有机化学糖类
(2012)有机化学-第十四章--糖类
CHO H OH HO H HO H H OH
CH2OH
D-半乳糖
差向异构体：在含有多个手性碳的旋 光异构体中，只有一个手性碳原子的 构型不同，这些异构体之间互称为差 向异构体。
D-葡萄糖与D-甘露糖互为C2差向异构体； D-葡萄糖与D-半乳糖互为C4差向异构体。
（三）单糖的开链结构
D-系列醛糖见图14-1。 自然界常见的糖为D-型，其中D-葡萄糖最
常见，分部最广。几种表示方法见P.261。
*二、葡萄糖的环状结构和 变旋光现象
葡萄糖的的链状结构不能解释如下性质： 1．不能与亚硫酸氢钠加成； 2．存在变旋光现象：糖在水溶液中逐渐改
变其比旋光度，最后达到一个定值的现象。 3．1mol的葡萄糖在干HCl条件下与
HO
1
CH2OH
2C
HO 3C H 4C
OH
β－D－呋喃果糖
(直立氧环式)
1 CH2OH
2
CO
3
HO C H
H 4 C OH
5
H C OH
6
CH2OH
1
HOCH2 OH
2C
HO 3C H O
4
HC
OH
5
HC
6CH2OH
α－D－呋喃果糖 (直立氧环式)
HOH2C O OH HO CH2OH
CHO HO C H
CH2OH
L（-）-甘油醛
CHO H C OH
CH2OH
D（+）-甘油醛
1CHO
H 2 C OH
HO
3
C
H
H 4C OH
H 5C OH 6CH2OH
D-葡萄糖
有机化学-第13章_糖类
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；
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
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
《有机化学》-糖类
H HO H H
OH H OH OH OH
HO H HO H H
H OH H O OH CH 2OH
开链式葡萄糖
β－吡喃葡萄糖（63％）
19:46
α-葡萄糖和β-葡萄糖的哈沃斯式和球棍模型如下：
OH H HO H OH H OH H O OH H
OH H HO H OH H OH H OH OH
α－吡喃葡萄糖
2. 塞利凡诺夫反应
19:46
（四）成苷反应
由于单糖多以环状结构存在，其中环状结构的苷羟基比较活泼，能 够与另1分子糖或非糖中的羟基、氨基等脱水生成缩醛或缩酮。这种 化合物称为糖苷(简称苷)。 糖苷是由糖和非糖部分通过苷键连接而成的一类化合物。糖的部 分称为糖苷基，非糖部分称为配糖基，糖苷基和配糖基之间由氧原子 连接而成的键称为糖苷键（或苷键）。糖苷不具有还原性。
19:46
二、单 糖 的 性 质 （一）氧化反应 1. 银镜反应 2. 班氏试剂反应
CH2OH(CHOH)4CHO +Cu(OH)2 → (CH2OH(CHOH)4COO)2Cu + Cu2O↓ + 2H2O
水
浴
CH2OH(CHOH)4CHO + 2Ag(NH3)2OH CH2OH(CHOH)4COONH4 + 2Ag ↓+NH3↑+ H2O
“碳水化合物”的来源:大多数糖类化合物中氢、氧原子的个数比为2：1，恰如 水的组成。 属于糖类，不符合上述规律：鼠李糖C6H12O5、脱氧核糖C5H10O4 。 符合上述规律，不属于糖类：甲醛CH2O、乙酸C2H4O2 。
糖的本质结构：多羟基醛、酮。 分类：
单糖 葡萄糖、果糖 低聚糖（ 2－10个单糖）：蔗糖、麦芽糖 多聚糖 （> 10 个单糖）：淀粉、纤维素
有机化学糖类
一、单糖的结构
（一）葡萄糖的结构
1.葡萄糖的链状结构和构型 分子式：C6H12O6 结构式:
CH2－CH－CH－CH－CH－COOH OH OH OH OH OH
己醛糖
己醛糖共有24=16个旋光异构体。葡萄糖是其中的一个
葡萄糖的费歇尔投影式：
CHO H OH HO H H (Ⅰ) H OH OH CH2OH HO OH OH CH2OH (Ⅱ) (Ⅲ) CHO OH
