单糖寡糖和多糖
邢其毅《基础有机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(单糖、寡糖和多糖)
第21章单糖、寡糖和多糖21.1 复习笔记糖类化合物－般分为单糖（monosaccharide）及其衍生物、寡糖（oligosaccharide）、多糖（polysaccharide）三类。
一、单糖1．单糖的结构和命名（1）单糖的分类、链式结构和命名①单糖可以分为醛糖（aldose）和酮糖（ketose）两大类，含有醛基的单糖称为醛糖；含有酮基的单糖称为酮糖。
根据分子中碳原子数目分别称为丙醛糖、丙酮糖、丁醛糖、丁酮糖等。
例如：丙醛糖丙酮糖丁醛糖丁酮糖②单糖的链形结构常用Fischer投影式来表示。
规定：糖中的羰基必须位于投影式的上端，碳原子的编号从靠近羰基的－端开始。
也可将手性碳上的氢省去，或者将手性碳上的羟基、氢及碳氢键均省去。
③单糖可以分为D型系列和L型系列。
单糖可按系统命名法来命名，但普遍以它的来源来命名。
糖的旋光方向是由实验测知的，右旋为“+”，左旋为“ - ”。
例如：（2）葡萄糖的变旋现象、某些性质及环形结构①变旋现象（mutamerism）：－个有旋光的化合物，放入溶液中，它的旋光度逐渐变化，最后达到－个稳定的平衡值。
②羟基醛、羟基酮当其可以形成五元或六元环状半缩醛、半缩酮时，在成环和开链的平衡中通常都有利于成环。
例如：葡萄糖的平衡体系中，各种结构及所占的百分含量如图21—1所示：图21-1 葡萄糖在水溶液中的异构现象③糖的环形结构可以解释糖的变旋现象和某些性质。
a.只与一分子醇形成缩醛，成为糖苷。
b.葡萄糖不和NaHSO3反应，不能形成醛基与NaHSO3的加成物。
c.单糖在IR中没有羰基的伸缩振动，NMR中也没有醛基质子的吸收。
d.葡萄糖能与Fehling试剂、Tollens试剂、H2NOH、HCN、Br2-H2O等发生反应。
环形结构的书写：途径－：途径二：二、单糖的反应1.糖的递增反应使糖的碳链增长的反应。
常用的方法是Kiliani H（克利安尼）氰化增碳法。
具体的反应路线如下：它是由低级糖合成高一级糖的一种方法，既可用于合成，也可用于糖的结构测定。
生物化学糖名词解释
生物化学糖名词解释第一章糖1.单糖（monosaccharide）:不能被水解成更小分子的糖类。
2.寡糖（oligosaccharide）:水解生成2-19个单糖分子的糖类。
3.多糖（polysaccharide）:水解时产生20个以上单糖分子的糖类。
4.同多糖（homopolysaccharide）:水解时只产生一种单糖或单糖衍生物的糖类。
5.杂多糖（heteropolysaccharide）：水解时产生一种以上的单糖或/和单糖衍生物的糖类。
6.构型（configuration）:分子中由于原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的特定立体结构。
7.构象（conformation）：由于分子中的某个原子（基团）绕C-C单键旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。
8.旋光率（specific rotation）:单位浓度和单位长度下的旋光度。
9.对映体（diastereomer）:一个不对称碳原子的取代基在空间里的两种取向是物体与镜像关系，并且两者不能重叠的两种旋光异构体。
10.差向异构体（epimer）：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基团排列方式不同的非对映异构体。
11.不对称碳原子（asymmetric carbon atom）:与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳。
12.变旋现象（mutarotation）:在溶液中，糖的链状结构和环状结构（α、β）之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。
