第三章糖类的化学
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CO HO C H
H C OH H C OH
CH2OH
D-Fructose
最初糖类化合物用Cn（H2O）m通式表示，统称 为碳水化合物。
后发现有些糖类化合物,如鼠李糖（C6H12O5）、 脱氧核糖（C5H10O4）等不符合上述通式；再有 符合该通式的物质eg甲醛（CH2O）HCHO、醋 酸（C2H4O2、CH3COOH）从其理化性质看， 并不属于糖类，而且有些糖类化合物还含有N、 S、P等。因此将其定义为：糖是多羟基的醛或 酮及其缩聚物和衍生物。
半缩醛反应
α、 β异头体
规定:异头体的半缩醛羟基和分子末端-CH2OH基邻近不对称 碳原子的羟基在碳链同侧的称为α型，在异侧的称为β型。
吡喃葡萄糖与呋喃果糖
D-果糖的环状结构
β-D-吡喃果糖
β-D-呋喃果糖
Haworth透视式
在Fischer投影式中形成过长的氧桥是不合 理的。1926年Haworth提出透视式表达糖 的环状结构。
单糖衍生物 单糖的物理性质 单糖的化学性质
醛糖和酮糖
单糖含有一个羰基和多个羟基。根据羰基在碳 链上的位置可分为，醛糖(Aldoses) 和酮糖 (Ketoses)。
最简单的醛糖是甘油醛 (Glyceraldehyde) 最简单的酮糖是二羟丙酮 (Dihydroxyacetone)
含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮糖形 式。
eg G和F都是C6己糖， G-己醛糖 ， F-己酮糖
（2）、寡糖和多糖采用惯用名：
eg麦芽糖、半乳糖、淀粉等。
三、糖类的生物学功能
1、作为生物能源
淀粉和糖原分别作为植物和动物的重要能源物质，在有机体内通 过分解代谢而释放生物能量，满足机体的需求。
2、作为蛋白质、核酸、脂类等有机大分子生物合成的碳 源物质。
一、糖的定义
定义：糖是多羟基的醛或酮及其缩聚物和衍生 物。
Eg.葡萄糖（G）和果糖(F)分别是多羟基醛和 多羟基酮
CHO
(CHOH)n
CH2OH
醛糖
CH2OH CO (CHOH)n -1 CH2OH
酮糖
HO C
H C OH HO C H
H C OH H C OH
CH2OH
D-Glucose
H H C OH
第三章 糖类化合物
重点与难点
重点:单糖和双糖的结构与性质 难点:多糖的结构
第一节 概述
糖类是自然界最重要的有机化合物之一，它广 泛分布于动物、植物、微生物中。
糖类含量在植物中最为丰富，一般占植物体干 重的80%左右；在wsw中占菌体干重的10～ 30%；人和动物在2%以下，但个别组织含糖 丰富，eg肝脏贮存糖原占组织湿重的5%，人 乳糖的浓度达5～7%。核糖和脱氧核糖则存在 于一切生物的活细胞中。
2.命名： 一般采用习惯命名法
（1）、单糖用通俗命名法： ①用单糖的来源进行命名
G曾在葡萄中提取；F在水果中含量较为丰富。 ②根据C原子数量命名
eg C3丙糖， C4丁糖， C5戊糖， C6己糖等
甘油醛 二羟丙酮 赤藓糖 核糖 脱氧核糖 G、F
③如果C数相同，则根据单糖分子中的位置不同分为醛糖和酮糖。
从Fischer式到Haworth式的转换
a.氧环上的碳原子 按顺时针方向排列, 将直链右侧的羟基 写在环的下方，左 边的羟基写在环的 上方； b.成环后的糖有 多余的C原子时， （即未成环C原 子），如直链环是 向右侧的，写在环 上面，反之写在环 下面。（酮糖的 C1例外） 。
单糖的构象
构象是指一个分子中，不断裂共价键，仅由键旋转所 产生的原子空间位置的改变。
3 、作为生物体的结构物质
纤维素和半纤维素是植物细胞壁的主要成分。 细菌多糖是构成细菌细胞壁的主要成分。 甲壳质是虾，蟹等动物硬壳组织的结构成分。
4 、糖蛋白、糖脂等具有细胞识别，免疫活性等多种生理 活动功能。
eg构成血型决定因子，决定血型的特异性。
第二节 单糖的结构和性质
单糖的结构
D-/L-立体异构 单糖的环式结构 单糖构象
多糖：
是由多个单糖分子(n>20)缩合而成的生物大分 子，是自然界中糖类化合物存在的主要形式。 其水解后可得到多分子的单糖。 同聚多糖或均一多糖——构成多糖的单糖分 子都相同，eg淀粉，糖原，纤维素等。 若由不同单糖缩合而成的多糖——杂多糖或 不均一多糖，eg粘多糖，果酸，透明质酸等。
复合糖
由糖和非糖物质共价结合而成的复合物. 如糖蛋白或蛋白聚糖；糖脂或脂多糖.
