己醛糖和己酮糖的环状结构
单糖的结构→己醛糖和己酮糖的环状结构
单糖的结构 T 己醛糖和己酮糖的环状结构经研究证明，单糖不仅以开链结构存在，还可以环状结构形式存在。
因为虽然大多数单糖的特 性可用开链结构来说明，但当深入一步探讨单糖的性质时，又会发现新的矛盾。
下面列举的两个事 实，是不能用开链结构来说明的。
(1)糖苷的生成。
按照醛类的化学性质，一般的醛溶于无水甲醇中，通入干燥氯化氢，加热反 应，得到半缩醛，然后再变成缩醛，需消耗两分子甲醇：0EIL KI0CK 3半缩醛醛糖含有醛基，理应和两分子醇形成缩醛类。
但实验的事实证明，醛糖只能和一分子醇形成一 个稳定的化合物。
例如，葡萄糖在甲醇溶液内受氯化氢的作用，生成含有一个甲基的化合物，称为 甲基葡萄糖苷。
糖苷的生成是不能用葡萄糖的开链结构来说明的。
(2)糖的变旋现象。
某些旋光性化合物溶液的旋光度会逐渐改变而达到恒定，这种旋光度会改 变的现象叫做变旋现象(mulamerism )。
例如，将葡萄糖在不同条件下精制可得到a -型及B -型两种异构体，前者的比旋光度是+ 112°，后者是+ 18.7 °，把两者分别配成水溶液， 放置一定时间后，比旋光度都各有改变，前者降低，后者升高，最后都变为+ 52.7 °。
这种变旋现象也无法用葡萄糖的开链结构来说明。
以上事实说明只用开链结构形式来代表葡萄糖结构，是不足以表达它的理化性质和结构关系的。
自1893年制得a -和B -甲基葡萄糖苷后，就证明糖类还可以环状结构的形式存在。
因为经实验证明，醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物，是由于醛糖中的羟基可先与它自己分子中的 醛基生成一个半缩醛，然后再与一分子甲醇失水而生成缩醛，叫甲基葡萄糖苷。
甲基葡萄糖苷没有还原性，也无变旋现象，对碱性溶液较稳定，在稀酸作用下能水解变回原来的葡萄糖。
这些实验事实都说明甲基葡萄糖苷具有环状的结构。
至于环的大小，根据近代 x 射线的测定证明，在结晶的状态中是由六个原子构成的环。
碳水化合物一、名词解释（2分题）1、淀粉糊化2、淀粉老化3、改性淀粉
碳水化合物一、名词解释（2分题）1、淀粉糊化2、淀粉老化3、改性淀粉碳水化合物一、名词解释（2分/题）1、淀粉糊化2、淀粉老化3、改性淀粉4、麦拉德褐变5、焦糖化反应6、Strecker降解反应7、膳食纤维8、同聚多糖9、杂聚多糖 10、还原糖11、转化糖 12、糖苷 13、β-环状糊精 14、非酶褐变反应（并举2例）15、果胶物质二、填空（1分/空）1.根据组成单体的数目可将糖类物质分为_______________、______________和______________三类。
2、单糖的构型是以_______________________________________________碳原子上的羟基取向来规定的，在投影式中其羟基在右边的为__________________型。
3、如果把吡喃型和呋喃型环状结构考虑在内，己醛糖理论上可以有_____________个旋光异构体，2-己酮糖有______________个旋光异构体。
4、如果不考虑其环状结构，庚醛糖有____________个光学异构体，2-庚酮糖有___________个光异构体。
5、开链己酮糖有______________个不对称碳原子，可产生______________个旋光异构体。
6、在单糖的环状结构投影式中半缩醛羟基与决定构型的羟基在碳链同侧的称为___________型；异侧的称为______________。
7、新配制的D-葡萄糖溶液的变旋现象是由于_______________________而造成的。
8、不同单糖在有浓HCl（或浓H2SO4）存在下，加热，与不同的酚类物质反应生成不同颜色。
在浓盐酸存在下，酮糖与间苯二酚反应，生成___________色。
9、在浓盐酸存在下，酮糖遇___________________呈红色，此反应称Seliwanoff反应。