13.异头物（anomer）:单糖由支链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的差向异构化，这种羰基碳上形成的差向异构体称为异头手性中心，导致C1物。
14.异头碳（anomeric carbon）:在环状结构中，半缩醛碳原子称为异头碳。
15.糖苷（glycoside）：环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷。
第二章糖类化学
糖胺聚糖
杂多糖糖胺聚糖又称为氨基多糖， 杂多糖糖胺聚糖又称为氨基多糖，一 糖胺聚糖又称为氨基多糖 般由N-乙酰氨基己糖和糖醛酸聚合而成 乙酰氨基己糖和糖醛酸聚合而成。 般由 乙酰氨基己糖和糖醛酸聚合而成。 因其溶液具有较大粘性，故又称为粘多 因其溶液具有较大粘性，故又称为粘多 糖。 糖胺聚糖广泛分布于动物体内， 糖胺聚糖广泛分布于动物体内，是许 多结缔组织基质的重要成分， 多结缔组织基质的重要成分，腺体与粘 膜的分泌液、 膜的分泌液、血及尿等体液都含有少量 糖胺聚糖。 糖胺聚糖。
α 偏光平面发 生了旋转
盛液管
偏振光 Nicol棱晶 棱晶 光源 普通光
偏振光通过旋光性物质 时偏光平面发生的变化
物质能使偏光的振动面发生旋转的 旋光性； 性质叫物质的旋光性 性质叫物质的旋光性； 具有旋光性的物质叫旋光性或光活 具有旋光性的物质叫旋光性或 旋光性 性物质； 性物质； 旋光性物质使偏振光的偏振面旋转 的角度称为旋光度 旋光度; 的角度称为旋光度 规定用（ ） 规定用（+）表示偏振面顺时针旋 称为右旋 右旋（ 转，称为右旋（dextrotatory）； ） 用（-）表示偏振面逆时针旋转， ）表示偏振面逆时针旋转， 称为左旋 左旋（ 称为左旋（levorotatory）; ） 相应的物质称为右旋体 左旋体。 右旋体和 相应的物质称为右旋体和左旋体。
第三节 多糖 一、同多糖 二、杂多糖
多糖是一类高分子化 多糖是一类高分子化 合物，由许多单糖 合物， （或单糖衍生物）分 或单糖衍生物） 子之间脱水以糖苷键 相连而成。 相连而成。 多糖都与非糖物质构 复合糖。 成复合糖。
按照多糖的组成成分分为 同多糖（均多糖） 同多糖（均多糖） 杂多糖（异多糖） 杂多糖（异多糖）
平面偏振光 Nicol棱晶好象一个栅栏，只允 棱晶好象一个栅栏， 棱晶好象一个栅栏 许与棱晶晶轴相平行的平面内振 动的光通过， 动的光通过，而在其它平面内振 动的光线则被阻挡。 动的光线则被阻挡。 通过尼克尔棱晶后得到的只在一 个平面上振动的光叫平面偏振光 简称偏光。 简称偏光。
多糖的结构
多糖的结构一、多糖的概念多糖是由许多单糖分子通过糖苷键连接而成的大分子化合物。
它们是生物体内重要的能量来源，也是构成细胞壁、细胞膜和组织结构的重要成分。
多糖可以分为两类，即多糖和寡糖，其中多糖由许多单糖分子组成，而寡糖则由较少的单糖分子组成。
二、多糖的结构多糖的结构非常多样，可以是直链状、分枝状或环状。
这些结构的差异主要取决于单糖分子之间的连接方式和连接位置。
1. 直链状多糖直链状多糖是指单糖分子通过糖苷键直接连接在一起，形成一条直线。
这种结构通常具有较高的溶解度和可溶性，因为这种结构可以使水分子更容易与多糖分子相互作用。
直链状多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用。
2. 分枝状多糖分枝状多糖是指单糖分子通过糖苷键连接成主链，同时还有其他单糖分子通过糖苷键连接在主链上，形成分支结构。
这种结构使得多糖的空间结构更加复杂，增加了多糖的稳定性和生物活性。
分枝状多糖在生物体内具有重要的生物功能，例如细胞识别、细胞黏附和信号传导等。
3. 环状多糖环状多糖是指单糖分子通过糖苷键形成一个或多个环状结构。
这种结构使得多糖分子更加紧密和稳定。
环状多糖在生物体内广泛存在，例如淀粉和纤维素等。
它们在植物细胞壁中起着结构支持的作用。
三、多糖的功能多糖在生物体内具有多种功能，包括能量储存、结构支持、细胞识别、细胞黏附和信号传导等。
1. 能量储存多糖是生物体内重要的能量来源。