H H
5
H H
6
O CH2OH OH
3 2
1
H H
5
OH4
OH HO H H
CH2OH C=O H OH OH CH2OH
OH4
H H
6
O OH OH
3 1 2
CH2OH
OH H a -D (-)-吡喃果糖 HOH2C
5 6
OH H β-D-(-)-吡喃果糖 HOH2C
5 6
O H OH
3
Hale Waihona Puke 1CH2OH2.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
2
O H
4
OH OH
3 2
H
4
OH
H
CH2OH
1
OH H a -D-(-)-呋喃果糖
OH H β -D-(-)-呋喃果糖
二、单糖的物理性质
溶解性：单糖都是结晶性物质，具有吸湿性，易溶于水难 溶于有机溶剂 甜度：单糖都有甜味，但甜度各不相同 旋光性和变旋光现象：凡能发生开链结构和环状结构互变 单糖都有变旋光现象
化学有机糖类
一、糖类1．糖类的化学组成糖类是由C、H、O三种元素组成的有机物。
2．糖类的分类糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可以分为单糖、双糖和多糖等几类。
(1)单糖：不能水解成更简单的糖，如葡萄糖、果糖。
(2)双糖：由1 mol水解生成2 mol单糖分子的糖，如蔗糖、麦芽糖。
(3)多糖：由1 mol水解生成许多摩尔单糖分子的糖，如淀粉、纤维素。
二、几种重要的糖类1．葡萄糖和果糖(1)分子结构葡萄糖的结构简式为或CH2OH(CHOH)4CHO，官能团有—OH和—CHO(醛基)。
果糖的结构简式为，官能团有—OH和(羰基)。
葡萄糖和果糖的分子式都为C6H12O6，但结构不同，它们互为同分异构体。
(2)物理性质：葡萄糖是一种白色晶体，有甜味，能溶于水。
(3)葡萄糖的特征反应①与新制的Cu(OH)2反应反应条件：加热至沸腾。
反应现象：产生砖红色沉淀。
该反应常用于医疗上检验糖尿病患者的尿中葡萄糖的含量。
②银镜反应反应条件：碱性条件、水浴加热。
反应现象：试管内壁产生光亮的银镜。
2．蔗糖和麦芽糖分子式都是C 12H 22O 11，但分子结构不同，它们的水解产物也不同，两者互为同分异构体。
水解反应的化学方程式分别为：C 12H 22O 11＋H 2O ――→催化剂C 6H 12O 6＋C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖C 12H 22O 11＋H 2O ――→催化剂2 C 6H 12O 6麦芽糖 葡萄糖[特别提醒]因为相同的分子式或通式可以代表不同物质，所以用分子式或通式书写糖类的化学方程式时，要标明糖类物质的名称，以示区别。
3．淀粉和纤维素(1)分子组成：淀粉和纤维素的分子式都为(C 6H 10O 5)n 。
(2)水解反应的化学方程式为(C 6H 10O 5)n ＋n H 2O ――→催化剂n C 6H 12O 6。
淀粉(或纤维素) 葡萄糖(3)淀粉的特征反应：淀粉遇碘(I 2)变蓝，可用于验证淀粉的存在。
思考 淀粉和纤维素的分子通式相同，结构不同，那么它们是否是同分异构体？三、糖类在生产、生活中的应用糖类既是人类的基本营养物质，又是重要的工业原料。
糖类 有机化合物
糖类有机化合物
糖类是一种有机化合物，也被称为碳水化合物。
它包括蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、淀粉等。
这些糖类在自然界中广泛存在，是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。
糖类可根据能否水解以及水解的产物进一步分类，主要有单糖、二糖和多糖等。
其中，单糖是不能再被水解的糖，如葡萄糖、果糖和半乳糖等；二糖则是能水解生成两个单糖的糖，如蔗糖和麦芽糖；多糖则是能水解生成多个单糖的糖，如淀粉和纤维素等。