Molisch反应是检测糖类物质的，所用的试剂是____________________。
单糖环式结构的发现史
单糖环式结构的发现史张殷全【摘要】摘要介绍Armstrong发现单糖环状结构的过程及Haworth对糖环结构的证实和测定工作。
【期刊名称】大学化学【年(卷),期】2006(021)001【总页数】4【关键词】环式结构;单糖;发现史;Armstrong;环状结构;环结构化学史在19世纪60～70年代，化学家建立了单糖的多羟基醛酮的直链构造式，但很快就发现它不能完满地解释单糖的化学性质。
实验表明，单糖没有普通醛酮的一些典型的特征反应。
例如葡萄糖不与亚硫酸氢盐加成，也不能使Schiff试剂变红，仿佛它的醛基已被钝化或保护起来。
据此，Tollens(B.Tollens，1841～1918)在1883年提出过单糖的1,4-氧环式和1,6-氧环式结构，认为单糖的醛基与它本身4-位或6-位上的羟基形成了半缩醛而失去活性。
然而，这并未引起当时化学界的注意。
在19世纪80～90年代，糖化学的研究焦点是单糖的构型。
著名的德国化学家Fischer(E.Fischer，1852～1919)是这方面的权威，而他本人却不大热衷于推行环式结构，虽然他发现的成苷反应实际上为环式结构的建立铺平了道路。
1893年，Fischer发现单糖与醇在无水氯化氢存在下进行缩合反应，可得到一种称为糖苷(glycoside)的结晶物质。
如天然葡萄糖和一分子甲醇会生成一种葡萄糖甲苷，熔点为165℃，[α]D为+157°(后称α-D-葡萄糖甲苷)。
经分析它是一种缩醛，据此Fischer提出了糖苷的缩醛环结构式。
他认为，葡萄糖的醛基先与甲醇形成半缩醛，然后再与4-位上的羟基脱水形成缩醛，这样葡萄糖甲苷就具有五元氧环式结构。
同时，他也注意到成苷后原羰基碳变成了一个新的不对称碳原子，并预言将会有两种异构的葡萄糖甲苷。
几个月后，另一种葡萄糖甲苷果然被分离出来了，它的熔点为104℃，[α]D为-34°(后称β-D-葡萄糖甲苷)。
虽然Fischer提出了糖苷的环式结构，合理地解释了糖苷的异构现象，也认为双糖具有与糖苷相似的缩醛环结构，但是他却小心翼翼地指出[1]，这些事实还不足以证明原先的单糖就具有Tollens所说的环式结构。
单糖的结构：葡萄糖的构象
单糖的结构T葡萄糖的构象己醛糖和己酮糖的开链结构及其相对构型己醛糖和己酮糖的环状结构糖的哈武斯（Haworth ）透视式葡萄糖的构象哈武斯透视式比费歇尔投影式能更合理地表达葡萄糖的存在形式，但是吡喃氧环式仅简单地以一个平面表示还是不够的。
从环己烷的构象分析中我们已经知道，环己烷实际上不以平面六元环存在，而是有船式和椅式两种构象，其椅式的内能较低，比较稳定。
糖的吡喃环型就相当于环己烷的一个亚甲基被氧原子取代，其构象式应该是类似的，所不同是：（1）氧原子代替了一个碳原子的位置，六元环不再是均匀的环，而且氧原子的电负性大，与环上取代基的作用比碳原子更强烈，对构象稳定性影响较大；（2）环己烷碳原子上连接的都是氢，而在糖分子中环上取代基是不相同的，取代基相互之间的空间效应和电性效应更加显着。
由于这两点，糖和环己烷的构象有所不同。
糖的船式构象极不稳定，不能存在，只有椅式构象能稳定存在。
糖的椅式构象可能有两种，即N式（Normal form，正常式）和A式（Alternative form , 交替式）存在。
对于D-系的糖来说，连在C-5上尾端羟甲基是最大的取代基，它如果处在a键则与其他C-1、C-3位置的取代基相互排挤，很不稳定。
相反，此尾端羟甲基都处于e键则有利。
所以D-系吡喃糖只能以N-式存在，为优势构象，而不以劣势的A-式存在，故D-吡喃葡萄糖的优势构象应取N-式。
当我们再进一步观察葡萄糖的 a -和3 -端基异构体的差别时，我们发现在构象式中，a -体的C-1 位上羟基取 a 键，它与C-3 和C-5 位上的氢原子（ a 键），有空间排斥作用（1，3-干扰）。
而3 -体的C-1位上羟基取e键，没有这种作用。