例如，淀粉是植物细胞中的能量储存物质，动物体内的糖原也是通过多糖形式储存的能量。
2. 结构支持多糖可以构成细胞壁、细胞膜和组织结构的重要成分，起到支持和保护细胞的作用。
例如，纤维素是植物细胞壁的主要组成部分，赋予植物细胞结构稳定性。
3. 细胞识别多糖具有特异的生物学活性，可以与细胞膜上的受体结合，以实现细胞间的相互识别。
这对于细胞的正常功能和生物体的正常发育至关重要。
4. 细胞黏附多糖可以通过与细胞表面的特定受体结合，促进细胞的黏附和聚集。
这对于细胞间的相互作用和组织形成至关重要。
单糖、寡糖 、多糖检测标准
单糖、寡糖、多糖检测标准单糖、寡糖、多糖是生物化学中常见的三种碳水化合物，它们在生命活动中发挥着重要的作用。
为了检测这些糖类，科学家们制定了一系列的检测标准。
单糖检测标准：单糖是由一个单糖分子组成的碳水化合物，如葡萄糖、果糖、半乳糖等。
单糖的检测方法主要包括光学方法和色谱法。
光学方法是指通过光谱技术来检测单糖的含量。
这种方法可以直接测定单糖的含量，但是需要使用昂贵的仪器，并且需要对样品进行前处理。
色谱法是指通过色谱技术来检测单糖的含量。
这种方法需要将样品进行分离，然后通过色谱柱分离出单糖，并通过检测器进行检测。
这种方法可以快速、准确地检测单糖的含量，但是需要使用昂贵的仪器。
寡糖检测标准：寡糖是由2-10个单糖分子组成的碳水化合物，如低聚果糖、低聚半乳糖等。
寡糖的检测方法主要包括酶法和色谱法。
酶法是指通过酶反应来检测寡糖的含量。
这种方法需要使用特定的酶来将寡糖分解成单糖，然后通过光谱或色谱来检测单糖的含量。
这种方法可以快速、准确地检测寡糖的含量，但是需要使用昂贵的酶和仪器。
色谱法是指通过色谱技术来检测寡糖的含量。
这种方法需要将样品进行分离，然后通过色谱柱分离出寡糖，并通过检测器进行检测。
这种方法可以快速、准确地检测寡糖的含量，但是需要使用昂贵的仪器。
多糖检测标准：多糖是由10个以上单糖分子组成的碳水化合物，如淀粉、纤维素等。
多糖的检测方法主要包括酶法、色谱法和质谱法。
酶法是指通过酶反应来检测多糖的含量。
这种方法需要使用特定的酶来将多糖分解成单糖，然后通过光谱或色谱来检测单糖的含量。
这种方法可以快速、准确地检测多糖的含量，但是需要使用昂贵的酶和仪器。
色谱法是指通过色谱技术来检测多糖的含量。
这种方法需要将样品进行分离，然后通过色谱柱分离出多糖，并通过检测器进行检测。
这种方法可以快速、准确地检测多糖的含量，但是需要使用昂贵的仪器。
质谱法是指通过质谱技术来检测多糖的含量。
这种方法需要将样品进行分离，然后通过质谱仪对样品进行分析。
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。
生物化学 糖类
.
结构：
蔗糖分子是由葡萄糖残基和果糖残基通过两个异头 碳连接而成。糖苷键类型为α（1-2）糖苷键。
其正规全称为O-α-D-吡喃葡糖基-（1-2）-β-D-呋 喃果糖，可简写为：Glc（α1-β2）Fru
现象，不能还原Fehling试剂等。 • 糖苷对碱溶液稳定，但易被酸水解成原来的糖和配
基。
.
三、重要的单糖和单糖衍生物 P22
1．丙糖（三碳糖） D-甘油醛和二羟丙酮
所有的单糖都是由D-甘油醛和二羟丙酮派生而来。 二羟丙酮无光学活性，甘油醛是具有光学活性的最
简单的单糖，常被用作确定生物分子DL构型的标准 物。 它们的磷酸酯甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸是糖酵 解的重要中间物。
.
2．糖的分类
（1）根据分子中含醛基还是酮基可分为醛糖和酮糖 （2）根据分子中所含的碳原子数目（3-7）可分为丙
糖，丁糖，戊糖、己糖和庚糖，其中，丙糖(甘 油醛和二羟丙酮) 是最简单的糖类； （3）根据糖的结构单元数目多少分为单糖、寡糖和 多糖
.
单糖：不能被水解成更小分子的糖类； 寡糖：水解时产生2-6个单糖分子的糖类，如双糖、
物存在。 结构：由两分子葡萄糖通过α（1-4）糖苷键连接
而成。
其正规全称为，O-α-D-吡喃葡糖基-（1-4）-β-D吡喃葡糖，可简写为，Glcα（1-4）Glc。
.
