有机-碳水化合物讲解
基础知识了解碳水化合物的作用
基础知识了解碳水化合物的作用碳水化合物（Carbohydrates）是一类主要由碳、氢、氧元素组成的有机化合物。
它们是人体生活中最重要的营养素之一，不仅是身体能量的主要来源，还有许多其他重要作用。
在以下文章中，我们将深入了解碳水化合物的作用。
第一部分：碳水化合物的分类碳水化合物可以分为简单碳水化合物和复杂碳水化合物两类。
简单碳水化合物主要包括单糖和双糖。
单糖是最简单的碳水化合物，包括葡萄糖、果糖和半乳糖等。
双糖由两个单糖分子组成，如蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
复杂碳水化合物主要是多糖，由多个单糖分子组成，例如淀粉、纤维素和糖原等。
第二部分：碳水化合物的能量供给碳水化合物在人体中起到提供能量的重要功能。
每克碳水化合物可提供4千卡的能量，是人体最主要的能量来源。
碳水化合物在人体内被分解为葡萄糖，并通过血液循环输送到各个组织和器官，被细胞吸收后参与能量代谢。
在身体需要能量时，碳水化合物首先被分解为葡萄糖并供给能量。
如果葡萄糖储备充足，多余的碳水化合物会被转化为糖原储存在肝脏和肌肉中，以备不时之需。
一旦葡萄糖和糖原储备消耗完，身体会转而利用脂肪和蛋白质作为能源。
第三部分：碳水化合物的结构功能除了提供能量外，碳水化合物还具有多种结构功能。
1. 细胞结构：碳水化合物是细胞膜的重要组成部分，可以增强细胞膜的弹性和稳定性。
2. 免疫功能：碳水化合物与蛋白质结合形成糖蛋白，糖蛋白在免疫系统中起到重要作用，调节免疫反应和参与疾病防御。
3. 能源储备：糖原是人体内主要的能量储备形式，储存在肝脏和肌肉中。
当身体需要能量时，糖原会被分解为葡萄糖供给能量。
4. 稳定血糖：膳食中的纤维素是一种无法被人体消化吸收的碳水化合物，但它可以减缓葡萄糖的吸收速度，使血糖水平保持相对稳定，有助于预防糖尿病和控制体重。
第四部分：碳水化合物的摄入建议碳水化合物是日常饮食中必不可少的营养素，但是摄入过多的碳水化合物可能对健康产生不利影响。
世界卫生组织推荐，碳水化合物应占总能量的55%～75%，以复杂碳水化合物为主，减少简单碳水化合物的摄入。
碳水的名词解释
碳水的名词解释碳水是我们日常生活中经常听到的一个词汇，它源于碳水化合物的简称。
碳水化合物是生物体内组成比例最高的有机化合物之一，它由碳、氧和氢元素组成。
作为人类身体能量的主要提供者，碳水化合物在我们的日常饮食中起着重要的作用。
本文将对碳水化合物的定义、分类和功能进行详细解释。
1. 碳水化合物的定义碳水化合物是一类由碳、氧和氢元素组成的有机化合物。
它们的化学式可以用(C·H2O)n表示，其中n为整数，表示含有n个碳水化合物单元。
碳水化合物的特征是含有丰富的化学键和化学活性，使得它们成为生物体中最常见的有机分子。
2. 碳水化合物的分类碳水化合物按照其结构和功能可以分为多个类别。
其中，单糖是最简单的碳水化合物，包括葡萄糖和果糖等。
多糖则是由多个单糖分子组成，如淀粉和纤维素。
此外，还有纤维状碳水化合物、甜味剂和饮料中的糖等。
3. 碳水化合物的功能碳水化合物在人体中起着重要的能量供给作用。
作为人类主要的能量源，碳水化合物被人体消化吸收后会被分解为葡萄糖，在细胞内经过氧化反应产生能量。
此外，碳水化合物还是构建和修复细胞的重要物质，维持人体正常的生理功能。
尤其对于脑部和神经系统的正常运转，碳水化合物的供应至关重要。
4. 碳水化合物与健康虽然碳水化合物是人类能量的重要来源，但过量的碳水化合物摄入可能对身体健康产生负面影响。
过多的碳水化合物会导致血糖升高，引发胰岛素分泌增加，并最终导致胰岛素抵抗和糖尿病等慢性病的发生。
因此，合理控制碳水化合物的摄入量，选择健康的碳水化合物来源，如全谷物、水果和蔬菜，对于维持身体健康至关重要。
5. 碳水化合物的食物来源碳水化合物广泛存在于我们的饮食中，主要来源包括谷物、米类、面粉、蔬菜、水果和甘蔗等。
淀粉主要存在于谷物、根茎类蔬菜和豆类中，而果糖主要存在于水果中。
在选择碳水化合物来源时，应优先选择天然和富含膳食纤维的食物，以满足人体对营养物质的需求。
结语碳水化合物作为人类能量的重要供应者，在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
有机化学 第14章碳水化合物
其他单糖的氧环式结构：
例如，D-果糖在溶液中主要是以五元氧环结构存在的， 并且也有α-和β-两种构型。
14-2-4 吡喃糖的构象 在D-葡萄糖水溶液中，β-D-葡萄糖含量比α-D-
葡萄糖多（64：36）稳定性与它们的构象有关。 例如β-D-葡萄糖的两种椅型构象如下：
稳定，两者能量差：25kJ/mol
由α-D-葡萄糖苷水解得到的，不单是α-D-葡萄糖。而是 α-和 β-两种葡萄糖的混合物.
