 脂质信号传导的生物学功能10.4 脂质信号传导与细胞代谢调控第十一章：糖类的生物合成与降解11.1 糖类的生物合成途径11.2 糖类的降解途径11.3 糖类的合成与降解在代谢调控中的作用11.4 糖类的合成与降解与疾病的关系第十二章：脂质代谢的调控12.1 脂质代谢的激素调控12.2 脂质代谢的信号传导调控12.3 脂质代谢的基因表达调控12.4 脂质代谢的调控与疾病的关系第十三章：糖类与脂质在疾病中的作用13.1 糖类与脂质在肿瘤中的作用13.2 糖类与脂质在炎症中的作用13.3 糖类与脂质在神经退行性疾病中的作用13.4 糖类与脂质在其他疾病中的作用第十四章：糖类与脂质的研究方法14.1 糖类与脂质分析的常用方法14.2 糖类与脂质检测的技术手段14.3 糖类与脂质研究的模型构建14.4 糖类与脂质研究的前沿技术第十五章：糖类与脂质在生物工程中的应用15.1 糖类在生物制药中的应用15.2 脂质在生物制药中的应用15.3 糖类与脂质在生物材料中的应用15.4 糖类与脂质在其他生物工程领域的应用重点和难点解析重点：1. 糖类和脂质的基本概念、分类和组成元素；2. 糖类和脂质的生物学功能；3. 糖类和脂质的代谢途径，包括糖酵解、柠檬酸循环、氧化磷酸化和电子传递链；4. 糖类和脂质的信号传导，包括糖蛋白与糖脂的功能以及脂质信号传导；5. 糖类和脂质在疾病中的作用；6. 糖类和脂质的研究方法，包括分析方法、检测技术手段和模型构建；7. 糖类和脂质在生物工程中的应用。
糖类
单糖的构型及开链结构
以葡萄糖为例: (C6H12O6)
CHO
H OH HO H
H OH H OH
CH2OH
单糖的构型仍沿用D/L 构型标记法，这种方法只考 虑与羰基相距最远的一个手 性碳原子的构型。
根据与羰基相距最远的 那个手性碳原子上的羟基在
2,3,4,5,6-五羟基己醛 右边的为D-构型；羟基在左
CH2OH
HH
O
OH H
H O
CH2OH
O
H OH H
苷羟基 CH-OH
HO H
H OH
H OH
纤维二糖
HO HO
OH O
OH
O HO
OH O OH OH
(+)-纤维二糖
以-1,4-糖苷键组成的双糖，全名 为4-O-(-吡喃葡萄糖基)-D-吡喃葡萄 糖。
成苷反应只能发生在糖的半缩醛 （酮）羟基，所以半缩醛（酮）羟基也 称苷羟基。
糖苷中无半缩醛（酮）羟基，在溶 液中不能转变为开链结构，即不可能有 醛（酮）基，所以糖苷无还原性，也不 能通过开链发生、两种结构的互变， 即没有变旋光现象。
2、单糖在弱碱溶液中的互变异构反 应——差向异构化
在弱碱作用下，D-葡萄糖、D-果糖、 D-甘露糖三者可通过烯醇式相互转化。
核苷酸（成苷、成酯后）为核酸的单体。
N
OOO
NOH
HO-P~HO-P~HO-PH-O CH2 O
OH OH OH H H
H
H
OH OH
NH2 N
N
第二节
双糖和多糖
disaccharide and polysaccharide
双糖（disaccharide）
15第十五章 糖类
《有机化学》教学课件 有机化学》
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三 单糖物理性质 物态:具有甜味结晶性物质. 物态:具有甜味结晶性物质. 溶解性:易溶于水,难溶于有机溶剂. 溶解性:易溶于水,难溶于有机溶剂. 单糖具有变旋光现象. 单糖具有变旋光现象. 四 单糖化学性质
《有机化学》教学课件 有机化学》
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差向异构化(碱性条件) 1 差向异构化(碱性条件) a
3
O
OH OH
O
HO OH OH
α-D-吡喃型葡萄糖
β-D-吡喃型葡萄糖
β-D-吡喃型葡萄糖的椅式构象中,所有大基团都位于平伏 吡喃型葡萄糖的椅式构象中, 键上, 吡喃型葡萄糖的椅式构象中, 键上,α-D-吡喃型葡萄糖的椅式构象中,半缩醛羟基位于 直立键上,原子间的非键排斥作用较强,所以β 直立键上,原子间的非键排斥作用较强,所以β-D-葡萄糖 更稳定,是优势构象,因此,平衡混合物中, 更稳定,是优势构象,因此,平衡混合物中, β-D-葡萄糖 含量高. 含量高.