性质：
麦芽糖分子中存在游离的半缩醛羟基，因此具有还 原性，有变旋现象。
食品工业中麦芽糖用作膨松剂，防止烘烤食物干瘪 ，以及用作冷冻食品的填充剂和稳定剂。
.
2．丁糖（四碳糖） D-赤藓糖是戊糖磷酸途径的重要中间物 D-赤藓酮糖是联系D系酮糖立体化学的重要一员。
生物化学原理——糖
糖糖分为单糖、寡糖和多糖。
单糖，从化学结构看是多羟基的醛或酮。
例如最丰富的六碳糖葡萄糖，寡糖是少量单糖的聚合物，如常见的二糖麦芽糖、乳糖、蔗糖等。
多糖是一般指的是单糖数目在20个以上的单糖聚合物，包括同多糖和杂多糖。
如果糖链共价结合一个肽链、蛋白质或脂，则形成肽多糖、蛋白多糖、糖蛋白或糖脂。
单糖单糖是多羟基的醛或酮，分为醛糖和酮糖。
最小的单糖是三碳糖，即含有3个碳原子的糖，也称为丙糖。
含4、5、6、7个碳原子的糖则分别称为丁糖、戊糖、己糖和庚糖。
三碳醛糖称之甘油醛，甘油醛是个手性分子，分子中的C-2是个不对称碳。
三碳酮糖称为二羟丙酮，它没有不对称碳，是个非手性分子。
其它所有单糖都可以看作是甘油醛和二羟丙酮这两个单糖的碳链的加长，都是手性分子。
羟基左侧为L型，右侧为D型。
将H-C-OH或OH-C-H插入到甘油醛C1和C2之间，可生成D-赤藓糖或 D-苏糖。
依此类推，可生成五碳醛糖或六碳醛糖。
象醛糖那样，也可以将将H-C-OH或OH-C-H插入到C1和C2之间，分别生成相应的多一个碳的酮糖。
但同样数目碳的酮糖比醛糖的手性碳数少，例如酮丁糖有D-赤藓酮糖和L-赤藓酮糖，而醛丁糖则有4个立体异构体醛可与醇先形成半缩醛，形成的半缩醛再结合一个醇可以形成缩醛。
同样，酮也可以经两步反应形成缩酮。
从葡萄糖Fisher投影式看，葡萄糖是个醛，与醇应当可发生缩醛反应，但却只能与一分子醇反应。
研究发现葡萄糖C-1的醛基与C-5的羟基发生分子内反应形成环状结构的衍生物，称为半缩醛。
由于成环，羰基碳（ C -1）变成了不对称碳（称为异头碳），由此产生了α和β两个立体异构体（分别称为α异头物和β异头物）。
α-构型中OH位于异头碳右侧，β -构型中OH位于异头碳左侧。
环化的醛糖或酮糖可以呈现两种异头构型中的一种，即α-或β-构型。
α-构型和β-构型之间的转换就是变旋现象。
在溶液中，有能力形成环结构的醛糖和酮糖，不同环式和开链形式处于平衡中。
糖类生物知识点总结
糖类生物知识点总结糖类的分类糖类可分为单糖、双糖、多糖三大类。
1. 单糖单糖是由一个分子组成的简单糖，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
单糖的通式为（CH2O）n，n为3~7。
单糖有两种旋光型，即右旋型和左旋型。
常见的单糖有葡萄糖（右旋）、果糖（左旋）、半乳糖（右旋）等。
2. 双糖双糖是由两个单糖分子经缩合反应形成的二糖，包括蔗糖、乳糖、麦芽糖等。
双糖的结构是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成。
其中，蔗糖由葡萄糖和果糖缩合而成，乳糖由葡萄糖和半乳糖缩合而成。
3. 多糖多糖是由多个单糖或双糖分子组成的聚合物，包括淀粉、糖原、纤维素等。
多糖在生物体内主要作为能量储备物质或结构材料存在。
其中，淀粉是植物体内的主要能量储备物质，糖原是动物体内的主要能量储备物质，纤维素是植物细胞壁的重要成分。
糖类的生物合成糖类在生物体内的合成过程主要包括糖异生和糖原生。
1. 糖异生糖异生是指从非糖源物质合成糖类的生物合成途径。
在植物体内，光合作用是最主要的糖异生途径，通过光合作用中的光合磷酸化和光合醛反应，植物可以将二氧化碳和水转化为葡萄糖等糖类物质。
在动物体内，糖异生是通过糖异生途径，包括糖异生途径和异糖异生途径，将非糖源物质如脂肪酸、蛋白质等转化为糖类。
2. 糖原生糖原生是指从糖源物质合成糖类的生物合成途径。