五甲基葡萄糖的水解：
稳定
具有醛的特性
14-4 二糖
二糖是由两个单糖单元构成的。它们可以看作是一个 单糖分子的苷羟基与另一个单糖分子的某一个羟基 （可以是醇羟基，也可以是苷醛基）之间脱水缩合产 物，即构成二糖的两个单糖是通过苷键互相连接的。
α-D-葡萄糖也有两种椅型构象：
在所有D型己醛糖中，只有葡萄糖能有五个取代 基全在e键上因而很稳定的够象。
14-3 单糖的化学性质
官能团：羟基与羰基
14-3-1 氧化反应 1、被硝酸氧化 在硝酸的氧化下，醛糖的醛基和伯醇基都可以被氧化.例 如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡萄糖二酸。
2、溴水氧化——将醛糖的醛基氧化成酸
14-2-1 单糖的开链结构 葡萄糖是开链的五羟基己醛
醛糖
14-2-2 单糖的构型
最简单的单糖是2，3-二羟基丙醛俗名甘油醛含 有一个手性碳原子.
己糖醛则有24=16种立体异构体. 天然葡萄糖通过化学方法已经确定具有如下的构型:
葡萄糖的名称是（2R，3S，4R来自5R）-2，3，4，5，6-五羟基己醛
根据混合酸的组成和反应时间的不同，纤维素酯化的 程度也不同: 如平均每个葡萄糖单元有2.5~2.7个—ONO2，所得产物 易燃，且有爆炸性—火棉，可制炸药。若每个葡萄糖单 元 有 2.1~2.5个—ONO2， 所 得 产 物 也 易 燃 ， 但无 爆炸 性—胶棉，可制塑料、喷漆等。
【有机化学课件】15 第15章 碳水化合物
2．西列瓦诺夫(Селиванов)反应
酮糖与间苯二酚在浓盐酸存在下加热，两分钟内生成有色物 质；果糖显红色；醛糖也有类似反应，但比酮糖要慢得多， 利用这个反应可区别醛糖和酮糖。
３．蒽酮反应
所有的糖都能与蒽酮的浓硫酸溶液作用生成兰绿色物质。这 个反应可用来定量测定糖。 应用化学系
第15章 碳水化合物
第15章 碳水化合物
有机化学2012
第15章 碳水化合物
主讲人：冯志彪
应用化学系
第15章 碳水化合物
有机化学2012
碳水化合物常根据它能否水解或水解后生成的产物分为三类：
1．单糖：不能水解的多羟基醛（称醛糖）或多羟 基酮（称酮糖）。如葡萄糖、果糖等。 2．低聚糖：水解后能生成2～10个分子单糖的糖统 称为低聚糖，如蔗糖、麦芽糖等； 3．多糖：水解后能生成很多分子单糖的糖称为多糖。 如淀粉、纤维素、果胶质等。
应用化学系
第15章 碳水化合物 15.1 单糖概述与命名
有机化学2012
一、单糖概述
单糖是多羟基醛或酮，是构成低聚糖和多糖的基本单位。
单糖中最重要，分布最广的是己醛糖中的葡萄糖和己酮糖中的果糖
应用化学系
第15章 碳水化合物
有机化学2012
二、单糖的结构
1．单糖的开链结构
1）用强还原剂（磷和氢碘酸）还原葡萄糖，得正己烷，证明葡萄 糖六个碳原子在一条直链上。 2）与苯肼、羟胺等羰基试剂能起加成反应，证明葡萄糖的分子中 有羰基。 3）用溴水氧化，得到一个六碳羧酸，证明葡萄糖分子一端是醛基。 （酮羰基不被溴水氧化）。 4）葡萄糖与酸酐作用，生成五乙酰葡萄糖，这说明它含有五个羟 基。由于两个羟基在同一碳上的结构是不稳定的，所以这五个羟基 应用化学系 应是分别连在五个碳原子上的。
有机化学-第十四章碳水化合物
H OH HO H
*C
*C
OH
OH
HO
O +HO
O
OH
OH
CH2OH
CH2OH
α-D-葡萄糖
β-D-葡萄糖
37%
63% 31
异头物：α-型 β-型，端基异构体
H OH
C
OH
HO
O
OH
C H 2O H
α-D-吡喃葡萄糖
+112 °
结构不同，物性有差异。 2020/12/19
5
CHO H OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
CHO HO H
CH2OH
2020/12/19 L-(-)-甘油醛
CHO
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
C H 2O H
D-(+)-葡萄糖
CHO
HO
H
H
OH
HO
H
HO
H
C H 2O H
L-(-)-葡萄糖
C H 2O H
O
HO
H
H
OH
H
OH
C H 2O H
D-(-)-果糖
2020/12/19
13
（2）化学性质
①差向异构化
❖差向异构体：只有一个手性碳原子的构型相反，其他手性碳原子构型完全相同。
H
O
C
OH
HO OH
OH
C H 2O H
D-(+)-葡萄糖
2020/12/19
b
H
OH
H
O
OH－
碳水化合物结构式-概述说明以及解释
碳水化合物结构式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述碳水化合物是生物体内最主要的能量来源，也是构成生命体的重要物质之一。
它们由碳、氢和氧元素组成，其化学式一般为Cm(H2O)n，因此得名“碳水化合物”。
碳水化合物可以分为单糖、双糖和多糖三类，其结构式也呈现多样化。