CHO H OH + 3H NNHph 2 H OH R CH=NNHph C=NNHph H OH R
CHO OH HO
OH OH C H 2O H
HO HO OH OH C H 2O H
黄色 结晶
说明: 说明: 1,鉴别糖 2,只发生在 C1~C2上 C (确定构型) 确定构型)
HO C H 2O H O
COONH4 Ag ↓ + 银镜
Ag(NH3)+2
CHO
Cu(OH)2 (
COO- +Cu2O↓ ↓ 砖红色 CH2OH
CH2OH 非还原糖: 不能…. 非还原糖: 不能 .
CH2OH
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
第15章糖的生理意义
第十五章糖类的生理意义引言糖类普遍存在于动、植物中，它们参加物质代谢，提供能量，此外还是结构的成分。
植物通过光合作用由CO2和H2O合成葡萄糖，并以淀粉的形式储存，或者转变成纤维素组成植物骨架。
虽然，动物可将蛋白质和脂肪转变成糖，但是大部分糖仍主要由植物提供。
生物医学重要性了解具有重要生理功能糖的结构和特征，有利于理解它们在哺乳动物体内的作用。
葡萄糖是体内最重要的糖，食物中的糖主要以葡萄糖的形式吸收入血，在肝脏中进行转变或在体内形成其它糖。
葡萄糖是哺乳动物（反刍动物除外）组织的主要能量来源，也是胎儿唯一的能量来源。
葡萄糖还可以转变为具有特殊功能的其它糖，例如糖原——糖的储存形式、核糖——核酸的组成成分和半乳糖——乳汁中乳糖的成分，它也是一些复合脂中的成分，还可与蛋白质结合形成糖蛋白和蛋白聚糖。
与糖类有关的疾病有：糖尿病、半乳糖血症、糖原积累症和乳糖不耐症。
糖类是多元醇的醛或酮衍生物糖的分类如下：（1）单糖是那些不能再水解为更小单位的糖。
根据单糖分子含有的碳原子数，又可进一步分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖或辛糖。
根据单糖含有醛基或酮基，还可将它们分为醛糖或酮糖。
表15-1列举了某些单糖的例子。
表15-1 重要糖的分类醛糖酮糖丙糖（C3H6O3）甘油醛二羟丙酮丁糖（C4H8O4）赤藓糖赤藓酮糖戊糖（C5H10O5）核糖核酮糖己糖（C6H12O6）葡萄糖果糖（2）双糖在水解时可产生2分子单糖，例如：麦芽糖可产生2分子葡萄糖，蔗糖可产生1分子葡萄糖和1分子果糖。
（3）寡糖水解后产生2~10个单糖，如麦芽三糖。
（4）多糖水解后可产生10个以上单糖分子，例如：淀粉和糊精；它们可以呈线状或分支状。
根据这些多糖水解后产生的单糖是己糖或是戊糖，有时称它们为己多糖或戊多糖。
葡萄糖是生物医学中最重要的单糖葡萄糖结构有三种表示方式。
直链结构式（己醛糖，图15-1A）能说明葡萄糖的某些特性；环状结构从热力学角度来讲比较稳定，它可说明葡萄糖其他的化学特性。
第十五章糖类化合物
CHO CH2OH
(+)- 葡萄糖 (glucose,G)
(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛
CH2OH CO
CO
CH2OH
(-)-果糖 (fructose,F)
(-)-果糖C3以下各手性碳原子的构型 与(＋)-葡萄糖的完全一样。
CHO
CH2OH 核糖
CHO
H
HH
H
CH2OH 2-脱氧核糖
“碳水化合物”(carbohydrates) 定义： 多羟基醛、多羟基酮及其缩合物。
糖类据其能否水解及水解后生成分子数的多 少，可分为3类： ➢ 单糖(monosaccharides) 果糖和葡萄糖等 ➢ 低聚糖或寡糖(oligosaccharides) 蔗糖、麦芽糖、 纤维二糖、环糊精等
➢ 多糖(polysaccharides)-水解后生成10个分子以 上单糖, 淀粉、糖原、纤维素
（二）单糖的相对构型
糖类的相对构型是由编号最大的手性碳原子 的构型所决定的。
CHO
CHO
...... ......
