o第十三章碳水化合物改

再水解，ex：葡萄糖、果糖。
低聚糖（oligosaccharides）：水解后生成2－10个单糖分子的 化合物，最重要的是双糖， ex：蔗糖，麦芽糖。
多糖（polysaccharides） ： 水解后生成10个以上单糖 分子的化合物， ex：淀粉、纤维素。
本章重点讨论单糖。
§13－1 单糖（Monosaccharides）
大多数碳水化合物的经验式符合Cn(H2O)n，H:O=2:1，以前不 知道这些化合物的结构，把它们看成是碳的水合物，因此叫“碳水 化合物”（Carbohydrates）。但是有许多化合物不符合这一经验 式，ex：鼠李糖 C6H12O5。由于碳水化合物的种类很多，很难找到 一个普遍适用的定义，因此仍保留了历史形成的，不很确切的名称。
这就是葡萄糖的开链式,书写时要符合Fischer的规定。在糖类
化合物中，为了方便，手性碳原子不写出。“O“表示醛基，”—
“表
示羟基。最下面的”——”表示羟甲基。
命名糖时，可以用R/S标记法标记每一个C*的构型，ex：葡萄
糖的全名是：（2R,3S,4R,5R）－2,3,4,5,6－五羟基己醛。
但是人们更习惯用D/L标记法表示。规定以甘油醛为标准，单糖
C x ( H 2 O ) y + x O 2 x C O 2 + y H 2 O + 能 量
一部分变成热，大部分以别的形式储存在体内，为生命或体 内 所需的各种化合物的生物合成提供能量。
因此，碳水化合物是储存太阳能的物质，是人类和动植物维持 生命不可缺少的一类化合物。
根据碳水化合物的结构和性质可分为三类： 单糖（monosaccharides）： 最简单的多羟基醛、酮，不能
光合作用的产物是碳水化合物。植物中的叶绿素吸收日光后被 活化，得到的能量经复杂的过程将从空气中吸收的CO2还原成碳水 化合物，同时使水氧化，放出氧气：
x C O 2 + y H 2 O + 太 阳 能 叶 绿 素 C x ( H 2 O ) y + x O 2
碳水化合物在植物or动物体内的代谢作用中氧化成 CO2和H#43;2ROH
COR但实际上只与1mol醇形
OR 成化合物苷
ex：
D－ (+)－ 葡 萄 糖 ＋ CH3OH
干 HCl 两 种 各 含 一 个 － CH3的 异 构 体
b: 变旋光现象 当一种单糖晶体溶解后，随时间变化，比旋光度逐渐减小
或增大。最后达到一个恒定的值，这种现象叫“变旋光现象”。
ex： D－葡萄糖在不同条件下结晶，生成两种不同的形式。
CHO
C H 2O H （ 0 .0 2 ％ ）
H
OH
C
C H 3O H
H C
OCH3
O
C H 2O H α － D－ （ +） － 葡 萄 糖
36％
O C H 2O H
HO H C
C H 3O C
H
C H 3O H
O C H 2O H β － D－ （ +） － 葡 萄 糖
第十三章 碳水化合物
（Carbohydrates)
引言： 碳水化合物又叫糖类，是自然界分布最广的一类有机化合物。
例如粮食（主要成分是淀粉）、棉、麻、竹（主要成分是纤维素）、 蔗糖、果糖等。碳水化合物是人类生存的三大营养素之一，也是轻 工业（纺织、造纸、食品、发酵等）的原料， 研究碳水化合物，推动了立体化学的发展。
** * * H 2 CC HC HC HC H C H O
O H O HO HO HO H
己 醛 糖
有4个C*，应该有24＝16个立体异构体 ，葡萄糖只是 这16个异构体中之一。
天然葡萄糖的Fischer投影式可以表示成：
CHO H OH OH H H OH H OH
CH2OH
CHO
O
CH2OH
L－（－）－甘油醛 L－醛糖
CH2OH CO (CHOH)n HO H CH2OH
L－酮糖
天然葡萄糖的C5构型和D－(+)－甘油醛相同，所以是D－葡萄糖。 需要指出的是：
构型（D 或L）与旋光方向无关，D型可以是右旋，也可以是左 旋，没有固定的联系，旋光方向只能通过实测。
讲义中表列出了三个到六个碳原子的所有D型醛糖的投影 式和名称。
的构型与甘油醛比较：
如编号最大的一个C*的构型与D－(+)－甘油醛相同，就属D型；
如与L－(－)－甘油醛相同，就属L型。
CH2OH
CHO
CO
CHO H OH
(CHOH)n H OH
(CHOH)n H OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
D－（＋）－甘油醛 D－醛糖
D－酮糖
CHO HO H
CH2OH
CHO (CHOH)n HO H CH2OH
50℃以下从水溶液中结晶的D－葡萄糖,m.p. 146℃，[α ]2D0 =+113°
98℃以上从水溶液中结晶的D－葡萄糖,m.p.
150℃，[α
]20
D
= +17.5°
把其中一种溶于水后，比旋光度都逐渐变成+52.7°
这些现象用开链式结构是无法解释的。经过深入的研究，并且 从醇和醛相互作用生成半缩醛的反应中得到启示，使人们想到单糖 分子内的醛基和适当位置的羟基作用，也可以形成环状半缩醛。
§13－1 单糖（Monosaccharides） 单糖可以根据分子中所含碳原子数目分为丁糖、戊糖、己糖等。 含醛基的叫“醛糖”（aldoses）， 含酮羰基的叫“ 酮糖”（Ketoses） 。
一、单糖的开链式结构
葡萄糖是最具有代表性的单糖，以它为例说明。 葡萄糖的分子式是C6H12O6，实验证明它有5个羟基， 一个醛基，碳链是直链，可以表示成：
这些糖都可以从甘油醛出发，通过增碳反应得到。同学 们可以自己练习一下，
己醛糖有4个C*，可写出16个异构体，其中8个为D型，8 个为L型。实际上已得到这十六种异构体。
二、单糖的环状结构
单糖的开链式结构虽然是根据它们的性质推断出来的，但是这 种结构不能适当说明单糖的全部化学性质，例如：
a:醛糖分子中有醛基，1mol醛糖应该和2mol ROH形成缩醛。
O CH
CH OH
H OH C CH O
称这种结构叫“氧环式”。 氧环式（环状半缩醛）
许多事实证明，单糖在结晶状态或衍生物中是以环状结构存在 的。第4、5碳上的OH与C＝O生成半缩醛最佳，因为生成的是5、 6员环。
环形结构解释了上面两个问题。
a、醛基与分子内OH形成了半缩醛，所以只能与另1mol醇形成缩醛。