植物体内的糖原生是通过糖原生酶，将葡萄糖转化为淀粉或纤维素等多糖物质；动物体内，则是通过糖原生酶，将葡萄糖合成为糖原。
糖类的生理作用糖类在生物体内具有多种生理作用，主要包括能量来源、碳源、结构材料等方面。
1. 能量来源糖类是生物体内主要的能量来源之一。
生物体在代谢过程中，通过糖类的有氧呼吸和乳酸发酵，将糖类分解为能量和二氧化碳，供给细胞代谢活动。
葡萄糖是细胞内主要的能量物质，通过糖酵解途径，葡萄糖可以产生大量的ATP（三磷酸腺苷）分子，为细胞提供能量。
2. 碳源糖类也是生物体内重要的碳源物质。
在细胞分裂和生长发育过程中，糖类是细胞分裂和细胞壁合成的重要原料。
糖的结构性质-以葡萄糖、果糖、阿洛酮糖、塔格糖为例
目录糖的结构性质 (2)一、定义 (2)二、甘油醛 (2)三、三碳糖到六碳糖的衍生路径 (3)四、单糖 (5)1、葡萄糖 (5)2、果糖 (12)3、阿洛酮糖 (14)4、塔格糖 (16)五、寡糖（低聚糖） (19)1、二糖 (19)2、三糖 (20)3、四糖 (21)六、多糖 (21)1、贮能多糖 (21)2、结构多糖 (22)糖的结构性质——以葡萄糖、果糖、阿洛酮糖、塔格糖为例一、定义(1)糖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。
根据聚合度不同可以分为单糖、寡糖和多糖。
(2)单糖：已不能再水解成更简单的糖单位，根据碳原子数目，可将单糖分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖等。
(3)寡糖：亦称低聚糖，由2～10个单糖分子缩合而成。
(4)多糖：由多个单糖分子缩合而成的糖，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。
二、甘油醛DL标记法是人为的以甘油醛作为标准建立起来的一套命名方法,当时以羟基在右边的规定为右旋，其他化合物是看由甘油醛如何转化过来再根据原来对应得甘油醛来规定D和L的,需要指出的是DL是人为规定的,和左右旋没有必然联系,倒底是左旋还是右旋要靠实验来测。
三、三碳糖到六碳糖的衍生路径分为醛糖和酮糖两种途径四、单糖1、葡萄糖葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖。
分子式：C6H12O6，分子量180.16，是白色无臭结晶性颗粒或晶粒状粉末，熔点为146℃，沸点为527.1℃，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，有甜味，但是甜味不如蔗糖。
（1）命名规则（2）D-葡萄糖和L-葡萄糖在医学上习惯把葡萄糖称作“右旋糖”，而果糖称作“左旋糖”。
自然界存在的多为右旋糖，左旋糖人体是不能吸收的。
人工合成的混合糖较多。
（3）吡喃型和呋喃型（4）开链结构和环形结构（5）α和β型（6）船式和椅式（7）变旋（8）异构体同分异构体——阿洛酮糖(psicose，allulose);果糖(fructose);山梨糖(sorbose);塔格酮糖(tagalose) ;肌醇(inositol) 手性异构体——阿洛糖(allose);阿卓糖(altrose);甘露糖(mannose);古洛糖(gluose);艾杜糖(idose);半乳糖(galactose);塔罗糖(talose)旋光异构体——α-D-呋喃葡萄糖与β-D-呋喃葡萄糖；α-D-吡喃葡萄糖与β-D-吡喃葡萄糖。
考研科目,动物生物化学 第5章 糖类
β-D-葡萄糖胺
β-D-半乳糖胺
β-D-N-乙酰葡萄糖胺
β-D-N-乙酰半乳糖胺
(4) 脱氧：核糖经脱氧酶催化，生成脱氧核 糖。 DNA分子的重要组成部分
3 醛基或酮基产生的化学性质
(1) 还原作用：游离的羰基，已被还原剂 还原成多羟基醇 。
H HO H H CHO OH H OH + H2 OH CH2 OH H HO H H CH2 OH OH H OH OH CH2 OH