H * OH
CH2OH
D-型糖
HO * H
CH2OH
L-型糖
如：
*
*
CH2OH
CH2OH
D-(＋)-葡萄糖 L-(—)-葡萄糖
L-阿洛糖 D-阿洛糖 L-阿卓糖 D-阿卓糖 L-葡萄糖 D-葡萄糖 L-甘露糖 D-甘露糖
2. 与溴水的反应——区别酮糖和醛糖
溴水能氧化醛糖而不能氧化酮糖；因为溴水是酸 性试剂，酮糖因不发生差向异构化而不被氧化。
3. 与硝酸的反应 稀硝酸能把醛糖氧化成糖二酸
CHO
溴水
稀 HNO3
第十五章 糖类
自然界 存在的 单糖多 为 D-型 糖
• 18世纪末，20世纪初，费歇尔(Fischer)首先 对糖进行了系统的研究，确定了葡萄糖的结构。 • 十六个己醛糖都经合成得到，其中十二个是费 歇尔一个人取得的(于1890年完成合成)。所以 费歇尔被誉为“糖化学之父”。也因而获得了 1902年的诺贝尔化学奖。(38岁出成果，50岁 获诺贝尔化学奖)
•β构型——生成的半缩醛羟基与决定单 糖构型的羟基在不同的两侧。
H C
OH O CH 2OH α 型 37% 112°
H C HO
O OH OH OH CH 2OH 开链式 0.1% 52°
HO
H C O CH 2OH β 型 63% 19°
三、环状结构的哈沃斯 (Haworth)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。 P336
自然界中存在的碳水化合物都具有旋 光性，并且一对对映体中只有一个异构体 天然存在。
Biological Functions
生命体(特别是动物)的主要能量来源；构 成植物的支撑组织；为其他有机分子的生物 合成提供原料。
C and O Cycle in Nature Photosynthesis
Capture the Sun's Energy
CO2 + H2O Respiration
Carbohydrates + O2
Release the Chemical Energy
Classifications(分类)
Saccharide(糖类)
Monosaccharide(单糖) Oligosaccharide(低聚糖) Disaccharide other Polysaccharide(多糖) Starch
第十五章 糖类化合物 - 复制
D-葡萄糖 葡萄糖
烯二醇
CH2OH O HO H H OH H OH CH2OH
D-甘露糖 甘露糖
D-果糖 果糖
(三) 成脎反应（不做要求） 三 成脎反应（不做要求） 醛糖或酮糖可与过量苯肼反应生成二苯腙， 醛糖或酮糖可与过量苯肼反应生成二苯腙 ， 糖的 二苯腙称做糖脎(Osazone)——黄色晶体 二苯腙称做糖脎
(二) 在稀碱溶液中的异构化反应 二 用稀碱处理D-葡萄糖 葡萄糖、 果糖或 果糖或D-甘露糖中的任何 用稀碱处理 葡萄糖、D-果糖或 甘露糖中的任何 一种，都将得到这3种糖的混合物 种糖的混合物。 一种，都将得到这 种糖的混合物。
H C H HO H H OH H OH OH CH2OH O H C C OH HO H H OH H OH CH2OH OH H C HO HO H H H H OH OH CH2OH O
D− 果糖在溶液中 ， 既可生成 α 和 β 两种 吡喃 − 果糖在溶液中， 既可生成α 两种吡喃 果糖，也可生成α 两种呋喃型糖 呋喃型糖. 型果糖，也可生成α和β两种呋喃型糖.
请写出D-核糖及D-2-脱氧核糖的Haworth式.
CHO H———OH H———OH H———OH CH2OH
DD-核糖
CH2OH C O C O
CH2OH
(-)- 果糖 (fructose,F)
(-)-果糖 3以下各手性碳原子的构型 果糖C 果糖 葡萄糖的完全一样。 与(＋)-葡萄糖的完全一样。 ＋ 葡萄糖的完全一样
CH2OH C O HO C H H C OH H C OH CH2OH
CH2OH C O H C OH HO C H H C OH CH2OH
CH2OH C O H C OH H C OH CH2OH
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肽聚糖的结构
糖缀合物
糖缀合物是指糖与非糖物质以共价键相连的复 合物。根据非糖物质的本质，糖缀合物可以分 为糖脂和糖蛋白两类。 糖蛋白和蛋白聚糖 糖脂
几种蛋白聚糖的性质和功能
细胞膜上多配体蛋白聚糖的结构
糖蛋白中寡糖基与蛋白质之间的连接方式
N-型糖蛋白外围寡糖的三种类型
直链淀粉和支链淀粉的化学结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
淀粉的碘反应
右旋糖酐
是一种主要以α-1,6糖苷键相连的分支多糖，通常存 在于酵母和细菌中，其重复的二糖单位主要是异麦 芽糖，分支点可能是1→2,1→3或1→4糖苷键。生 长在牙齿表面的细菌产生的右旋糖酐是牙菌斑或菌 斑的重要成分。细菌产生的右旋糖酐经常在实验室 中被用作层析柱的支持介质.