本文将重点介绍碳水化合物的结构式及其分类，以帮助读者更深入地了解这一重要的化学物质。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三部分。
引言部分将对碳水化合物结构式进行概述，介绍本文的结构和目的。
正文部分将包括碳水化合物概述、碳水化合物分类和碳水化合物结构式三个部分，详细介绍碳水化合物的相关知识和结构式的表示方法。
结论部分将对整篇文章进行总结，探讨碳水化合物结构式的影响以及未来的发展展望。
通过这样的结构，读者可以系统地了解碳水化合物结构式的相关知识。
"1.3 目的"部分的内容如下：本文的目的是介绍和解释碳水化合物结构式的概念和分类。
通过对碳水化合物结构式的详细探讨，读者将能够更好地理解碳水化合物在化学中的重要性和应用，以及它们在生物体内的作用。
同时，本文也旨在帮助读者更深入地了解化学结构与化合物性质之间的关系，为进一步学习化学奠定基础。
通过阅读本文，读者将能够对碳水化合物结构式有一个清晰的理解，以及对碳水化合物的相关话题有更深入的认识。
2.正文2.1 碳水化合物概述碳水化合物是由碳、氢和氧元素组成的一类有机化合物，通常以含有羟基（-OH）的多元醇和醛酮为代表。
它是生物体内最基本的能量来源，也是构成生物体主要成分的重要营养物质之一。
碳水化合物的主要功能是提供能量，它们在机体内燃烧时产生热能，使得身体能够维持正常的生理和代谢活动。
除了提供能量外，碳水化合物也是构成细胞膜的重要组成成分，还可以作为植物的结构材料和能量贮存物质。
碳水化合物分为单糖、双糖、多糖三大类，其中单糖是构成多糖和多糖的基本单元，双糖是由两个单糖组合而成，多糖是由多个单糖分子通过糖苷键结合而成。
生物体内的有机物
生物体内的有机物生物体内的有机物是指由碳、氢、氧和其他元素构成的化合物，包括碳水化合物、脂肪和蛋白质等。
这些有机物在生物体内起着重要的作用，维持着生命的正常运行。
一、碳水化合物碳水化合物是由碳、氢和氧元素组成的化合物，是生物体内最主要的能量来源。
碳水化合物有单糖、双糖和多糖三种形式。
1. 单糖单糖是由一个简单的糖分子构成的碳水化合物，如葡萄糖、果糖和蔗糖等。
单糖是生物体内的主要能量供应来源，通过新陈代谢产生ATP供给细胞活动。
2. 双糖双糖是由两个单糖分子通过缩合反应形成的，如蔗糖和乳糖等。
双糖需要在消化道中被分解成单糖才能被吸收利用。
3. 多糖多糖是由许多单糖分子缩合而成，如淀粉和纤维素等。
多糖在生物体内起到能量储存和结构支持的作用。
淀粉是植物细胞内的主要能量储存物质，而纤维素则是植物细胞壁的主要结构组分。
二、脂肪脂肪是由甘油和脂肪酸构成的有机物，是生物体中重要的能量储存形式。
脂肪在体内的主要功能有储能、保护和绝缘等。
1. 甘油甘油是脂肪的骨架，它与三个脂肪酸分子通过酯化反应结合形成三酸甘油脂。
甘油是合成脂肪的基础。
2. 脂肪酸脂肪酸是一种长链的羧酸，可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。
饱和脂肪酸的碳链上没有双键，而不饱和脂肪酸则含有一个或多个碳碳双键。
不饱和脂肪酸可以进一步细分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。
三、蛋白质蛋白质是生物体内功能最为复杂、最为广泛的有机物之一，由氨基酸构成。
蛋白质在生物体内扮演着骨骼结构、酶催化、运输、免疫等重要角色。
1. 氨基酸氨基酸是蛋白质的组成单元，共有20种氨基酸参与蛋白质的合成。
氨基酸通过肽键连接形成多肽，进一步组成蛋白质。
2. 蛋白质结构蛋白质的结构可分为四个级别：一级结构是指氨基酸的线性排列方式；二级结构是指氨基酸链的局部折叠方式；三级结构是指蛋白质整体的三维结构；四级结构是指多个蛋白质亚基之间的相互作用。
四、核酸核酸是生物体内储存和传递遗传信息的重要有机物，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
有机化学17---碳水化合物
17.2 单糖
17.2.1 单糖的开链式结构和命名 相对分子质量最小的单糖：
CHO CHOH CH2OH CH2OH C O CH2OH
丙醛糖（甘油醛）
丙酮糖（二羟基丙酮）
甘油醛分子中有一个手性碳原子，故存在两种对映异构体：
CHO H C OH CH2OH CHO H OH CH2OH CHO HO H CH2OH CHO HO C H CH2OH
β-D-吡喃核糖
β-D-吡喃核糖四甲醚
70%
17.2 单糖
用选择性的甲基化方法将C1位的半缩醛转化为缩醛。 例如，用酸性的甲醇处理D-葡萄糖，得到甲基缩醛：
β -苷键 OH HO HO O OH OH MeOH 0.25% HCl, H2O HO HO OH O H OH OMe + HO HO OH O OMe OH H
H2, R-Ni 或 NaBH4, MeOH
D-葡萄糖
山犁醇
17.2 单糖
3）形成糖脎 醛糖和酮糖与苯肼作用，在C1和C2位形成双苯腙， 称为糖脎。由于糖脎的C2位是无手性的，而糖脎形成时 苯肼只与C1和C2作用，因此，C3、C4和C5构型相同的 D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖与苯肼作用，得到同一种 糖脎——D-葡萄糖脎：