除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人体直接吸收外，其余的糖类在人体内需要转化为基本的单糖后才能被吸收利用。
例如，淀粉在口腔中被唾液淀粉酶水解成麦芽糖，然后进入小肠被麦芽糖酶进一步分解为葡萄糖而被身体吸收。
需要注意的是，含糖饮料中的糖主要是单糖，会快速被身体吸收。
这些被快速吸收的糖一旦无法及时消耗，可能会对身体带来负面影响，如增加罹患心脏病和糖尿病的风险等。
因此，保持适量的糖摄入和注意均衡饮食对于健康至关重要。
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
大一有机化学糖类知识点
大一有机化学糖类知识点糖类是生物体内重要的有机化合物，主要由碳、氢、氧三种元素组成。
在大一有机化学课程中，糖类是一个重要的知识点。
本文将介绍大一有机化学中常见的糖类结构、性质以及在生物体内的重要作用。
一、糖类结构糖类按照其所含的单糖分子种类和数量可以分为单糖、双糖和多糖三类。
1. 单糖单糖是由一个单糖分子构成的糖类，常见的单糖有葡萄糖、果糖和核糖等。
这些单糖的结构都是由多个碳原子、氢原子和氧原子组成的环状结构，其中一个碳原子上带有羟基（OH）。
2. 双糖双糖是由两个单糖分子通过酸催化下的缩合反应形成的糖类，常见的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
双糖的结构由两个单糖分子通过一个氧原子相连形成。
3. 多糖多糖是由多个单糖分子通过缩合反应形成的糖类，常见的多糖有淀粉和纤维素等。
多糖的结构由许多单糖分子通过缩合反应形成的复杂结构。
二、糖类性质1. 溶解性糖类在水中具有良好的溶解性，尤其是单糖和双糖。
这是因为糖类分子中带有许多羟基，使得其与水分子之间能够形成氢键。
2. 光学活性糖类分子中存在手性碳原子，使得糖类具有光学活性。
葡萄糖是最常见的具有光学活性的糖类分子，其有两个立体异构体，分别为D-葡萄糖和L-葡萄糖。
3. 还原性糖类中的单糖具有还原性，可以与硝酸银等强氧化剂反应。
这是因为单糖分子含有还原末端，可以将银离子还原为银颗粒。
三、糖类在生物体内的作用糖类在生物体内起着重要的能量供应和结构支持的作用。
1. 能量供应糖类在细胞内通过糖酵解产生能量。
葡萄糖是细胞内最主要的能量来源，通过糖酵解可以产生大量的三磷酸腺苷（ATP），提供细胞所需的能量。
2. 结构支持糖类在生物体内也起到结构支持的作用。
例如，纤维素是植物细胞壁的重要成分，能够增加植物细胞的稳定性和机械强度。
此外，糖类还参与到DNA、RNA的合成以及免疫反应等生物过程中。
总结：糖类是生物体内重要的有机化合物，在大一有机化学课程中是一个重要的知识点。
我们学习了糖类的结构、性质以及在生物体内的重要作用。
有机化学大一糖类知识点
有机化学大一糖类知识点糖类是一类在生物界中广泛存在的有机化合物，它们是构成生物体的重要成分，也是能量的重要来源。
在大一有机化学的学习中，糖类作为一个重要的知识点，需要我们了解其结构、分类和一些重要的反应。
本文将介绍有机化学大一糖类知识点的主要内容。
一、糖类的结构糖类的结构非常多样化，但它们都由一个或多个单糖单元组成。
单糖是最简单的糖类，由3-7个碳原子和伴随的羟基组成。
常见的单糖包括三碳糖丙酮糖、五碳糖葡萄糖和六碳糖果糖等。
多糖是由许多单糖单元通过糖苷键连接而成，如葡聚糖和淀粉等。
二、糖类的分类根据单糖的化学性质，糖类可以分为单糖、双糖和多糖三个类别。
单糖是由一个单糖单元组成，双糖则由两个单糖单元通过糖苷键连接而成，多糖则由许多单糖单元组成。
三、糖类的重要反应1. 缩醛反应：糖类中的部分羟基在酸性条件下可以发生缩醛反应，生成醛酮官能团，这是糖类重要的识别反应之一。
2. 试剂检验：糖类可以通过加入试剂进行检验。
比如用硝酸银试剂检测存在于糖中的醛基，形成银镜反应，可以判断糖的还原性，如果糖和葡萄糖是还原糖。