寡糖
也称为低聚糖，由2～10个单糖分子缩合并以糖苷 键相连。在寡糖分子之中，含有自由的异头体C的 一端称为还原端，异头体C参与形成糖苷键的一端 称为非还原端。 在书写寡糖的序列时，非还原端写在左边，还原端 写在右边，需要标明各单糖单位的名称、构型、相 互间的连接方式和异头体的构型。
常见二糖的名称、结构、来源和生理功能
单糖
单糖已不能再水解成更简单的糖单位。根 据碳原子的数目，可将单糖分为丙糖、丁 糖、戊糖、己糖和庚糖等。 根据各单糖的化学结构，丙糖以外的单糖 可看成是由丙糖衍生而来的，其中醛糖衍 生于甘油醛，酮糖衍生于二羟丙酮
常见的单糖或衍生物的名称和缩写
单糖的立体化学
最简单的单糖是丙糖，包括甘油醛和二羟丙酮。其中 甘油醛含有1个手性C原子，因此具有对映异构体。在 甘油醛的Fischer投影结构式中，醛基画在最上方，羟 基位于左侧的甘油醛定为L-型，羟基位于右侧的甘油 醛定为D-型。 在各单糖的Fischer投影结构式之中，将编号最高的手 性C原子（距离羰基最远的手性C原子）与甘油醛上的 手性C原子进行比较，与D-型甘油醛一致的单糖就是 D-型单糖，反之就是L-单糖。D型和L型并不能告诉我 们一种单糖本身的旋光方向。
成脎与成苷反应
糖类的呈色反应
Molish反应。糖类化合物与α-萘酚/乙醇在试管中 混合，摇匀后沿管壁滴加浓硫酸，在两液面交界 处出现紫红色环，此反应称为Molish反应。使用 此反应，可以将糖类与非糖类化合物区分开。 Seliwanoff反应。糖类化合物与浓酸作用后再与间 苯二酚反应，若是酮糖就显鲜红色，若是醛糖就 显淡红色，这种反应称为Seliwanoff反应。根据此 反应可鉴别酮糖和醛糖。 间苯三酚反应。戊糖与间苯三酚/浓盐酸反应生成 朱红色物质，其他单糖与间苯三酚/浓盐酸生成黄 色物质；此外，戊糖还可以和甲基间苯二酚即地 衣酚/浓盐酸反应，生成蓝绿色物质。利用这两个 反应可以将戊糖和其他单糖区分开来。
二羟丙酮和甘油醛的Fischer投影结构式
果糖的对应异构体
更多的立体化学
在各种旋光异构体之中，互为镜像的一对异构体称 为对映异构体； 一个或一个以上的手性C原子构型相反，但并不呈镜 像关系的一对异构体称为非对映异构体； 只有一个手性C原子的构型不同的一对异构体称为差 向异构体，如D-葡萄糖与D-甘露糖，D-葡萄糖与D半乳糖就互为差向异构体。
葡萄糖的差向异构体
需要熟悉的结构
葡萄糖： 是一种标准的六碳糖 半乳糖： 是葡萄糖的差向异构体 甘露糖： 是葡萄糖的差向异构体 核糖： 是一种标准的五碳糖 阿拉伯糖：是核糖的差向异构体 木糖： 是核糖的差向异构体 果糖： 是葡萄糖的酮糖形式
单糖的环状结构与异头体
醇羟基很容易与醛或酮形成半缩醛或半缩酮。 直链的单糖分子在分子内也能够发生类似的反应，形成 环状结构，其中醛糖环化形成环式半缩醛，酮糖环化形 成环式半缩酮。 在单糖由直链变成环状结构以后，原来的羰基C便成为 一个新手性中心，从而产生α和β两种异构体。这种在半 缩醛C上形成的差向异构体称为异头体，新出现的手性C 称为异头体C。半缩醛羟基与编号最高的手性C原子上的 羟基具有相同取向的异头体称为α异头体，反之就称为β 异头体。由于β异头体比α异头体稳定，因此在葡萄糖溶 液之中，β-D-葡萄糖要比α-D-葡萄糖多。
常见二糖的名称和结构
多糖
由多个单糖分子缩合而成，其中由相同的单糖分子组成的多 糖称为同多糖，含有不同种单糖单位的多糖称为杂多糖。多 糖中最常见的单糖是D-葡萄糖，某些单糖的衍生物也出现在 某些多糖分子之中。 单糖单位之间的连接方式即糖苷键的类型直接与多糖的机械 强度和溶解性质有关。往往以α-1,4糖苷键相连的多糖比较软 ，在水里有一定的溶解度，而以β-1,4糖苷键相连的多糖比较 硬，不溶于水。 与蛋白质不同，组成多糖的单糖单位的数目不是固定的，因 此，多糖无确定的相对分子质量。与单糖相比，多糖无变旋 现象和还原性，无甜味。 按照功能的不同，多糖可分为贮能多糖和结构多糖