而且 3 -体环上所有比较大的基团都处在 e 键，相互之间距离最远，没有空间排斥作用，如下所示：因此，对于a -及3 -两个异构体来说，又以 3 -异构体占优势构象，故在平衡体系中存在量也较多，这就可以解释我们在前面说过的，葡萄糖在水溶液中达到平衡时3-体占64％而a - 体占36％的原因。
生物化学智慧树知到答案章节测试2023年齐鲁师范学院
第一章测试1.葡萄糖和甘露糖是A:非对映异构体但不是差向异构体B:对映异构体C:顺反异构体D:异头物E:差向异构体答案:E2.环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为A:32B:64C:16D:4E:3答案:A3.下列单糖中哪些是酮糖?A:核酮糖B:核糖C:葡萄糖D:果糖答案:AD4.下列的单糖分类中，哪些是正确的?A:果糖——六碳糖B:核糖——五碳糖C:甘油醛——三碳糖D:赤藓糖——四碳糖答案:ABCD5.同一种单糖的α-型和β-型是对映异构体。
A:错B:对答案:A6.糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端，所以它们都有还原性。
A:错B:对答案:A7.下列有关甘油三酯的叙述，哪一个不正确？A:甘油三酯是由一分子甘油与三分子脂酸所组成的酯B:任何一个甘油三酯分子总是包含三个相同的脂酰基C:甘油三酯可以制造肥皂D:在室温下，甘油三酯可以是固体，也可以是液体答案:B8.下列哪个是饱和脂酸？A:花生四烯酸B:亚麻酸C:棕榈酸D:亚油酸E:油酸答案:C9.甘油三酯和卵磷脂分子中共有的基团是A:磷酰基B:脂酰基C:胆碱基D:甘油基答案:BD10.自然界中常见的不饱和脂肪酸多具有反式结构。
A:对B:错答案:B第二章测试1.下列蛋白质组分中，哪一种在280nm具有最大的光吸收?A:肽键B:半胱氨酸的硫原子C:苯丙氨酸的苯环D:酪氨酸的酚环E:色氨酸的吲哚环答案:E2.有一多肽经酸水解后产生等摩尔的Lys，Gly和A1a。
如用胰蛋白酶水解该肽，仅发现有游离的Gly和一种二肽。
下列多肽的一级结构中，哪一个符合该肽的结构?A:Gly-Lys-Ala-Lys-Gly-AlaB:Ala-Gly-LysC:Gly-Lys-AlaD:Lys-Gly-AlaE:Ala-Lys-Gly答案:E3.下列有关α-螺旋的叙述哪个是错误的?A:疏水作用使α-螺旋稳定B:减弱R基团间不利的相互作用使α-螺旋稳定C:分子内的氢键使α-螺旋稳定D:脯氨酸和甘氨酸残基使α-螺旋中断E:在某些蛋白质中，α-螺旋是二级结构中的一种类型答案:A4.下列氨基酸中哪一个是在前体分子合成后才出现于多肽链中?A:脯氨酸B:赖氨酸C:丝氨酸D:谷氨酰胺E:羟脯氨酸答案:E5.下列关于蛋白质结构的叙述哪些是正确的?A:氨基酸的疏水侧链很少埋在蛋白质分子的内部B:蛋白质的一级结构决定高级结构C:二硫键对稳定蛋白质的构象起重要作用D:当蛋白质放入水中时，带电荷的氨基酸侧链趋向于排列在分子的外面答案:BCD6.下列有关肌红蛋白的叙述，哪些是正确的?A:多肽链含有高比例的α-螺旋构象B:肌红蛋白是由一条多肽链和一个血红素连接而成的紧密球状结构C:大部分非极性基团位于此球状结构的外部D:血红素位于二个组氨酸残基之间答案:ABD7.能使蛋白质沉淀的试剂有A:硫酸铵B:浓氢氧化钠C:浓盐酸D:乙醇答案:ABCD8.天然氨基酸都具有一个不对称α-碳原子。
糖类化合物构型构象
D型糖
自然界存在的单糖大多是D型糖。
14 糖类化合物
单糖的几种简写式: 单糖的几种简写式
C H O C H O H O O H O H C H 2 O H O H
C H 2 O H
C H O C H O H O H C H 2 O H
L-(-)-甘油醛
C H O
C H 2 O H O
14 糖类化合物
1. 单糖的变旋光现象和氧环式结构
乙醇溶液
+1120
+52.70
+18.70
吡啶溶液
D-葡萄糖的变旋光现象(mutarotation) D-葡萄糖的变旋光现象，用其链状结构是无法解释的。
14 糖类化合物 物理及化学方法证明，结晶状态的单 糖是以环状结构存在的。