1 糖蛋白（glycoprotein）
是由糖链与蛋白质多肽链共价结合 而成的球状高分子复合物。糖蛋白分子 结构包含糖链、蛋白质和糖肽键三部分。 糖肽键主要有两种类型：N-糖肽键 和O-糖肽键。
O-糖肽键连接
N-糖肽键连接
N－乙酰半乳糖胺
N－乙酰葡萄糖胺
糖蛋白的生理功能
1.具有酶和激素的活性。 2.高粘度性，润滑剂、保护剂 3.具有防止酶的水解以及阻止细菌病毒 的侵袭。 4.组织培养时对细胞黏着和细胞接触起 抑制作用。 5.外来组织识别、肿瘤特异性抗原活性 鉴定有一定作用。
O HN C R CH
OH C C H H
2 寡糖：凡能被水解成少数（2-10个） 单糖分子的糖称寡糖。 如：蔗糖=葡萄糖+果糖
3 多 糖：凡能被水解成多个单糖分子的 糖称多糖。如：淀粉（n葡萄糖）
4 复合糖：与非糖物质结合的糖。如：糖 蛋白等。 5 衍生糖：糖的衍生物。如：糖酸、糖胺等 。
第二节 单糖
（一）概念：不能被水解的多羟基醛或多
CH2OH O O PO32H H OH H H OH H OH H2C O PO32O OH H H OH H H OH H OH CH2 O PO32CH2OH O H HO H OH H OH CH2 O PO32H2C O PO32O H HO H OH H OH
21__单糖、寡糖和多糖
H
O
H OH H
O
OH
H
OH
D-葡萄糖酸--内酯
CH2OH
HO H O
OH H O
H
H
OH
D-葡萄糖酸--内酯
3. 电解氧化（用来制备糖酸）
CH=O
COO1/2Ca
H
OH
CaBr2 , CaCO3
H
OH
HO
H
电解氧化 HO
H
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
CH2OH
CH2OH
D-葡萄糖酸钙 （钙片）
四、用硝酸氧化
反应的糖称为还原糖，呈负反应的糖称为非还原糖。
斐林试剂：硫酸酮和碱性酒石酸钾钠 土伦试剂：硝酸银的氨水溶液 本尼迪特试剂：
柠檬酸、硫酸铜、碳酸钠配制成
一、用斐林试剂、土伦试剂、本尼迪特试剂氧化
CH=O
COOH
H
OH
H
OH
HO
H
斐林试剂 or 土伦试剂 HO
H
or 本尼迪特试剂
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
1. 葡萄糖的变旋现象
一个有旋光的化合物，放入溶液中，它的旋光 度逐渐变化，最后达到一个稳定的平衡值，这种 现象称为变旋现象。
在乙醇中重结晶
在吡啶中重结晶
D-(+)-葡萄糖
-D-(+)-葡萄糖 （无结晶水）
在HOAc中重结晶
mp 146oC
浓缩 H2O
() -D-(+)-葡萄 糖的水溶液
放置
所得溶液 []D = 52.7o
CHO H OH
糖及糖代谢
04--糖类
糖醛酸广泛存在于自然界，最常见的糖醛酸有D－葡萄糖
醛酸、D－甘露糖醛酸、D－半乳糖醛酸、L－艾杜糖醛酸、 L－古罗糖醛酸：
氨基糖（糖胺）
糖的羟基为氨基所取代的化合 物的总称。
最常见的是葡糖胺和半乳糖胺，
糖苷
半缩醛羟基与另一个分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的 羟基、胺基或巯基缩合形成的含糖衍生物。
硫酸软骨素：哺乳动物体内最丰富的氨基聚糖，存在于
软骨外，皮肤、角膜、巩膜、骨、动脉、心瓣膜及脐带中
其重复二糖单位由葡萄糖醛酸及N-乙酰氨基半乳糖组成。 硫酸化发生在乙酰氨基半乳糖的C-4或C-6的-OH基上,分别 称为4-硫酸软骨素及6-硫酸软骨素。
硫酸皮肤素：存在于皮肤中，血管、心、心瓣膜、肌腱、
5.6
壳多糖（几丁质）
N-乙酰葡糖胺通过β-1,4-糖苷键连接而成的结构同多糖。 链长可达几百个N-乙酰葡糖胺单位。
几丁质不溶于水、酒精、弱酸和弱碱等液体，有保护功能 强碱作用下分解成脱乙酰几丁质和乙酸，脱乙酰几丁质进