常见多糖的结构和性质
β-1,4的连接方式最 稳定的构象是葡萄 糖单位沿着链交替 翻转180°,于是纤维 素链采取的是一种 完全伸展的带状构 象。每一条纤维素 链除了有链内氢键 以外，还与周围的 纤维素链形成链间 氢键，这就赋予纤 维素一定的强度
纤维素的构象
糖胺聚糖（GAG）
糖胺聚糖也叫粘多糖，主要参与细胞外功能，是由 多个重复的二糖单位组成的无分支的杂多糖，通常 与核心蛋白以共价键相连构成蛋白聚糖。在体内占 据很大的空间，形成水合的胶状物。
葡萄糖的椅式构象和船式构象
单糖的衍生物
在特定的酶催化下，单糖在体内可进行各种修饰反应 而形成一系列衍生物。常见的衍生物包括：氨基糖； 氧化糖；脱氧糖；糖醇；糖苷。
单糖的反应性质
D-葡萄糖和D-半乳糖的变旋
酮糖和醛糖的互变
葡萄糖的还原
碱性条件的弱氧化
强酸对糖类的氧化
葡萄糖在酶催化下的氧化
第十五章 糖类
提纲
一、单糖
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 单糖的命名和缩写 单糖的旋光异构 单糖的环状结构和异头物 单糖的构象 单糖的衍生物 单糖的性质 几种生化上重要的单糖
二、寡糖 三、多糖
1. 贮能多糖 2. 结构多糖 3. 糖缀合物
糖类的命名
糖类也称为碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基 酮以及它们的缩合物和某些衍生物。含有醛基的 糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。根据聚合 度的不同，糖类可以分为单糖、寡糖和多糖。
缩醛和缩酮反应
吡喃葡萄糖和呋喃果糖
Harworth式环状单糖结构的写法
D-葡萄糖的异头体结构
单糖的构象
以葡萄糖为例，其半缩醛环上的C-O-C键角为 111º ，与环己烷的键角（109º ）相近，故葡萄糖 的吡喃环和环己烷环相似，也有椅式构象和船式 构象，其中椅式构象使各单键的扭张强度降低到 最小因而较稳定。在两种椅式结构之中，I型上的 -OH和-CH2OH这两种较大的基团均为平伏键，所 以在热力学上I型比II型稳定。
糖胺聚糖的结构和性质
肽聚糖
又称粘肽，是细菌细胞壁中的一种特殊成分。它 由N-乙酰葡萄糖胺（NAG）、N-乙酰胞壁酸（ NAM）以及短肽等构成。NAG和NAM两种氨基糖 经β-1,4糖苷键连接，间隔排列形成聚糖骨架，短 肽则靠肽键连接在聚糖骨架的NAM上；相邻的肽 链之间再由肽桥或肽链联系起来，组成一个机械 性很强的网状结构。不同种类的细菌，组成肽聚 糖的聚糖骨架相同，但短肽的组成和相邻短肽间 的联结方式不同。如金黄色葡萄球菌的短肽由LGlu、D-Glu、L-Lys和D-Ala组成。肽聚糖分子之 间可以通过五聚甘氨酸桥共价相连形成一种复杂 的网格结构。
贮能多糖
常见的贮能多糖有淀粉、糖原和右旋糖酐。这三 类多糖的基本组成单位都是D-葡萄糖，因此都属 于同多糖。
结构多糖
组成类似于贮能多糖，但是结构上的细微差 异导致性质上比较大的不同。 常见的结构多糖包括纤维素、几丁质和肽聚 糖等。
糖原、支链淀粉和纤维素的结构
淀粉
淀粉又分为直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀 粉只有α-1,4糖苷键，无分支，其重复的二糖单 位为麦芽糖，而支链淀粉既含有α-1,4糖苷键， 还有α-1,6糖苷键，其重复的二糖单位主要是麦 芽糖，还有少数异麦芽糖。 尽管直链淀粉在水中的溶解性很低，但它能在 水中形成胶束悬液。胶束中的多糖链采取螺旋 构象。碘能够插入到疏水螺旋的中间从而产生 蓝色。支链淀粉在水中也形成胶束结构，但碘 与其反应产生的是紫红色。