H O C H O C H O H C O H O
CH
NNHC6H5 NNHC6H5
CH OH
HC NNHC6H5
CH OH
CH OH
14 糖类化合物
C H 2 O H O + C H 2 O H H 2 N N H C 6 H
5
C H
N N H C 6 H N N H C 6 H 5
5
过量
C H 2 O H
C H 2 O H N N H C 6 H
C H 2 O H
C H 2 O H
C H 2 O H
L型糖
14 糖类化合物 D型糖与L型糖是对映体，根据D型糖可写出 相应的L型糖。 C H O C H O C H O C H O H O H O H H O H H H O H O H H O H O H C H 2 O H C H 2 O H C H 2 O H C H O H
第二节糖的结构与性质
2、单糖环状结构：以葡萄糖为例
6 CH 1
2OH
CHO C C C C OH H OH OH
2OH
6 4
5
O
2
H HO H H
2 3 4
OH
OH
3
H 1 C OH
α-D-吡喃葡萄糖
OH
5
6 CH
CH2OH O OH C H OH
β-D-吡喃葡萄糖
D-葡萄糖
(D-glucose)
OH
OH
开链
环状
6 5 4
3
二羟丙酮
核酮糖
CH2OH
D-果糖
D-葡萄糖
三 碳 醛 糖 四 碳 醛 糖 Ｄ-赤藓糖 五 碳 醛 糖 Ｄ-核糖 六 碳 醛 糖 Ｄ-阿拉伯糖
葡萄糖Glucose
Ｄ-甘油醛
Ｄ-苏糖
Ｄ-木糖
Ｄ-来苏糖
Ｄ-阿洛糖 Ｄ-阿卓糖 Ｄ-葡萄糖 Ｄ-甘露糖
Ｄ-古洛糖 Ｄ-艾杜糖 Ｄ-半乳糖 Ｄ-塔罗糖
为了真实形象地表达糖的环式结 构，哈瓦斯提出把直立的环式结构 改写成平面环状结构，对观察各基 团间立体关系更有利。 • 费式写成哈式的原则： ①六元含氧环（吡喃环）写成六 角平面形，氧原子写在平面六角形 的右上角，将五元含氧环（呋喃环） 写成五角平面形，氧原子写在五角 形正上方。
•
• ②费式环内碳链右侧基团写在环平面 之下，左侧基团写在环平面之上。 • ③环外碳链上碳原子和所带基团，D型 的写在环平面上，L型写在环平面下。 • ④α-酮糖的第一碳原子及基团写在环 平面上方，β-酮糖C1及基团写在环下。 • ⑤平面上基团实线，平面下基团用虚 线。
三 碳 酮 糖 二羟丙酮 四 碳 酮 糖
果糖Fructose
第十四章 糖类化合物
CH2OH
C=O HO H H OH H OH
CH2OH
2-脱氧核糖 葡萄糖
果糖
己醛糖 己酮糖
单糖的结构
单糖的旋光异构体 最简单的单糖是丙醛糖和丙酮糖。除丙酮糖外，其它
单糖分子都有旋光异构体。
HOCH2C*HCHO OH
丙醛糖
HOCH2CCH2OH O
丙酮糖
旋光异构体的数目 （2n）
CH2OH
H6
H
5C OH
CH2OH
4C
OH
H CH
1
O
OH C
3
C2
H OH
费歇尔投影式
单糖的构型和标记法
构型的确定：D / L-法 自然界存在的单糖大多是D型糖。
在糖的化学中，采用D/L法标记单糖的构型。单糖 构型的确定以甘油醛为标准。
CHO
H OH
HO H
H OH H * OH
CH2OH D-(+)-葡萄糖
常温 m.p 146℃
新配溶液的[α]D +112° 新配溶液放置
[α]D 逐渐减少至52°
+52.70
醋酸结晶（β型） 高温 m.p 150℃
新配溶液的[α]D +19°
+18.70
醋酸溶液
新配溶液放置 [α]D 逐渐升高至52°
D-葡萄糖的变旋光现象(mutarotation)
结 论：
葡萄糖主要以氧环式（环状半缩醛）形式存在，α-半
H OH H
H
CH2OH
H HO
上下
左右
➢ 单糖D，L-型及α－、β－构型的判定规律
D，L-构型看碳原子排列方式 碳原子编号为顺时针，编号最大的手性碳原子上的羟甲 基在平面的上方，为D-型；下方为L-型； 碳原子编号为逆时针，编号最大的手性碳原子上的羟甲 基在平面的上方，为L-型；下方为D-型；