一步在浓盐酸的作用下则水解成葡糖胺和乙酸。
除糖、蛋白质、脂及维生素和矿物质后的第六大生命要素
支链淀粉分支较短，利于结合水
天然淀粉为二者混合物，二者比例不同，导致性质存在差 异。
5.2 糖元
分支程度更高，大约每10个α-1,4-糖苷键就有一个α-1,6糖苷键。遇碘显红褐色。
哺乳动物体内的储藏多糖，结构更紧密，更适应其贮藏功 能，大量存在于肌肉和肝脏中。
含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。
以共价键、氢键、醚键和酯键连接，与伸展蛋白、其他结 构蛋白、壁酶、纤维素和果胶等构成具有一定硬度和弹性 的细胞壁。
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
寡糖、多糖
环状糊精有如下特点:
(1) 环状糊精的环状结构，具有刚性，不易反应，因 此在热的碱性水溶液中很稳定，在酸中慢慢水解， 对α-淀粉酶及β-淀粉酶有很大的阻抗性。
(2) 环状糊精彼此叠加起来，形成二聚体或多聚体， 成圆筒形，圆筒中间有一空穴，可以与一些小分 子化合物或离子(如酸类、胺类、卤素离子、芳香 碳氢化合物）形成分子络合物——包合化合物。
其中（1→6）表示糖 苷键所连接的碳原子 和所连接的方向。
转化酶或酸水解棉子糖，得到果糖和蜜二糖。 a-半乳糖苷酶 蔗糖 + 半乳糖
棉子糖
转化酶或酸 果糖 + 蜜二糖
CH2OH
OH
OH
H
H OH H O
CH2
HH OH OH OH H OH
H OH
H OH
蜜二糖
5、环糊精（cyclodextrins）
OH
[ ] 4-O-(b-D-吡喃半乳糖苷基)D-吡喃葡萄糖
a-异构体
[a]20 =+90°
OH D
b-异构体
[a]20 =+35°
D
乳糖 [a]D20 =+55°
二、非还原性二糖
非还原性二糖主要是蔗糖，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。例如，甘蔗含蔗糖14%以上，北方甜菜含蔗 糖16-20%，但蔗糖一般不存在于动物体内。
这样每一分子中的一个基团就和另一基团有着一定的关系和距离因此一个生物高分子的结构不仅取决于分子中各原子共价键联系的关系还要看立体形象而这个形象又取决于分子中长链盘转的情况这种结构叫做二级结构以区别共价键的一级结构
单糖多糖寡糖
单糖多糖寡糖
糖在广义上可分为单糖、寡糖和多糖三大类：单糖就是由单个糖分子组成的糖，如葡萄糖、果糖；寡糖也就是低聚糖，由数个单糖通过共价键链接而成，如三糖、四糖等；多糖则由很多单糖通过共价键链接成糖分子链，如纤维素、甲壳素等。
单糖是多羟基的醛、酮化合物。
它们具有独立的糖结构，是不能再水解成更小单位的糖类化合物。
单糖类化合物都是晶体，溶于水，有的还具有甜味，如葡萄糖、果糖、半乳糖等。
经过水解可以生产多个（2个~20个）单糖的化合物统称为低聚糖。
水解后可生成三个分子单糖的低聚糖称为三糖。
根据单糖分子中所含碳原子的数目，可分别把它们称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖等。
水解后可生成单糖分子数目在20个以上的糖类化合物称为多糖，例如淀粉和纤维素。
多糖无甜味，呈粉末状。
含有醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。
自然界中，醛糖和酮糖在戊糖和己糖中多见，如核糖和阿拉伯糖属戊醛糖，葡萄糖属己醛糖。
单糖——精选推荐
单 糖糖：多羟基醛、酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。
分子由C/H/O 组成，大都符合Cn(H 2O)m ，故又称碳水化合物。
分为单糖、低聚糖(寡糖)、多糖。
单糖：不能再水解的多羟基醛/酮。
如：葡萄糖，果糖。
