生物化学课件 第1章 糖类化合物11

糖的命名与分类
1. 单糖：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。
(1)、丙糖：丙糖主要是甘油醛和二羟丙酮，它们的
3-磷酸酯是糖代谢中最重要的中间体。 (2)、丁糖：主要是D-赤藓糖及D-赤藓酮糖。
P22
(3)、戊糖：主要是D-木糖和D-核糖及L-阿拉伯糖
(4)、已糖：自然界重要的已醛糖有D-葡萄糖、D-半乳
糖、D-甘露糖。重要的已酮糖有D-果糖和L-山梨糖
(5)、庚糖和辛糖：D-景天庚酮糖
糖的分类（2）
2、寡糖 (oligose)：
oligo来自希腊文，意为少。可以被水解的，产生少数的 几个单糖的聚合物，一般含有2-10个单糖分子，单糖之间以 糖苷键连接。最常见的是双糖,
如: 麦芽糖(maltose),乳糖(lactose),蔗糖(sucrose)。大部 分单糖和寡糖都是结晶状化合物，溶于水，并有甜味。
3、多糖 (polysaccharide)：
多糖也是单糖的聚合物，有很长的链，其结构为线型或分 支型。按照它们的结构可分为两大类
糖的分类（3）
a、均一多糖（同多糖）：一种单糖聚合而成。 如 淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质
b、非均一多糖（杂多糖）：两种单糖或两种以上的单糖。 如透明质酸，半纤维素等。
Cyclization reactions for hexoses
D-葡萄糖在水溶 液中主要以吡喃糖 存在，呋喃糖次之。
D-果糖在水溶 液中主要以呋喃糖 存在，吡喃糖次之。
复习思考题：
• 1、葡萄糖有链状和环状结构是根据什么事实提出的？ • 2、在糖的化学中D、L、α、β、（＋）、（－）
各表示什么？
环状半缩醛的形成
异头碳羟基与末端羟甲基（手性碳）是 反式的为α异头物，顺式为β异头物。
环状半缩醛的形成
Cyclization of Monosaccharides forms two Cyclic forms
3. α-和 β-异头物（体）（anomer)
单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的手性 中心，导致C1差向异构化，产生两个非对映异构体，由于差向 的位置是第一位C，因此也叫异头体（物）。
（二）单糖的化学性质
1. 单糖在碱催化下的酮-烯醇互变异构
Ketoses（酮糖） are reducing sugars if they can isomerize to aldoses（醛糖）, under the basic conditions of the test, the ketoses can isomerize to form aldoses
通式Cn(H2O)m，
所以称之为碳水化合物。例如：葡萄糖、果糖 但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖
C5H12O5（甲基糖）；脱氧核糖C5H10O4。 有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。例
如甲酸（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。 因此，最好还是叫做糖类较为合理。
的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的稳定的立体 结构。
构象(conformation) ：由于分子中的某个原子( 基团) 绕 C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构 形式
（2）几何异构（顺反异构）和立体异构
旋光异构
几何异构（顺反异构）
几何异构（顺反异构）和立体异构
立体异构
旋光异构
对映体: 物体与镜像的关系
果糖的对应异构体
D- Monosaccharides
Chiral carbon farthest from the carbonyl group determines an L or D isomer.
差向异构体
D- Monosaccharides
D-Ketoses in the range of C3-C6
单词：sugar, carbohydrate, saccharides, glucide,
glucobiology
（三）、糖的命名与分类
1. 单糖：不能再水解的糖； 2. 寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；
3. 多糖 ：能水解生成许多单糖的高分子化合物。
同多糖：由一种单糖组成的多糖； 杂多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的单糖。 4、结合糖( 复合糖，糖缀合物) ： 分子中除糖之外，还有其它非糖组分构成的复合多糖。 如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等 糖作为功能分子，主要是复合多糖。
为什么酮糖也是还原糖 ?