单糖的结构.
O
CH2OH OH OH
OH
H
α- D-吡喃果糖
α- D-呋喃果糖
CH2OH H OH OH H CH2OH
H OH
OH
CH2OH O
D-果糖
H ห้องสมุดไป่ตู้H
D-吡喃果糖
D-呋喃果糖
谢
制作人：
谢
庞芬只
糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写方便，也可以 写成省写式。葡萄糖常见的几种表示方法为：
CHO H OH HO H H OH H OH CH2OH
CHO OH HO
CHO
OH OH CH2OH
CH2OH
三、葡萄糖的结构 环状结构
HO
H OH
*C
O CH2OH
CHO
*
C
O CH2OH CH2OH
β -D-(+)-葡萄糖 +190
D-(+)-葡萄糖
0.1%
D 520
α -(+)-葡萄糖
+1120
平衡混合物
三、葡萄糖的结构 哈沃斯式
书写原则： （1）把成环的C、O画成六角环，一般，“O”放在 右上方。 （2）遵循“左上右下”原则，将位于碳链左侧的氢 和羟基写在环平面的上方，位于碳链右侧的氢和羟 基写在环平面的下方。 （3）-异构体：半缩醛羟基在环的下方；-异构体： 半缩醛羟基在环的上方。
三、葡萄糖的结构
半缩醛羟基在环的下 方称为-异构体
三、葡萄糖的结构
半缩醛羟基在环的上 方称为 -异构体
四、果糖的结构
果糖的开链式以及吡喃果糖、呋喃果糖的哈沃斯式
H H H H OH O OH OH H HO H H H OH OH βH βH H O OH CH2OH CH2OH CH2OH C O H OH H OH CH2OH H
环状己醛糖结构式
环状己醛糖结构式环状己醛糖，也称为葡萄糖，是一种重要的单糖，是人体内能量代谢的重要物质。
它的分子式为C6H12O6，是一种具有环状结构的碳水化合物。
下面我们将深入探讨环状己醛糖的结构和性质。
环状己醛糖的结构式如下所示：C=O|H-C-OH|H-C-OH|H-C-OH|H-C-OH|H-OH从结构式可以看出，环状己醛糖是由一个六碳原子的环和一羟基（OH）基团组成的。
在环的第一碳原子上有一个羰基（C=O），在第四碳原子上有一个羟基（OH）。
环状结构的形成是由于碳原子之间的共价键构成了一个环状结构，使得整个分子呈现环状的形态。
环状己醛糖是一种具有甜味的白色结晶性固体，可溶于水。
它在人体内主要起着提供能量的作用，是碳水化合物中最基本的单位。
当环状己醛糖进入人体后，经过代谢作用，可以释放出能量，为人体提供所需的能量。
环状己醛糖在生物体内具有重要的生理功能，它不仅是人体能量代谢的重要物质，还参与了人体内许多生化反应的过程。
在生物体内，环状己醛糖可以被酶类催化水解，产生能量，并参与细胞呼吸过程。
此外，环状己醛糖还是构成细胞壁、细胞膜和核酸的重要基础物质。
除了在人体内的重要作用外，环状己醛糖还广泛存在于自然界中。
例如，它是许多植物中的主要成分，是植物进行光合作用的重要物质之一。
在食物中，含有丰富的环状己醛糖的食物，如水果、蔬菜等，对人体健康有益，可以提供能量，维持身体正常的代谢功能。
总的来说，环状己醛糖是一种重要的碳水化合物，在人体内具有重要的生理功能，是人体能量代谢的基本单位。
了解环状己醛糖的结构和性质，有助于我们更好地认识人体的能量代谢过程，维持身体健康。
希望通过本文的介绍，读者能对环状己醛糖有更深入的了解。
糖
第一章糖类化学一：填空题1.糖类是具有________________结构的一大类化合物。
根据其分子大小可分为________________、________________和________________三大类。
2.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。
3.糖类物质的主要生物学作用为(1)________________(2)________________(3)________________。
4.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。
