吡喃糖和呋喃糖吡喃糖葡萄糖
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1. 糖的命名：除了个别糖的命名外，多数是根据糖的来源给予 一个通俗的名称，如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
2. 糖的分类：糖类根据它的聚合度可分为： （1）单糖 （monosaccharide ）：不能被水解成更小分子的糖，
如葡萄糖、核糖等。单糖又可根据分子中含醛还有酮基，分 为醛糖和酮糖 （2）寡糖 （oligosaccharide ）：由2—10（10—20低聚糖） 个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖。 （3）多糖 （polysaccharide ）：水解产生20个以上单糖分子 的糖类，包括同多糖和杂多糖。同多糖—水解时只产生一种 单糖或单糖衍生物；杂多糖—水解时产生一种以上的单糖或/ 和单糖衍生物，例如果胶物质、半纤维素等。 （4）糖缀合物或糖复合物：糖类物质与蛋白质或脂质等生物分 子形成的共价缀合物称为糖缀合物或糖复合物。如糖肽、糖 脂、糖蛋白等。
2.呋喃糖的构象 见教材P93图7---9 β -D-呋喃核糖的信封式构象
（四）单糖的物理和化学性质
1、单糖的物理性质
（1）旋光性及变旋现象 （2）甜度（以蔗糖为参考） （3）溶解度
2、单糖的化学性质
（１）单糖的氧化
单糖可发生哪些化学反应？ （２）形成糖脂
（３）形成糖苷
HC 0
HC OH HO CH
HC OH HC OH H2C OH
氧化——糖酸、糖醛酸 还原——糖醇 脂化——糖脂 聚合——寡糖、多糖（形成 糖苷）
如 葡萄糖(G)
还原反应
聚合反应
糖苷键
1来自百度文库
4
CC O
H2O α —葡萄糖
糖苷
麦芽糖【葡萄糖-α （1→4）葡萄糖苷】
三、重要的单糖和单糖衍生物
二、单糖的结构和性质
（一）单糖的链状结构
结构通式
醛糖
酮糖
•碳原子是不对称 的
•有旋光异构现象（＋/-）以及对映体D、L型
1.Fischer 投影式
COOH H OH
CH3
2.单糖的立体化学:D系单糖和L系单糖
L-葡萄糖 L-甘油醛
1
2
3
D-葡萄糖
4
5
6
D-甘油醛
L-（-）葡萄糖
对
映
吡喃糖 （葡萄糖）
呋喃糖 （果糖）
（三）单糖的构象
1.吡喃糖的构象
船式
OH OH
CH2OHO
葡萄糖的构象
OH
OH
椅式
HO
CH2OH O
HO
OH
OH
HO
CH2OH O
HO OH OH
椅式构象与糖命名
空间 构象
命名时为 α （β ）—D（L）—糖名
平面结构
名？
α —D— 葡萄糖
名？
β —D— 葡萄糖
HC=O
体 HC-OH
异 构 HO-CH
HC-OH
HC-OH
HO-CH2
D - （+）葡萄糖
(二)单糖的环状结构
1.环状半缩醛的形成
HC 0 葡萄糖的
开链结构
HC OH HO CH
HC OH HC OH H2C OH
葡萄糖的 吡喃环结构
O
吡喃环
O
开链 HC 0 HC OH
HO CH HC OH HC OH H2C OH
OH
H2C
CH
O
H
0
HO HC
CH
CH HC
HO
OH
半缩醛 羟基
仍具有 醛基还 原性
单糖存在环状结构的依据
1.许多单糖新配置的溶液会发生旋光度的改 变，这种现象称为变旋，变旋是由于分子 的立体结构发生某种变化的结果。
2.葡萄糖作为多羟基醛，应该显示醛基的特 性反应，但实际上不如简单醛类那样显著， 推测单糖醛基可能被屏蔽。
一、引言
(一)糖类的生物学意义 糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物。概括
起来有以下几个方面的生物学作用: 1.作为生物体的结构成分； 2.作为生物能源的主要物质； 3.在生物体内转变为其它物质； 4.作为细胞识别的信号分子。
近10年多来，对一些寡糖链的结构和功能有了更 深入的了解。发现细胞识别、免疫保护、代谢调控、 受精机制、形态发育、发育、癌变、衰老和器官移 植等，都与质膜上的寡糖链有关，并因此出现了一 门新的学科——糖生物学（糖分子生物学）。
糖类和糖生物学
糖类(carbohydrate)是地球上最丰富 的生物分子,地球生物量干重的50%以上是 由葡萄糖的多聚体构成。据估计全球每年 有1011吨CO2的碳通过光合作用被固定为纤 维素和其他植物产物。