3. 水解反应：多糖可以通过水解反应将多个单糖单元分解为单糖，如酶催化下的淀粉水解。
酶催化水解是生物体分解多糖的主要途径。
4. 光学活性：糖类中的单糖和双糖分子可以存在手性中心，因而具有旋光性质。
通过旋光仪可以测定旋光度，来判断糖类的旋光性质。
四、糖类在生物体中的作用糖类在生物体中具有重要的作用。
首先，糖类是生物体的主要能量来源，通过糖酵解和呼吸作用释放能量。
其次，糖类参与细胞膜的结构，并参与了生物粘附和识别过程。
此外，糖类还是核酸和脂肪的结构单位，为生物体提供了重要的物质基础。
总结：有机化学大一糖类知识点主要包括糖类的结构、分类和一些重要的反应。
糖类是生物体的重要成分之一，对于生命过程具有重要的作用。
通过学习糖类的知识，我们可以更好地理解生物体的结构和功能，为进一步研究生命科学奠定基础。
以上就是有机化学大一糖类知识点的主要内容。
最新《有机化学第二版》第14章：糖类
19:46
果糖的分子式也是C6H12O6，是葡萄糖的同分异构体， 两者在结构中从C3到C5的构型完全相同。所不同的是果糖 C2是羰基，是一种己酮糖，其费歇尔投影式为：
D-（-）-果糖
与葡萄糖相似，果糖也可形成环状结构。
17.02.2021
15
•果糖有两种环状结构
19:46
一种是游离态的果糖具有六元氧杂环形成的四氢 吡喃型结构，称吡喃果糖；
17.02.2021
11
19:46
氧环式
α-D-(+)-吡喃葡萄糖
＝＋112° 36.4％
醛式
D-(+)-葡萄糖
极少量
氧环式
β-D-(+)-吡喃葡萄糖
＝＋18.7° 63.6％
＝＋52.7°
其中α-D-(+)-吡喃葡萄糖的 ＝＋112°，β-D-(+)-吡 喃葡萄糖的 ＝＋18.7°，它们的固态是稳定的，有各自 的熔点，但在水溶液中，两者可通过醛式结构相互转化， 以动态平衡的形式存在。
19:46
单糖能被氧化，在不同条件下，得到不同的氧化产物。
（1）被碱性弱氧化剂氧化
在碱性条件下，无论是醛糖还是酮糖，均能被碱性
弱氧化剂如托伦试剂（Ag+）、斐林试剂及班氏试剂(Cu2+)
等氧化，分别还原生成银镜（Ag）和砖红色沉淀(Cu2O)。
17.02.2021
2
19:46
19:46
19:46
19:46
19:46
19:46
•2.葡萄糖的变旋光现象与环状结构
19:46
•（1）变旋光现象
葡萄糖有两种晶体，一种是从乙醇溶液中析出的晶体， 熔点为146℃，其水溶液的比旋光度为＋112°，这种晶体 通常称为α-D-(+)-葡萄糖，其水溶液在放置过程中比旋光 逐渐下降到＋52.7°，不再改变；另一种是从吡啶溶液中 析出的晶体，熔点为150℃，其水溶液的比旋光度为＋ 18.7°，这种晶体通常称为-D-(+)-葡萄糖，其水溶液在放 置过程中比旋光逐渐上升到＋52.7°时恒定不再改变。
有机化学基础知识点糖类的结构和性质
有机化学基础知识点糖类的结构和性质糖类是有机化合物中最常见的一类物质，广泛存在于自然界和生物体内。
它们不仅是重要的营养物质，也在生物体内担任着重要的功能角色。
本文将就糖类的结构和性质进行详细的讨论。
一、糖类的结构糖类的基本结构可以归纳为单糖、双糖和多糖三种类型。
单糖是最简单的糖类，包括三种常见的单糖：葡萄糖、果糖和半乳糖。
它们的分子式均为C6H12O6，但它们的结构却有所不同。
葡萄糖和果糖都是环状的结构，而半乳糖则是线性结构。
双糖是由两个单糖分子通过缩合反应形成的，比如蔗糖和乳糖。
多糖是由多个单糖分子缩合而成，常见的有淀粉和纤维素。
二、糖类的性质1. 溶解性: 糖类常用作食品中的添加剂，如砂糖和蜂蜜。
它们具有良好的溶解性，尤其是在水中能够迅速溶解。
这也是为什么糖类常被用于制作饮料、甜点等食品的原因。
2. 甜味: 糖类具有独特的甜味，是许多食物中不可或缺的调味品。
这是由于糖类分子中含有许多羟基，能够与味蕾上的受体相结合，从而引起甜味感觉。
3. 反应性: 糖类具有一定的反应性，可以与其他物质产生化学反应。