CH2OH
17.2 单糖
17.2.2 单糖的环状结构
D-葡萄糖 α 型晶体
熔点146℃ 新配制成水溶液 比旋光度 +112 o
逐渐 下降
D-葡萄糖 β 型晶体
熔点150℃
新配制成水溶液
比旋光度 +18.7 o
上 渐 逐
升
比旋光度 + 52.7 o
开链式结构无法解释葡萄糖的变旋现象。 实验证明：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有利于成环。如：
有机化学第十三章 碳水化合物
醛 糖 (aldose) 羰 基 类 别
酮 糖 (ketose)
H
D -(+)-葡 萄 糖
HO
D -G lucose
H
(己 醛 糖 )
H
CHO OH H OH OH
C H 2O H
CHO
CHO
CHO
HO
H
H
OH HO
H
HO
H
H
OH H
OH
H
OH
H
OH H
OH
H
OH
CH2OH
D(-)核糖
CH2OH
D(-)阿拉伯糖
CH2OH
CHO HO D-(-)-threose
OH CH2OH
CHO
CHO
OH D-(-)-ribose
HO
OH
OH 5C
OH CH2OH
OH D-(-)-arabinose
CH2OH
CHO OH D-(+)-xylose
CHO HO
HO
HO
OH CH2OH
D-(+)-lyxose
OH
CH2OH
Release the Chemical Energy
Respiration
•作为生物分子之一的糖，早在一个世纪前已为人们所 认识，著名的化学家E.Fisher就因为在糖化学领域的 杰 出成就而荣获1902年的诺贝尔化学奖。 •在相当长的时间内，糖仅作为生物体内的能量和结构 物质被认识的。随着研究的深入，人们认识到糖类在 生命过程中也起着十分重要的作用。 •细胞表面密布着糖，糖是细胞与细胞间的通讯的信息 分子。
多糖(polysaccharide)：淀粉、纤维素等
碳水化合知识点总结
碳水化合知识点总结1. 碳水化合物的基本概念碳水化合物是由碳、氢和氧元素组成的有机化合物，通式为（CH2O）n，其中n=3或更多。
它们的主要功能是为生物提供能量及构建细胞结构。
碳水化合物主要来自于植物的光合作用过程，是生物体内合成和分解最频繁的一类有机物。
在自然界中，碳水化合物的形式非常多样，包括单糖、双糖、多糖和纤维素等。
2. 碳水化合物的分类碳水化合物根据其分子结构可以分为三大类：单糖、双糖和多糖。
（1）单糖：单糖是由一个碳水化合物分子组成的，通常包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
单糖是生物体内糖代谢的基本单位，是细胞内的能量来源，也是构成生物体内多糖的组成单元。
（2）双糖：双糖是由两个单糖分子通过糖苷键结合而成，如蔗糖、乳糖等。
双糖在生物体内的代谢过程中，需要先通过酶的作用将其分解成单糖，再参与能量代谢或合成多糖。
（3）多糖：多糖是由多个单糖分子通过糖苷键结合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。
多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用，是植物和动物细胞的主要构成成分之一。
3. 碳水化合物的结构特征碳水化合物的分子结构是碳原子构成的骨架，上面附着氢原子和氧原子，根据不同的化学键的连接方式，碳水化合物可以分为醛糖和酮糖两种类型。
（1）醛糖：醛糖的分子中含有一个羰基（-CHO）与多个羟基（-OH），在分子结构中醛基位于末端碳原子上，如葡萄糖是一种典型的醛糖。
（2）酮糖：酮糖的分子中含有一个羰基（-CO-)与多个羟基（-OH），在分子结构中酮基位于内部碳原子上，如果糖是一种典型的酮糖。
4. 碳水化合物的性质碳水化合物具有多种生理活性和化学性质，通常表现为甜味、发酵、水解等。
（1）甜味：许多单糖和双糖具有甜味，因其结构特征而在口中具有甜味，如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
（2）发酵：许多碳水化合物在微生物或酵母菌的作用下可以进行发酵，产生乙醇或乳酸，如葡萄糖在酵母菌作用下发酵产生乙醇。
（3）水解：多糖类化合物可以在酶的作用下被水解为单糖，从而释放能量，如淀粉在消化过程中被水解为葡萄糖。
有机化学基础知识点碳水化合物的立体化学性质
有机化学基础知识点碳水化合物的立体化学性质在有机化学领域中，碳水化合物是一类重要的化合物。
它们由碳、氢和氧原子组成，结构包括单糖、双糖和多糖等多种形式。
碳水化合物的立体化学性质在其结构和化学性质的研究中起着关键作用。
本文将重点讨论碳水化合物的立体化学性质，包括手性、立体异构体和光活性。
一、手性手性是指一个化合物存在非对称中心，因此有左右两种镜像体。
这种非对称中心可以是一个碳原子，其四个取代基围绕着它形成一个四面体结构。