低聚糖(寡糖)：由2～10个单糖结构组成，以二糖最多见。
如：蔗糖，麦芽糖。
多糖：含10个以上单糖结构。
如：淀粉，纤维素。
一、单糖分类单糖按官能团分为醛糖和酮糖；按碳原子个数分为丁糖、戊糖、己糖等，自然界中最多的是戊糖和己糖。
如：葡萄糖是己醛糖，果糖是2-己酮糖。
二、单糖结构式（以葡萄糖为例） （一）开链式以标准费歇尔投影式表示，根据最大位号手性碳原子上的羟基在右或左来判别D 或L构型，常以简化的费歇尔投影式表示：OH CH 2OHOH HOOH CHO CH 2OH CHOOH CH 2OHHOH H H HO OH HCHO D-G 开链式（最常用）（二）直立氧环式单糖具有一些特殊性质（如不与亚硫酸氢钠加成、只能与一分子醇形成缩醛、具有变旋光现象），说明单糖不仅仅以开链结构存在，还存在其它形式。
测定发现，单糖主要以氧环形式存在：分子中的羟基与醛基形成环状半缩醛。
以D-葡萄糖为例：分子中C 5上的羟基与醛基形成半缩醛，而原醛基碳成为新的手性碳原子，因此环状结构存在两种形式，称为α-型和β-型：CH 2OH CHOCH 2OH CH OH OCH 2OH C OH HO D-G 0.1%β-D-G 63%α-D-G 37%[α]D = +18.7o [α]D = +112o [α]D = +52o 高温醋酸结晶变旋光现象注：1、半缩醛OH 与氧环同侧为α-型，异侧为β-型；2、D-葡萄糖在水溶液中是开链式、环状α-、β-型三者的平衡体系；3、把α-、β-型葡萄糖分别溶于水，其旋光度最终都会转变为+52o，称为变旋光现象；因为在水溶液中都会达成环状与开链结构三者的平衡体系；4、α-、β-型间互称“异头物”、“端基异构体”，其关系属于旋光异构体中的非对映体；5、上述环状结构表示即为“直立氧环式”。
寡糖的重均分子量
寡糖的重均分子量寡糖是一类由2-10个单糖分子组成的低聚糖，它们的分子量相对较小，通常在100-2000之间。
与单糖和多糖相比，寡糖具有独特的特点和生物活性，因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。
寡糖分子结构简单，仅由几个单糖分子组成，它们之间通过糖苷键连接。
常见的寡糖包括二糖（如蔗糖）、三糖（如麦芽糖和甘露糖）、四糖（如低聚果糖）、五糖（如葡聚糖）等。
寡糖的分子量由其中单糖的数目和单糖之间的连接方式决定。
寡糖在生物活性和生物功能方面表现出显著的特异性。
首先，寡糖具有较高的稳定性，能够抵抗酶的降解和消化吸收，从而在肠道内稳定存在。
这使得寡糖可以作为肠道营养补充剂，改善肠道菌群平衡，促进有益菌的生长和活性。
其次，寡糖具有预生物特性，可以为有益菌提供能量和营养物质，促进它们的生长和活力。
同时，寡糖还可以抑制有害菌的生长，提高肠道免疫力，减少炎症反应。
因此，寡糖被广泛应用于益生菌产品和肠道健康调节剂中。
除了对肠道菌群有益的作用外，寡糖还具有其他生物活性。
例如，寡糖可以调节血糖和血脂代谢，减少脂肪积累，预防糖尿病和心血管疾病的发生。
此外，寡糖还可以增强免疫系统功能，提高机体的抵抗力，预防感染和肿瘤发生。
此外，寡糖还能够改善肠道通透性，减少肠道炎症反应，对炎症性肠病和过敏性疾病有一定的治疗作用。
在医学和保健品领域，寡糖被广泛用于配方食品、保健品和药物中。
例如，乳寡糖被用于婴幼儿配方奶粉中，以模拟母乳中的寡糖成分，促进婴儿肠道菌群的发育和功能成熟。
果寡糖则常用于益生菌饮料和益生菌片剂中，用于调节肠道菌群平衡，提高免疫力和改善消化功能。
另外，寡糖还可以作为药物载体，将药物包裹在寡糖分子中，延缓药物释放和提高药效。
总之，寡糖作为一类低聚糖，在生物医学领域具有重要的应用前景。
它们具有多种生物活性和功能，包括改善肠道菌群平衡、调节血糖和血脂代谢、增强免疫功能等。
随着对肠道健康和免疫功能的重视，寡糖将在医学和保健品领域发挥重要作用，并为人类健康带来福祉。