例如，糖类能够与氨基酸缩合形成糖基化合物，这在生物体内起着重要的作用。
此外，糖类还可以与氧化剂反应发生糖的焦糖化反应，生成焦糖色素。
4. 发酵性: 糖类可以被微生物发酵产生酒精和二氧化碳。
这也是为什么糖类常被用于酿造过程中的原因。
在酵母菌的作用下，糖类可以转化为乙醇和二氧化碳，并且在此过程中释放能量。
5. 构象异构性: 糖类分子的立体结构存在构象异构性。
例如，在溶液中，葡萄糖分子可以存在α型和β型两种构象。
这种构象异构性对于糖类的生物活性和化学性质都有一定的影响。
综上所述，糖类作为有机化合物的一类，其结构和性质的研究对于我们了解生物体内的基本过程和化学反应机制具有重要意义。
通过对糖类结构和性质的深入研究，我们可以更好地理解糖类在生物体内的作用，从而为相关领域的研究和应用提供基础支持。
有机化学ppt-糖
CH2OH
CH2OH
H H OH
OH H
H
+
H OH
O O CH3 H
OH
O CH3 OH
H
H
OH
H OH
D-葡萄糖
α-D-吡喃葡萄糖甲苷 β-D-吡喃葡萄糖甲苷
（六）成酯反应
单糖环状结构中的羟基可以酯化。在生物体内重要的反应是糖 的磷酸化。葡萄糖在酶的作用下，可以和磷酸反应生成葡萄糖-1-磷 酸酯（1-磷酸葡萄糖），和葡萄糖-6-磷酸酯（6-磷酸葡萄糖），两 者在酶的作用下，可相互转变。还可生成葡萄糖-1,6-二磷酸酯。
H
OH
CH2OH D-葡萄糖
Br2,H2O
COOH
H
OH
OH H
H
OH
H
OH
CH2OH D-葡萄糖酸
3．被稀硝酸氧化 稀硝酸的氧化性比溴水强，它能将醛糖中C1位醛基和C6位羟 甲基都氧化成羧基而生成糖二酸。如D-葡萄糖被稀硝酸氧化成D-
葡萄糖二酸。 CHO
H
OH
OH H
H
OH
H
OH
CH2OH D-葡萄糖
HO H H OH H OH CH2OH D-果糖
2．氧环式结构
果糖主要以氧环式结构存在，当C5上的羟基与酮基结合时， 形成五元环的半缩酮结构；当C6上的羟基与酮基结合时，形成六 元环的半缩酮结构。无论五元环还是六元环，又都有各自的-型 和β-型2种异构体。
游离的果糖主要以六元环结构的形式存在，因而称为D-吡喃 果糖；五元环结构的果糖主要以结合态的形式存在于化合物中， 称为D-呋喃果糖。如构成蔗糖的果糖就是五元环。
H OH H OH
CH2OH
有机化学：第十七章 糖类(saccharide)
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。
糖的环状半缩醛较稳定，通常为四碳一氧的五元 杂环(呋喃糖)或五碳一氧的六元杂环(吡喃糖)。羰基 碳变成手性中心，故有α、β两种异构体。这种仅端 基不同的异构体称端基异构体或异头物。
该环状结构式称为
在右——D-构型糖，在左——L-构型糖。
D-甘油醛
L-葡萄糖 D-葡萄糖
二. 单糖的环状结构及构象
单糖是多羟基醛（酮）的开链结构，得到了一些化学反 应的证实。但单糖的其它一些性质却是开链结构不能解释的。
(1) 单糖晶体IR谱无羰基的伸缩振动峰；醛糖PMR谱 无醛氢的特征峰。
谱图中1800~1600cm-1处无吸收峰，表明测不出羰基； 2700cm-1附近也无吸收峰，表明未测出醛基氢—CHO；
方法1：可以用R/S构型（复杂）。如两个葡萄糖:
1
2
1为：(2S,3R,4S,5S)-2,3,4,5,6-五羟基己醛 2为：(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛
方法2：同一对对映体之间，用D/L构型命名法加以区别。
(1) 醛糖或酮糖按严格的Fischer投影式书写，竖线 表示碳链，羰基具有最小编号。 (2) 以D-甘油醛为标准。编号最大的手性碳的-OH
C6H12O6 + 6O2 Glucose
绝大多数糖类分子由C、H、O三中元素组成，大多 数化合物具有通式Cn(H2O)m，但有些糖[鼠李糖 （C6H12O5）]并不符合这个通式。因此碳水化合物只 是沿用习惯的称呼。