对于一个手性分子，它的两个镜像体被称为对映异构体。
这些对映异构体在物理性质和生物活性上可能有截然不同的表现。
手性分子的手性性质是由于它的非对称中心导致的，而非对称中心又是由于碳原子上的取代基不同而产生的。
在碳水化合物中，单糖如葡萄糖和半乳糖就具有手性。
二、立体异构体除了手性分子外，立体异构体是碳水化合物中另一个重要的立体化学性质。
立体异构体是指分子结构相同但空间构型不同的化合物。
在碳水化合物中，最常见的立体异构体包括顺式异构体和反式异构体。
顺式异构体是指有两个取代基在环上相邻的情况，而反式异构体则是这两个取代基在环上相对的情况。
这种立体异构体的存在影响着碳水化合物在空间中的构型和化学性质。
三、光活性光活性是指某些化合物对偏振光的旋光性质。
在碳水化合物中，有一类特殊的化合物被称为旋光糖，它们具有旋光性质。
旋光糖可以使平面偏振光发生旋光现象，这是由于它们的分子结构中存在一个不对称的碳原子。
旋光糖分为左旋糖和右旋糖，分别表示其对偏振光的旋转方向。
它们的旋光性质使得它们在光学和医药领域有广泛的应用。
总结起来，碳水化合物的立体化学性质是有机化学中的重要知识点。
其中手性、立体异构体和光活性是碳水化合物研究中常被讨论的方面。
准确理解和掌握碳水化合物的立体化学性质对于有机化学的学习和应用具有重要意义。
食品中的有机化合物
食品中的有机化合物随着人们对健康生活的追求，有机食品在市场上越来越受到关注。
有机食品的一个重要特征就是它们不含有机合成农药、化肥以及基因改造成分。
然而，有机食品中仍然存在着丰富的有机化合物，这些化合物既能为人体提供必需的营养物质，又能对人体产生潜在的健康风险。
一、有机化合物简介有机化合物是由碳元素和氢元素为主要成分组成的化合物。
在食品中，有机化合物包括碳水化合物、脂肪、蛋白质等营养物质，以及食品添加剂、防腐剂等。
1. 碳水化合物碳水化合物是食物中的主要能量来源。
它们包括单糖、双糖和多糖。
单糖如葡萄糖、果糖等可被人体直接利用，提供能量。
双糖如蔗糖、乳糖等需要在消化过程中被分解成单糖才能被吸收。
多糖如淀粉、纤维素等提供较低的能量，同时对消化系统有益。
2. 脂肪脂肪是食物中的另一种重要能量来源。
它们包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和转化脂肪酸。
饱和脂肪酸主要存在于动物食品中，而不饱和脂肪酸则主要存在于植物油中。
合理摄入适量的脂肪对人体健康至关重要。
3. 蛋白质蛋白质是构成人体细胞的基本结构和功能的重要物质。
它们由氨基酸组成，可以提供必需的氨基酸供人体合成其他蛋白质。
4. 食品添加剂和防腐剂食品添加剂和防腐剂是为了保持食品质量和延长货架期而添加到食品中的物质。
它们包括色素、甜味剂、防腐剂等。
食品添加剂和防腐剂这些有机化合物在食品中的使用受到一定的监管和限制。
二、有机化合物的营养作用有机化合物在食物中发挥着重要的营养作用。
它们不仅为人体提供能量，还提供必需的营养物质。
1. 能量供应碳水化合物和脂肪是人体主要的能量来源。
摄入足够的碳水化合物和脂肪能够满足人体的能量需求，维持身体正常的运转。
2. 细胞构建蛋白质是构成人体细胞的基本结构和功能的重要物质。
蛋白质通过合成肌肉、骨骼和器官组织，维持身体的正常生长和发育。
3. 维生素和矿物质供给食物中的有机化合物还包含丰富的维生素和矿物质，如维生素C、维生素E、铁、钙等。
碳水化合物科普
碳水化合物科普碳水化合物是一类由碳、氢和氧组成的有机化合物。
它们是生命体内最重要的能量来源之一，广泛存在于自然界中的各种生物体中，如植物、动物和微生物。
碳水化合物的主要功能是供给身体能量，同时也具有结构和调节生理功能的作用。
碳水化合物根据它们的分子结构和功能可以分为三类：单糖、双糖和多糖。
单糖是由一个简单的分子结构组成，包括葡萄糖、果糖和半乳糖等。
它们是最基本的碳水化合物单元，可以通过新陈代谢产生能量。
双糖是由两个单糖分子结合而成，如蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
它们需要在体内被酶分解成单糖才能被利用。
多糖是由多个单糖分子组成，如淀粉、纤维素和糖原等。
它们是植物和动物体内储存能量的主要形式。
碳水化合物在人体内的消化和吸收过程是一个复杂的过程。
当我们食物中摄入碳水化合物时，口腔中的唾液酶开始分解淀粉为糖类物质。
然后，食物通过食道进入胃部，胃酸的作用下，食物中的碳水化合物进一步分解。
最后，它们进入小肠，在小肠粘膜上的酶的作用下，分解成单糖分子并被吸收进入血液循环中。
血液将糖类物质输送到各个细胞中，供给身体能量的需求。
碳水化合物作为能量的来源，在人体内的作用是不可替代的。
它们是葡萄糖的主要来源，葡萄糖是人体细胞最重要的能量供应物质。
大脑和神经系统特别依赖葡萄糖作为能量来源，因此，碳水化合物对于维持大脑和神经系统的正常功能至关重要。
碳水化合物还具有结构和调节生理功能的作用。
例如，纤维素是一种人体无法消化的多糖，但它在肠道中发挥重要的作用，促进肠道蠕动，增加粪便体积，预防便秘。
然而，对于碳水化合物的摄入需要适量控制。