肌糖原－能源 动物干重2％
结缔组织－结构糖 韧带－结构糖
糖蛋白、糖脂、信息分子糖
细胞表面识 别标记－糖
3.从羰基的性质了解到，醇与醛或酮可以发 生快速而可逆的亲核加成，形成半缩醛或 半缩酮。
2.单糖羰基碳的差向异构化:α -异头物和β -异头物
异头物：一个确定的单糖由开链变成环状结构后，羰 基碳原子成为新的手性中心，导致羰基碳差向异构化， 产生两个额外的非对映异构体。这种羰基碳上形成的差 向异构体称为异头物（教材P91图7-5）。
在环状结构中，半缩醛碳原子也称异头碳原子或异头 中心。异头碳上的羟基与最末的手性碳原子的羟基具有 相同取向的异构体称为α -异头物，具有相反取向的异 构体称为β -异头物。
环状分子的αβ构型（异头碳）
葡萄糖的环状结构
吡喃环
OH OH
α
＝
新手性碳 新异构型
O OH H
β
3.单糖的两种环状结构:吡喃糖和呋喃糖
尼克尔棱镜 平面偏振光 左(L或-)/右旋(D或+) 旋光度（旋光性、光学活性）
旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力。
比旋光度
[α]
Dt =
αDt —————×100
c×L
5、构型和构象
构型： 原子或基团在空间的相对分布或排列。 构型的改变涉及共价键的断裂。
构象： 当单键旋转时，取代基团可能形成不同的 立体结构。 构象的改变不涉及共价键的断裂。
(二)糖类的化学本质 俗称碳水化合物（carbohydrate）
Cn(H2O)m（不全面） 鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、 脱氧核糖（C5H10O4) 糖的化学定义：
多羟基醛或酮及其缩聚物和衍生物的总称。
（多羟基醛、多羟基酮或其衍生物，或水解时 能产生这些化合物的多聚体。）
（三）糖的命名与分类
复习有机化学的相关内容
旋光异构
（一）有关旋光异构的几个概念
1.（同分）异构（isomerism）
原子组成、分子式、分子量相同
2、手性C原子（asymmetric carbon atom)
3、不对称碳原子
不对称碳原子:与四个不同的原子或原子基团共价 连接并因而失去对称性的四面体碳。
4、旋光性（optical activity）
2. 糖的分类：糖类根据它的聚合度可分为： （1）单糖 （monosaccharide ）：不能被水解成更小分子的糖，
如葡萄糖、核糖等。单糖又可根据分子中含醛还有酮基，分 为醛糖和酮糖 （2）寡糖 （oligosaccharide ）：由2—10（10—20低聚糖） 个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖。 （3）多糖 （polysaccharide ）：水解产生20个以上单糖分子 的糖类，包括同多糖和杂多糖。同多糖—水解时只产生一种 单糖或单糖衍生物；杂多糖—水解时产生一种以上的单糖或/ 和单糖衍生物，例如果胶物质、半纤维素等。 （4）糖缀合物或糖复合物：糖类物质与蛋白质或脂质等生物分 子形成的共价缀合物称为糖缀合物或糖复合物。如糖肽、糖 脂、糖蛋白等。
2.呋喃糖的构象 见教材P93图7---9 β -D-呋喃核糖的信封式构象
（四）单糖的物理和化学性质
1、单糖的物理性质
（1）旋光性及变旋现象 （2）甜度（以蔗糖为参考） （3）溶解度
2、单糖的化学性质
（１）单糖的氧化
单糖可发生哪些化学反应？ （２）形成糖脂
（３）形成糖苷
HC 0
HC OH HO CH
HC OH HC OH H2C OH
氧化——糖酸、糖醛酸 还原——糖醇 脂化——糖脂 聚合——寡糖、多糖（形成 糖苷）
如 葡萄糖(G)
还原反应
聚合反应
糖苷键
1来自百度文库
4
CC O
H2O α —葡萄糖
糖苷
麦芽糖【葡萄糖-α （1→4）葡萄糖苷】
三、重要的单糖和单糖衍生物
二、单糖的结构和性质
（一）单糖的链状结构
结构通式
醛糖
酮糖
•碳原子是不对称 的
•有旋光异构现象（＋/-）以及对映体D、L型
1.Fischer 投影式
COOH H OH
CH3
2.单糖的立体化学:D系单糖和L系单糖
L-葡萄糖 L-甘油醛
1
2
3
D-葡萄糖
4
5
6
D-甘油醛
L-（-）葡萄糖
对
映
吡喃糖 （葡萄糖）