5.蔗糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
6.麦芽糖是由两分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
7.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
8.糖原和支链淀粉结构上很相似,都由许多________________组成,它们之间通过________________和________________两种糖苷键相连。
两者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉________________、________________和________________。
9.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
10.多糖的构象大致可分为________________、________________、________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。
糖化学习题——精选推荐
组卷测试一：填空题1.糖类物质的主要生物学作用为(1)________________(2)________________(3)________________。
2.糖类是具有________________结构的一大类化合物。
根据其分子大小可分为________________、________________和________________三大类。
3.鉴别糖的普通方法为________________试验。
4.蔗糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
5.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
6.直链淀粉遇碘呈________________色，支链淀粉遇碘呈________________色，糖原遇碘呈________________色。
7.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。
8.多糖的构象大致可分为________________、________________、________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。
9.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
10.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。
11.糖肽的主要连接键有________________和________________。
12.糖胺聚糖是一类含________________和________________的杂多糖,其代表性化合物有________________、________________和________________等。
醛糖与酮糖的分离
醛糖与酮糖的分离醛糖和酮糖在化学结构上的区别主要体现在它们的羟基位置不同。
醛糖具有一个醛基，通常称为aldose，而酮糖则具有一个酮基，通常称为ketose。
从化学式上来看，醛糖的一般结构可以表示为R-CHO，其中R代表碳链，而酮糖的一般结构可以表示为R-CO-R’，其中R和R’代表两个不同的碳链。
在自然界中，醛糖和酮糖都是广泛存在的。
例如，葡萄糖和果糖分别是典型的醛糖和酮糖。
醛糖和酮糖在生物体内起着重要的生理功能，包括提供能量、构建细胞壁和细胞膜等。
因此，对醛糖和酮糖进行分离和鉴定对于研究生物体中糖类的代谢过程和功能至关重要。
对于醛糖和酮糖的分离，目前主要采用色谱法、质谱法、光谱法等方法。