过多的碳水化合物摄入可能导致体重增加、肥胖和一些慢性疾病的发生，如糖尿病和心血管疾病。
因此，建议选择富含膳食纤维的碳水化合物食物，如全谷类、水果和蔬菜，以及适量摄入，避免过量。
总结来说，碳水化合物是人体内最重要的能量来源之一，它们不仅供给身体能量，还具有结构和调节生理功能的作用。
了解碳水化合物的基本知识，对于保持健康的饮食习惯和生活方式至关重要。
有机化学第十三章碳水化合物
第十三章碳水化合物碳水化合物也称糖，是自然界存在最广泛的一类有机物。
它们是动、植物体的重要成分，又是人和动物的主要食物来源。
碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成。
人们最初发现这类化合物，除碳原子外，氢与氧原子数目之比与水相同，可用通式C m(H2O)n表示，形式上像碳和水的化合物，故称碳水化合物。
从分子结构的特点来看，碳水化合物是一类多羟基醛或多羟基酮，以及能够水解生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。
碳水化合物按其结构特征可分为三类：1．单糖：不能水解的多羟基醛或多羟基酮。
是最简单的碳水化合物，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、山梨糖等。
2．低聚糖：也称为寡糖，能水解产生2～10个单糖分子的化合物。
根据水解后生成的单糖数目，又可分为二糖、三糖、四糖等。
其中最重要的是二糖，如蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖等。
3．多糖：水解产生10个以上单糖分子的化合物。
如淀粉、纤维素、糖元等。
第一节单糖一、单糖的分类按照分子中的羰基，可将单糖分为醛糖和酮糖两类；按照分子中所含原子的数目，又可将单糖分为丙糖，丁糖，戊糖和己糖等。
这两种分类方法常结合使用。
例如，核糖是戊醛糖，果糖是己酮糖等。
在碳水化合物的命名中，以俗名最为常用。
自然界中的单糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布最为普遍。
例如，戊醛糖中的核糖和阿拉伯糖，己醛糖中的葡萄糖和半乳糖，己酮糖中的果糖和山梨糖，都是自然界存在的重要单糖。
二、单糖的结构（一）单糖的链式结构最简单的单糖是丙醛糖和丙酮糖，除丙酮糖外，所有的单糖分子中都含有手性碳原子，因此都有旋光异构体。
如己醛糖分子中有四个手性碳原子，有24=16个立体异构体，葡萄糖是其中的一种；己酮糖分子中有三个手性碳原子，有23=8个旋光异构体。
单糖构型通常采用D、L构型标记法标记，即以甘油醛为标准，若单糖分子中距羰基最远的手性碳原子（倒数第二个碳原子）的构型和D-甘油醛相同，则该糖为D-构型，反之为L-构型。
如：CHOCH OHCH2OHCH OHCH2OH(CHOH)nCHO(CHOH)nC OCH2OHCH OHCH2OHD-（+）-甘油醛D-醛糖D-酮糖CHO CHOHCH 2OHCHOHCH 2OH(CHOH)n CHO(CHOH)n C O CH 2OH CHOHCH 2OHL-（-）-甘油醛 L-醛糖 L-酮糖凡由D-(+)-甘油醛经过逐步增长碳链的反应转变而成的醛糖，其构型为D-构型；由L-(-)-甘油醛经过逐步增长碳链的反应转变成的醛糖，其构型为L-构型。
碳水化合物名词解释营养学
碳水化合物名词解释营养学
碳水化合物（carbohydrates）是一类由碳、氢和氧原子组成的
物质，是人体主要的能量来源之一。
在营养学中，碳水化合物是指一类可以被分解为葡萄糖（glucose）的有机化合物，包
括单糖、双糖和多糖。
碳水化合物在食物中主要以淀粉、蔗糖、果糖和乳糖的形式存在。
它们在人体内被消化为葡萄糖，通过血液运送到各个身体组织，供给能量和提供脑部的燃料。
人们通常将碳水化合物分为简单和复杂两类。
简单的碳水化合物由较少的分子组成，例如葡萄糖、果糖和蔗糖。
它们被迅速消化吸收，快速提供能量，但也容易导致血糖波动。
复杂的碳水化合物则由更多分子组成，例如淀粉和纤维素。
它们消化吸收较慢，提供持久的能量，同时有助于保持饱腹感和稳定血糖。
碳水化合物的摄入对人体健康至关重要。
它们是身体的主要能源，可以提供脑部、肌肉和其他器官所需的能量。
合理的碳水化合物摄入可以维持适当的血糖水平，防止低血糖和疲劳。
此外，一些复杂的碳水化合物还富含膳食纤维，有助于促进肠道健康，控制体重和降低慢性疾病的风险。
然而，摄入过多的碳水化合物也可能引起问题。
过多补充简单的碳水化合物会导致能量过剩，致使体重增加以及慢性病（如肥胖、心脏病和2型糖尿病）的风险增加。
因此，一般建议在饮食中选择复杂碳水化合物为主要来源，并在摄入量上进行适当的控制。
营养学家推荐脂肪、蛋白质和碳水化合物的平衡摄入，以满足身体的能量需求和各种营养素的需求。
有机化学 第十九章碳水化合物
在碱溶液中D-葡萄糖变为烯醇中间体使C2失去手 性。C1上的烯醇氢回到C2时可从烯平面上或下两侧与 C2结合恢复醛基并产生C2的两种构型，完成D -葡萄 糖和D -甘露糖的转化。同样C2上烯醇氢可与C1结合 使C2生成酮羰基，这就生成D-果糖。用碱溶液处理D甘露糖和D -果糖可得到相同的平衡混合物。