呋喃糖 （果糖）
（三）单糖的构象
1.吡喃糖的构象
船式
OH OH
CH2OHO
葡萄糖的构象
OH
OH
椅式
HO
CH2OH O
HO
OH
OH
HO
CH2OH O
HO OH OH
椅式构象与糖命名
空间 构象
命名时为 α （β ）—D（L）—糖名
平面结构
名？
α —D— 葡萄糖
名？
β —D— 葡萄糖
HC=O
体 HC-OH
异 构 HO-CH
HC-OH
HC-OH
HO-CH2
D - （+）葡萄糖
(二)单糖的环状结构
1.环状半缩醛的形成
HC 0 葡萄糖的
开链结构
HC OH HO CH
HC OH HC OH H2C OH
葡萄糖的 吡喃环结构
O
吡喃环
O
开链 HC 0 HC OH
HO CH HC OH HC OH H2C OH
OH
H2C
CH
O
H
0
HO HC
CH
CH HC
HO
OH
半缩醛 羟基
仍具有 醛基还 原性
单糖存在环状结构的依据
1.许多单糖新配置的溶液会发生旋光度的改 变，这种现象称为变旋，变旋是由于分子 的立体结构发生某种变化的结果。
2.葡萄糖作为多羟基醛，应该显示醛基的特 性反应，但实际上不如简单醛类那样显著， 推测单糖醛基可能被屏蔽。
一、引言
(一)糖类的生物学意义 糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物。概括
起来有以下几个方面的生物学作用: 1.作为生物体的结构成分； 2.作为生物能源的主要物质； 3.在生物体内转变为其它物质； 4.作为细胞识别的信号分子。
近10年多来，对一些寡糖链的结构和功能有了更 深入的了解。发现细胞识别、免疫保护、代谢调控、 受精机制、形态发育、发育、癌变、衰老和器官移 植等，都与质膜上的寡糖链有关，并因此出现了一 门新的学科——糖生物学（糖分子生物学）。
糖类和糖生物学
糖类(carbohydrate)是地球上最丰富 的生物分子,地球生物量干重的50%以上是 由葡萄糖的多聚体构成。据估计全球每年 有1011吨CO2的碳通过光合作用被固定为纤 维素和其他植物产物。
肌糖原－能源 动物干重2％
结缔组织－结构糖 韧带－结构糖
糖蛋白、糖脂、信息分子糖
细胞表面识 别标记－糖
3.从羰基的性质了解到，醇与醛或酮可以发 生快速而可逆的亲核加成，形成半缩醛或 半缩酮。
2.单糖羰基碳的差向异构化:α -异头物和β -异头物
异头物：一个确定的单糖由开链变成环状结构后，羰 基碳原子成为新的手性中心，导致羰基碳差向异构化， 产生两个额外的非对映异构体。这种羰基碳上形成的差 向异构体称为异头物（教材P91图7-5）。
在环状结构中，半缩醛碳原子也称异头碳原子或异头 中心。异头碳上的羟基与最末的手性碳原子的羟基具有 相同取向的异构体称为α -异头物，具有相反取向的异 构体称为β -异头物。
环状分子的αβ构型（异头碳）
葡萄糖的环状结构
吡喃环
OH OH
α
＝
新手性碳 新异构型
O OH H
β
3.单糖的两种环状结构:吡喃糖和呋喃糖
尼克尔棱镜 平面偏振光 左(L或-)/右旋(D或+) 旋光度（旋光性、光学活性）
旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力。
比旋光度
[α]
Dt =
αDt —————×100
c×L
5、构型和构象
构型： 原子或基团在空间的相对分布或排列。 构型的改变涉及共价键的断裂。
构象： 当单键旋转时，取代基团可能形成不同的 立体结构。 构象的改变不涉及共价键的断裂。
(二)糖类的化学本质 俗称碳水化合物（carbohydrate）
Cn(H2O)m（不全面） 鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、 脱氧核糖（C5H10O4) 糖的化学定义：
多羟基醛或酮及其缩聚物和衍生物的总称。
（多羟基醛、多羟基酮或其衍生物，或水解时 能产生这些化合物的多聚体。）
（三）糖的命名与分类
复习有机化学的相关内容
旋光异构
（一）有关旋光异构的几个概念
1.（同分）异构（isomerism）
原子组成、分子式、分子量相同
2、手性C原子（asymmetric carbon atom)
3、不对称碳原子
不对称碳原子:与四个不同的原子或原子基团共价 连接并因而失去对称性的四面体碳。
4、旋光性（optical activity）