定义：糖类是一类多羟基醛、酮以及通过
水解产生这些醛酮的物质。
如葡萄糖的结构为：
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CH2OH ,
HO 6 5 O OH
4 OH 1
HO 3 2
,
OH
α–D-型
开链D-型
β-D-型
αm = +112 (o)
36 %
0.003 %
平衡混合物:
αm = +52.7(o)
αm = +18.7 (o)
64 %
(三)葡萄糖构象 在平衡混合物中, β-D-吡喃葡萄糖占64%
CH2OH
H 4 OH ,
H 5 OH 6CH2O H
HO
6 5
O
1
CH2OH
HO 2
4 3 C1 H2OH , OH
4 3 OH
,
OH
β-D-呋喃果糖
α-D-呋喃果糖
四、单糖性质
(一)差向异构化（epimerism）反应
烯二醇中间体
O1 H C
H 2 OH HO 3 H
H 4 OH H 5 OH
C6H2OH
CHO H OH HO H H OH , H OH
COOH
说明：所有的单糖都是还原性糖。（具有还原性，因其在碱性
弱氧化剂中产生异构化反应）。
(三)成脎反应 糖与过量苯肼反应,生成糖脎
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
CH2O H CO HO H H OH H OH CH2O H
CH2OH ,
D-葡萄糖
O
吡喃环
果糖的(Haworth)结构: 平衡混合物: αm = -92.(o)
6 O OH
6
O
1
HO 4 3 C1H2OH , OH
1
CH2O H 2C O
HO 4 3 OH , OH
β-D吡喃果糖
HO α-3D-H吡喃果糖
HO 6 O OH 5 HO 2
(二)肝素
为氨基多糖。存在于肝脏肺血管壁与肌肉肠粘膜抗凝血防 血栓形成
O
COOH
O OH
CH2OSO3H
O
4
O OH
O
COOH
O OH
CH2OSO3H
O
4
O OH
O
OSO3H
NHSO3H
OH
NHSO3H n ,
β-1,4-苷键 ,
α-1,4-苷键 , β-1,4-苷键
2-硫酸艾杜糖醛酸 6-硫酸-2-磺酰氨基葡萄糖
OH H
HOH
,
HO
H OH
（2）环状半缩醛结构的形成:
哈沃斯结构式的写法:(Haworth)
1
CHO
H 2 OH
HO 3 H H 4 OH H 5 OH
C6H2OH
H H OH H O
HOCH2
3 2CH
OH OH H OH
CH2OH
C4 C5
CH2OH
H H OH
OH HO
H
C H
O
H OH
HH O H
葡萄糖醛酸 6-硫酸-2-磺酰氨基葡萄糖
D-(+)-葡萄糖
D-(-)果糖
三、麦芽糖（maltose）
糖苷键:
葡萄糖α苷羟基 葡萄糖4号C羟基
HO
HO
O OH
HO
1
4
O OH
O
HOH,
说明：
OH
OH
（1） α-1, 4 -苷键。
（2）保留游离苷羟基， 有变旋现象,为还原二糖。
四、乳糖（lactose）
糖苷键: 半乳糖β苷羟基
葡萄糖 4号C羟基
D-脱氧核糖
(二) 葡萄糖的环状结构
实验表明:
a.不与氢氰酸、亚硫酸氢钠发生羰基加成反应。
b.葡萄糖只与一分子甲醇反应即可形成缩醛。
+52.7 (o)
冷乙醇中 热吡啶中
αm = +112(o) αm =+18.7(o)
146OC 150 CO
说明：
CH2OH
（1）葡萄糖应具有环状半缩醛结构。H H O
说明：最小的糖是油醛．不含手性C原子的糖是1，3二羟基丙
酮．
CHO
CH2OH
H C OH
CO
CH2OH
CH2OH ,
3、单糖构型用D, L构型标记法标记
说明：（1）用费歇尔投影式表示单糖结构，其中竖键表示碳
链，羰基编号应最小，以编号最大手性碳与甘油醛构型对比。
CHO
CHO
H OH
H OH
HO H H OH