由D -甘油醛可以通过增碳反应(参阅19. 3节) 制备D -赤藓糖和D -苏阿糖。手性碳的增加只涉及 到醛基的反应，反应的立体化学决定新生成的手性 碳有两种可能，因此产生两种四碳糖的异构体。反 应中不涉及原手性碳的羟基，这样使生成的两种四 碳糖—D-赤藓糖和D-苏阿糖的C3的构型与D-甘油醛C2 的构型相同。
他羟基都在e键。相比之下β异构体构象中所有羟基
均在e键较为稳定，在葡萄糖水溶液平衡混合物中β
异构体较多(64% )是必然的。
在书写吡喃糖稳定构象时，可以以哈武斯式作
参照。书写时不但要注意把—CH2OH放在相应位置的 e键上，而且一定要使各羟基的空间位置与哈武斯式
中的位置相对应。如写β-D-吡喃甘露糖稳定构象，
以上D系醛糖多数存在于自然界，如D-葡萄糖广 泛存在于生物细胞和体液内。D -甘露糖存在于种子、 象牙果内。半乳糖存在于乳液、乳糖和琼醋中。阿 洛糖存在于豆腐、果苷内。D-核糖和D-去氧核糖为 核酸的组成部分，广泛存在于生物细胞中。D-木糖 存在于玉米芯、麦秸、稻秆等中。少数醛糖是人工 合成的。
在自然界也发现一些D酮糖。它们的结构一般在 2位上具有酮羰基，比相同碳数的醛糖少一个手性碳 原子，所以异构体的数目也相应减少。如存在于甘 蔗、菊芋和蜂蜜中的D-果糖，为六碳酮糖，它具有 八种异构体，D型和L构型的各一半。在一些植物中 还存在一些七碳酮糖，如在鳄梨树果实中发现D -甘 露庚酮糖。
碳水化合物的结构与分类
碳水化合物的结构与分类碳水化合物，也被称为糖类，是一类由碳、氢和氧元素组成的有机化合物。
它们在自然界中广泛存在，并且在维持生命活动中起着重要的作用。
本文将探讨碳水化合物的结构与分类。
一、碳水化合物的结构碳水化合物的基本结构由碳骨架和与之相连的羟基（-OH）团组成。
碳骨架是由碳原子形成的连续链或环状结构。
碳水化合物可以根据碳骨架的类型分为三类：单糖、双糖和多糖。
1. 单糖：也被称为单体糖，是由一个简单的碳骨架组成。
常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖。
2. 双糖：由两个单糖分子通过糖苷键连接而成。
常见的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖。
3. 多糖：由多个单糖分子通过糖苷键连接而成。
根据连接方式的不同，多糖可以进一步分为淀粉、纤维素和糖原等。
二、碳水化合物的分类根据碳骨架的基本单位数目，碳水化合物可被分为三个主要的类别：单糖、二糖和多糖。
1. 单糖：也被称为单糖酮或单糖醛，是由3至9个碳原子组成的碳水化合物。
单糖可以进一步分为三个亚类：三碳糖、五碳糖和六碳糖。
三碳糖如甘露糖，五碳糖如脱氧核糖，六碳糖如葡萄糖。
2. 二糖：由两个单糖分子通过糖苷键连接而成。
常见的二糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖。
蔗糖由葡萄糖和果糖组成，乳糖由葡萄糖和半乳糖组成，麦芽糖由两个葡萄糖分子组成。
3. 多糖：由多个单糖分子通过糖苷键连接而成。
多糖包括淀粉、纤维素和糖原等。
淀粉是植物储存多糖，由大量葡萄糖分子组成；纤维素是植物细胞壁中的结构多糖，由葡萄糖分子组成；糖原是动物体内的储存多糖，与淀粉类似，由大量葡萄糖分子组成。
此外，碳水化合物还可以进一步根据其在水中溶解能力分类为单糖、双糖和多糖。
单糖在水中能够完全溶解，如葡萄糖；双糖在水中也能够溶解，但相对溶解度较低，如蔗糖；多糖在水中无法溶解，如纤维素。
结论碳水化合物是一类重要的有机化合物，其结构由碳骨架和羟基团组成。
碳水化合物可以根据碳骨架的类型分为单糖、双糖和多糖。
根据碳骨架的基本单位数目，碳水化合物可被分为单糖、二糖和多糖三个主要类别。
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H OH
H OH
HO H
H OH
HO H
CH2OH
CH2OH
D-(+) 葡萄糖
L ( ) 葡萄糖
十六个己醛糖都经合得到，其中十二个是Fischer一
个人取得的（于1890年完成合成）。所以Fischer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）
CH2OH C=O CHOH CHOH CH2OH
戊醛糖
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CHO CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH
己醛糖
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18-2-2 单糖的构型
Organic Chemistry 有机化学
最简单的单糖是2，3-二羟基丙醛俗名甘油醛， 含有一个手性碳原子.