吡喃糖环和呋喃糖环并非平面环。吡喃糖环常采取椅 式(chair)和船式(boat)构象，其中椅式构象使扭张强 度减到最低因而较稳定。呋喃环则有信封式 (envelope)和扭曲式(twist)构象。
单糖的环状结构---Haworth式透视结构
单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。对于 六碳醛糖来说，C-1上的醛基和C-5上的羟基可以反应形 成具有六元吡喃环状结构的半缩醛。 C-1上的醛基也可以 与C-4上的羟基反应形成具有五元呋喃环状结构的半缩醛。
成环反应使C-1上形成一个半缩醛羟基，导致新的异构体 产生——异头体(anomers)。
不同碳数醛糖的D-型异构体
不同碳数酮糖的D-型异构体
分子中含 n个不对称碳原子的，具 有2n个旋光异构体。
差向异构体 ( Epimers )
两个单糖仅仅在一个手ຫໍສະໝຸດ Baidu碳原子上构型不同的，互称 为差向异构体 (epimers)。 D-葡萄糖与 D-甘露糖为 C-2差向异构。 D-葡萄糖与 D-半乳糖为 C-4差向异构。
二、糖的分类和命名 1.分类
单糖
寡糖
聚糖
多糖
复合糖
单糖：
不能再水解成更小分子的糖类物质（多羟基醛 或多羟基酮）。
重要的的单糖为戊糖和已糖。eg、核糖、脱 氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖等。
寡糖：
由2～10个分子缩合失水而成，水解后得到相 应数目和种类的单糖分子。
最常见的寡糖为： 二糖:eg蔗糖、麦芽糖和乳糖 三糖有棉仔糖，龙胆三糖等。
一、单糖的D-/L-立体结构
除了二羟丙酮以外的其他单糖都具有一个或多个不对 称（手性）碳原子。
醛糖与酮糖的构型是由分子中离羰基最远的不对称碳 原子上的羟基方向来决定的。该羟基在Fischer投影 式右侧的称为D-型，在左侧的称为L-型。
D-葡萄糖与L-葡萄糖互为对映体(enantiomers)。一 对对映体，旋光方向相反，旋光度数、熔点、沸点等 都一样。
H C OH H C OH
CH2OH
D-Fructose
最初糖类化合物用Cn（H2O）m通式表示，统称 为碳水化合物。
后发现有些糖类化合物,如鼠李糖（C6H12O5）、 脱氧核糖（C5H10O4）等不符合上述通式；再有 符合该通式的物质eg甲醛（CH2O）HCHO、醋 酸（C2H4O2、CH3COOH）从其理化性质看， 并不属于糖类，而且有些糖类化合物还含有N、 S、P等。因此将其定义为：糖是多羟基的醛或 酮及其缩聚物和衍生物。
半缩醛反应
α、 β异头体
规定:异头体的半缩醛羟基和分子末端-CH2OH基邻近不对称 碳原子的羟基在碳链同侧的称为α型，在异侧的称为β型。
吡喃葡萄糖与呋喃果糖
D-果糖的环状结构
β-D-吡喃果糖
β-D-呋喃果糖
Haworth透视式
在Fischer投影式中形成过长的氧桥是不合 理的。1926年Haworth提出透视式表达糖 的环状结构。
单糖衍生物 单糖的物理性质 单糖的化学性质
醛糖和酮糖
单糖含有一个羰基和多个羟基。根据羰基在碳 链上的位置可分为，醛糖(Aldoses) 和酮糖 (Ketoses)。
最简单的醛糖是甘油醛 (Glyceraldehyde) 最简单的酮糖是二羟丙酮 (Dihydroxyacetone)
含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮糖形 式。
eg G和F都是C6己糖， G-己醛糖 ， F-己酮糖
（2）、寡糖和多糖采用惯用名：
eg麦芽糖、半乳糖、淀粉等。
三、糖类的生物学功能
1、作为生物能源
淀粉和糖原分别作为植物和动物的重要能源物质，在有机体内通 过分解代谢而释放生物能量，满足机体的需求。
2、作为蛋白质、核酸、脂类等有机大分子生物合成的碳 源物质。
一、糖的定义
定义：糖是多羟基的醛或酮及其缩聚物和衍生 物。
Eg.葡萄糖（G）和果糖(F)分别是多羟基醛和 多羟基酮
CHO
(CHOH)n
CH2OH
醛糖
CH2OH CO (CHOH)n -1 CH2OH
酮糖
HO C
H C OH HO C H
H C OH H C OH
CH2OH
D-Glucose