2. 单糖的氧化
费林试剂氧化（碱性氧化）：氧化成醛糖酸
醛糖与酮糖都能被象Benedict试剂或费林试剂这样的弱 氧化剂氧化，生成氧化亚铜的砖红色沉淀，糖分子的醛基被 氧化为羧基。凡是能被上述弱氧化剂氧化的糖，都称为还原 糖，所以，果糖也是还原糖。
Oxidation of Cyclic form of monosaccharides
4、结合糖( 复合糖，糖缀合物) ：
分子中除糖之外，还有其它非糖组分构成的复合多糖。 如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等 5、糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷
二.旋光异构
(一)、有关旋光异构的几个概念 1. 异构现象 （1）构型与构象； 构型(configuration) ：分子中由于各原子或基团间特有
A、4 B、16 C、32 D、64
厦门大学2004年
5. 1）名词解释：差向异构体
2011年山东大学
2）半乳糖和甘露糖是差向异构体（判断）
2012年山东大学
2. 环状半缩醛的形成
单糖环状结构的根据(2-3)
（2 ）、不象醛类那样形成缩醛，而是只和一分子的醇形成 半缩醛（Hemiacetals)
（3 ）、葡萄糖的醛基不能象一般醛类那样与Schiff试剂( 品 红- 亚硫酸）起反应发生紫红色反应，即不能使被亚硫酸漂 白了的品红呈现红色。葡萄糖也不能与亚硫酸氢钠起加成 反应
第1章 糖类和糖类化合物
第一部分糖类化合物
一、引言
（一）、糖的生理功能
1. 作为生物体的一种结构物质 第一部分糖类化合物
如纤维素、几丁质和肽聚糖 2、糖是生物体的重要的能源
如植物里合成淀粉，动物细胞中有糖原等。 3、糖是生物机体内的碳源，转变成其他物质 4、某些复合糖类在细胞的通讯与识别中有重要地位。
纤维素
结
β-(1，4)
N-乙酰-β-D-葡萄糖胺
几丁质
构 多
糖
β-(1，4)
N-乙酰胞壁酸（NAG）
肽聚糖
2. 核糖的呋喃型构象（信封式）
CH2OH
O
H
H HO
HO OH
OH H
Ribose
（四）、单糖的物理化学性质 P13
1、单糖的物理性质
（1）、旋光性(Optical activity)：ability to rotate plane polarized light. D-果糖是左旋糖，二羟丙酮没有旋光性 （2）、甜度（Sweetness）：sweetness relative to sucrose（蔗糖）,糖精,天冬苯丙二肽 （3）、溶解性：（soluble in water, but only slightly soluble in ethanol）易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶 剂
1. 在糖的结构特征描述中， “D”、“L”是指构型，而 “＋”、“－”指旋光方向，“D” 与“＋”，“L”与“－”并无必 然联系。（判断 ）华南理工大学2005年
(三)、单糖的构象
吡喃糖环和呋喃糖的构象
• 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。
参与细胞与细胞的识别（分子识别），病毒的吸附 及抗原抗体的反应。
复合糖类在细胞的通讯与识别
第一部分糖类化合物
复合糖类在细胞的通讯与识别
第一部分糖类化合物
（二）、糖类的化学本质
一• 定引义：言糖是多羟基醛或多羟基酮及衍生物，以及可以水解产
生这些化合物的物质的总称。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) • 广义的糖可分为简单糖类和糖复合物。前者包括单糖、寡糖 和多糖；后者包括糖与蛋白质、脂类等共价形成的复合物。
• 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。呋喃环则有信封式和扭曲式构象。
1. 吡喃糖的构象
1.葡萄糖吡喃型的构象
吡喃糖环和呋喃
糖环并非平面环 • 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
c. 用钠、汞剂作用，生成 直链的山梨醇。
（二）. D系单糖和L系单糖
单糖除二羟丙酮外，都含有手性碳原子C *）
• 所有的醛糖都可以看成是甘油醛的醛基碳下端逐个插入C* 延伸而成。D-甘油醛衍生而来的称D系醛糖，由L-甘油醛衍生 而来的称L系醛糖。
• 天然存在的已醛糖一般都是D型的(如葡萄糖）。
• 含有n个C*的化合物，
吡喃糖的两种椅式构象
一般而言，平伏键比直立键更稳定。因此在溶液中， 对于葡萄糖，β-D-葡萄糖比α-D-葡萄糖更占优势。
Two conformations of D-glucose.
β-D-Glucose 更稳定
吡喃糖的两种椅式构象
α-D-葡萄糖
α-(1，4)
淀粉 糖原