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例如，纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖、肝糖等等
从化学结构上来看，碳水化合物是多羟基醛或 多羟基酮，或者是通过水解能生成多羟基醛（或酮） 的化合物。
可以用通式Cx(H2O)y来表示 例如:葡萄糖C6H12O6可以写成 C6(H2O)6
蔗糖C12H22O11可以写成 C12(H2O)11
有些不符合上述通式（例如鼠李糖C6H12O5)
有机化学 2008-2009学年
8
Organic Chemistry 有机化学
己糖醛则有24=16种立体异构体. 天然葡萄糖通过化学方法已经确定具有如下的构型:
1 CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH
6 CH2OH
葡萄糖的名称是（2R，3S，4R，5R）-2,3,4,5,6-五羟基己醛
* *** CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH
葡萄糖
* ** CH2 CH CH CH C CH2 OH OH 0/9/23
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6
CHO CHOH CHOH CH2OH
丁醛糖
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Organic Chemistry 有机化学
CHO H C OH
6CH2OH
CH2OH
D-葡萄糖
D-甘油醛
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Organic Chemistry 有机化学
19世纪末，20世纪初，E•Fischer首先对糖进行了系统 的研究，确定了葡萄糖的结构。葡萄糖的构型如下：
CHO
CHO
H OH
HO H
HO H
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18-2 单糖的结构
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葡萄糖——存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的 根、茎、页等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然 葡萄糖为右旋糖。 果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋 糖，是常见糖中最甜的糖。 核糖、2-脱氧核糖——是核酸的组成部分。
（3）葡萄糖与乙酸酐作用，可以生成五乙酰基衍生物 说明含有五个羟基，由于两个羟基若连在同一碳原子 上的结构不稳定，所以这五个羟基分别连在五个碳原 子上。
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2、单糖的构造式 葡萄糖的分子式为C6H12O6，为2，3，4，5，6，-五 羟基己醛的基本结构。 果糖为1，3，4，5，6，-五羟基己酮的基本结构。
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分子构型就常用D-L标记法表示
Organic Chemistry 有机化学
凡分子中离羰基最远的手性碳原子的构型，与D甘油醛的构型相同的碳水化合物，其构型属于D型。反 之，则属于L型。
1CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH
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Organic Chemistry 有机化学
单糖的投影式也常用较简单的式子表示. 例如D-葡萄糖:
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
CHO CH2OH
天然存在的单糖大多数是D型的。例如自然界中 的葡萄糖和果糖都是D型糖。(见课本p434）
B：葡萄糖是具有旋光性的物质，但其新配制的溶液的 旋光性随时间有变化。
C、单糖只能与一分子醇生成缩醛（说明单糖是一个 分子内半缩醛结构）。
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Organic Chemistry 有机化学
（2）环状结构与开链结构的互变异构 D-葡萄糖的环状结构是C-1醛基和C-5羟基形成半
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第十八章 碳水化合物
1. 概论 2. 单糖的结构 3. 单糖的反应 4. 二糖 5. 多糖
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18-1 碳水化合物的概念
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碳水化合物又称为糖类。它们是一类重要的天然 有机化合物。碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素.
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18.2.1单糖的开链结构
Organic Chemistry 有机化学
1、结构的确定： （1）分子式为C6H12O6；用钠汞齐还原生成己六醇； 用HI进一步还原可得正己烷；
（2）葡萄糖可与羟胺、苯肼等羰基试剂作用，证明有 羰基；可用溴水氧化为糖酸（证明为醛基）
缩醛的结果。
HO
C1
H C2 OH
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18.2.3 单糖的环状结构、变旋光现象和糖Or苷ganic Chemistry 有机化学
（1）问题的提出
开链结构式虽说明了糖的许多化学性质，但有些 性质与此结构不符：
A：葡萄糖在碱性条件下与硫酸二甲酯作用，即转化 成五甲基葡萄糖，无醛的特性；将其水解，只有一个 甲氧基容易水解掉，从而生成四甲基葡萄糖，其有醛 的特性。
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Organic Chemistry 有机化学
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。
如：在自然界中只有右旋的葡萄糖存在, 左旋的葡萄糖是没有的。
碳水化合物的分类：
碳水化合物根据结构和性质，可以分为单糖、低 聚糖和多糖三类.