α-D-吡O喃H H葡萄糖
HO
OH
H OH
CH2OH
,
β-D-H吡OH喃H O葡H O萄H 糖
HO
H
H OH
H
H5
4
OH OH
6
CH2OH H C1 O,
HO3 2 H
H OH
（3）葡萄糖变旋现象: 概念: 异头物 端基异构 差向异构
HO 6 5O
4 OH 1
HO 3 2 OH OH
CHO
OH HO
O
C H3O H
HO
β H-DCl-吡喃葡萄糖甲苷
OH HOH
CH 2 OH
HO
O
HO
说明：
苷羟基
OH
O C H3
,
（1）糖苷=糖苷基+配基。
α-D-吡喃葡萄糖甲苷
（2） 在碱溶液中稳定。
（3）在稀酸溶液中和酶作用下水解
糖苷基无变旋现象, 无还原性。
第二节 二糖（disaccharide）
一、二糖分类:
OH O
HO
O
OH O
HO O
HO
HO O
CH2 O
HO
HO
O
HO
α-1,6-苷键
OH
O HO O
说明：
1、250~300个D-葡萄糖通过α-1, 4 -苷键相连 成线形分子, 呈卷绕螺旋形。 遇碘呈蓝色，用于鉴别直链淀粉。
2、高度分支，分子呈树枝形。 6000~40000个D-葡萄糖每隔 20～25糖单位分一支。主链以: α-1, 4-苷键相连，分枝以: α-1, 6-苷键相连。遇碘呈紫红色，用于鉴别直链淀粉。
COOH
有旋光
,
CHO
H OH
HO
H HNO 3
HO H
H OH
CH2OH
COOH H OH HO H HO H H OH
COOH
无旋光
,
(3) 酶催化
CHO
醛酸商品名称： 肝泰乐
H OH
HO H 酶
H OH
H OH
CH2OH
(4)单糖被碱性弱氧化剂的氧化
托伦试剂 Ag
单糖 斐林试剂
Cu2O
本尼迪试剂 Cu2O
HO
O
HO
,
OH
α-D-吡喃葡萄糖OH
CH2OH
HO
O
HO
OH
β-D-吡喃葡萄糖
OH ,
键型: aeeee
eeeee
说明：β-D-吡喃葡萄糖 比 α-D-吡喃葡萄糖稳定。
三.果糖结构
1
CH2OH 2C O HO 3 H H 4 OH H 5 OH 6 CH2OH ,
D-果糖
O
呋喃环
CHO H OH HO H H OH H OH
CHO
H OH HO H
H OH H OH
CH2OH ,
D-葡萄糖
CHO
HO H HO H
H OH H OH
CH2OH
D-甘露糖
CHO H OH HO H HO H H OH
CH2OH ,
D-半乳糖
戊醛糖:
CHO H OH H OH H OH
CH2OH ,
D-核糖
CHO HH H OH H OH
CH2OH ,
说明：D-葡萄糖、
D-甘露糖、 D-果糖
在碱溶液中相互转化， 共存。
HO 1 H C
2C OH HO 3
H 4 O H, H 5 OH
6CH2O H
1CH2O H 2C O HO 3 H H 4 OH H 5 OH 6CH2O H
O1H C
HO 2 H HO 3 H
H 4 OH H 5 OH
C6H2OH ,
(四)成酯反应
CH2OH
O
HO
O
HO P OH
磷酸结构
OH
HO
,
OH
O
α-D-吡喃葡萄糖-1-磷酸酯
PO
3
H2
,
是体内代谢及生物合成 的重要中间体
HO HO
O PO3H2
CH2
O
,
OH HOH
D-吡喃葡萄糖- 6-磷酸酯
(五) 成苷反应
HO
CH2OH O
氧苷键
HO
O C H3
CH 2OH
OH
HO
HO
OH
4
O OH
HOH,
HO O O
4 OH 1
OH
说明：
OH
（1）β-1, 4 -苷键。
（2）保留游离苷羟基 ，有变旋现象,为还原二糖。
五、纤维二糖（cellobiose）
糖苷键: 葡萄糖 β苷羟基 葡萄糖 4号C羟基
HO
OH
4
O OH
HOH,
OO
4 OH 1 HO
OH
说明：
OH
（1）β -1, 4 -苷键。 （2）保留游离苷羟基 ，有变旋现象,为还原二糖。
第三节 多糖（polysaccharide）