H H C OH
第三章 糖类化合物
重点与难点
重点:单糖和双糖的结构与性质 难点:多糖的结构
第一节 概述
糖类是自然界最重要的有机化合物之一，它广 泛分布于动物、植物、微生物中。
糖类含量在植物中最为丰富，一般占植物体干 重的80%左右；在wsw中占菌体干重的10～ 30%；人和动物在2%以下，但个别组织含糖 丰富，eg肝脏贮存糖原占组织湿重的5%，人 乳糖的浓度达5～7%。核糖和脱氧核糖则存在 于一切生物的活细胞中。
2.命名： 一般采用习惯命名法
（1）、单糖用通俗命名法： ①用单糖的来源进行命名
G曾在葡萄中提取；F在水果中含量较为丰富。 ②根据C原子数量命名
eg C3丙糖， C4丁糖， C5戊糖， C6己糖等
甘油醛 二羟丙酮 赤藓糖 核糖 脱氧核糖 G、F
③如果C数相同，则根据单糖分子中的位置不同分为醛糖和酮糖。
从Fischer式到Haworth式的转换
a.氧环上的碳原子 按顺时针方向排列, 将直链右侧的羟基 写在环的下方，左 边的羟基写在环的 上方； b.成环后的糖有 多余的C原子时， （即未成环C原 子），如直链环是 向右侧的，写在环 上面，反之写在环 下面。（酮糖的 C1例外） 。
单糖的构象
构象是指一个分子中，不断裂共价键，仅由键旋转所 产生的原子空间位置的改变。
3 、作为生物体的结构物质
纤维素和半纤维素是植物细胞壁的主要成分。 细菌多糖是构成细菌细胞壁的主要成分。 甲壳质是虾，蟹等动物硬壳组织的结构成分。
4 、糖蛋白、糖脂等具有细胞识别，免疫活性等多种生理 活动功能。
eg构成血型决定因子，决定血型的特异性。
第二节 单糖的结构和性质
单糖的结构
D-/L-立体异构 单糖的环式结构 单糖构象
多糖：
是由多个单糖分子(n>20)缩合而成的生物大分 子，是自然界中糖类化合物存在的主要形式。 其水解后可得到多分子的单糖。 同聚多糖或均一多糖——构成多糖的单糖分 子都相同，eg淀粉，糖原，纤维素等。 若由不同单糖缩合而成的多糖——杂多糖或 不均一多糖，eg粘多糖，果酸，透明质酸等。
复合糖
由糖和非糖物质共价结合而成的复合物. 如糖蛋白或蛋白聚糖；糖脂或脂多糖.
吡喃糖环和呋喃糖环并非平面环。吡喃糖环常采取椅 式(chair)和船式(boat)构象，其中椅式构象使扭张强 度减到最低因而较稳定。呋喃环则有信封式 (envelope)和扭曲式(twist)构象。
单糖的环状结构---Haworth式透视结构
单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。对于 六碳醛糖来说，C-1上的醛基和C-5上的羟基可以反应形 成具有六元吡喃环状结构的半缩醛。 C-1上的醛基也可以 与C-4上的羟基反应形成具有五元呋喃环状结构的半缩醛。
成环反应使C-1上形成一个半缩醛羟基，导致新的异构体 产生——异头体(anomers)。
不同碳数醛糖的D-型异构体
不同碳数酮糖的D-型异构体
分子中含 n个不对称碳原子的，具 有2n个旋光异构体。
差向异构体 ( Epimers )
两个单糖仅仅在一个手ຫໍສະໝຸດ Baidu碳原子上构型不同的，互称 为差向异构体 (epimers)。 D-葡萄糖与 D-甘露糖为 C-2差向异构。 D-葡萄糖与 D-半乳糖为 C-4差向异构。
二、糖的分类和命名 1.分类
单糖
寡糖
聚糖
多糖
复合糖
单糖：
不能再水解成更小分子的糖类物质（多羟基醛 或多羟基酮）。
重要的的单糖为戊糖和已糖。eg、核糖、脱 氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖等。
寡糖：
由2～10个分子缩合失水而成，水解后得到相 应数目和种类的单糖分子。
最常见的寡糖为： 二糖:eg蔗糖、麦芽糖和乳糖 三糖有棉仔糖，龙胆三糖等。
一、单糖的D-/L-立体结构
除了二羟丙酮以外的其他单糖都具有一个或多个不对 称（手性）碳原子。
醛糖与酮糖的构型是由分子中离羰基最远的不对称碳 原子上的羟基方向来决定的。该羟基在Fischer投影 式右侧的称为D-型，在左侧的称为L-型。
D-葡萄糖与L-葡萄糖互为对映体(enantiomers)。一 对对映体，旋光方向相反，旋光度数、熔点、沸点等 都一样。