其中，色谱法是最常用的分离方法之一，它可以通过利用化合物在不同固定相上的吸附性质来实现分离。
在色谱法中，常用的固定相有气相色谱、液相色谱等。
气相色谱主要适用于挥发性物质的分离，而液相色谱适用于非挥发性物质的分离。
在气相色谱中，醛糖和酮糖可以通过它们的挥发性差异来分离。
通过在色谱柱中选择合适的载气和固定相，可以实现对醛糖和酮糖的有效分离。
在气相色谱中，醛糖和酮糖会根据它们在固定相上的吸附性质的不同而在色谱图上分离出不同的峰。
在液相色谱中，也可以通过选择合适的固定相和流动相来实现对醛糖和酮糖的分离。
液相色谱适用于非挥发性物质的分离，它的分离原理与气相色谱类似，通过化合物在固定相上的吸附性质来实现分离。
除了色谱法外，质谱法和光谱法也是常用的醛糖和酮糖分离和鉴定方法。
质谱法是利用化合物的质荷比谱图来鉴定其化学结构的方法，通过分析醛糖和酮糖在质谱仪中的质谱图，可以确定它们的分子式和分子结构。
光谱法是利用化合物对光的吸收、发射或散射等性质来鉴定其化学结构的方法，通过测量醛糖和酮糖在紫外光谱、红外光谱等光谱图上的吸收峰和振动频率，可以确定它们的化学结构和功能基团。
在实际的分离工作中，通常会结合多种分析方法来对醛糖和酮糖进行综合分析和鉴定。
可用溴水来区别醛糖和酮糖
以上这些现象用开链式结构无法解释。
D-葡萄糖分子中，同时含有醛基和羟基，因 此能发生分子内的加成反应，生成环状半缩醛。 在溶液中单糖的开链式结构可转化为环状结构。
4. 成苷反应
CH2OH
CH2OH
CH2OH
O OCH3 + OH
HO OH
HCl HO
OCH3 HO
OH
OH
苷由糖和非糖部分组成，非糖部分叫做糖苷 配基。糖和糖苷配基之间连接的键（如—O—）称 为苷键。
四、重要 的单糖
1.核糖与脱氧核糖
核糖和脱氧核糖都是戊醛糖。天然核糖构型是 D型，旋光方向是左旋的，故称D-(-)-核糖。D-核糖 和D-2-脱氧核糖是核酸的重要组成部分。
1CHO
H 2C OH HO 3C H
H 4C OH
1 CH2OH
2C O HO 3 C H
H 4C OH
CHO
H 5C OH 6CH2OH
H 5C OH 6 CH2OH
H C OH CH2OH
D-葡萄糖
D-果糖
D-甘油醛
2.单糖的环状结构
实验事实 (1) 葡萄糖不能与亚硫酸氢钠饱和水溶液反应。
(2) 葡萄糖与乙醇反应时，1mol葡萄糖仅与 1mol乙醇而不是2mol乙醇生成缩醛。
CH2OH
CH2OH
HO H
H OH
O H
H OH
H OH
CH2OH HO H O OH
H OH H H H OH
己醛糖的16个立体异构
己醛糖的16种立体异构体
哎哟喂，说起这己醛糖，它里头那个复杂劲儿，简直就像我们四川的盘山公路，弯弯绕绕，多得数不清。
你说它有16种立体异构体？我的天，那简直就是给化学家们出了一道麻辣火锅题，又烫手又过瘾！
想当初，我学习这玩意儿的时候，脑壳都差点绕晕了。
就像是咱们四川人吃串串，明明看着是一样的签子，穿上去的肉啊菜啊，味道就是不一样。
这己醛糖的异构体，也是这么个理儿，分子式一样，结构一扭一摆，就成了新花样。
想象一下，你站在都江堰的宝瓶口，水流四散，各有各的流向，这就好比己醛糖分子里的原子，排列组合起来，哎呀，那变化多端，简直让人眼花缭乱。
科学家们得有多大的耐心和智慧，才能把这些个“小妖精”一一揪出来，还给它们起了名堂，分门别类。
不过话又说回来，这些个异构体虽然复杂，但咱们四川人啥子没见过？麻辣香锅里的食材多种多样，还不是照样能炒出一锅好味道？化学家们也是，硬是把这些个异构体研究得透透的，为医学、农业、工业各个领域贡献了大大的力量。
所以说啊，无论是四川的火锅串串，还是化学里的己醛糖异构体，都是咱们这个世界多姿多彩的一部分。
咱们得感谢这些个“小东西”，让咱们的生活更加有滋有味，也让这个世界充满了无限的可能。
糖类生物化学
8．D-葡萄糖，D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。√（）
9．葡萄糖分子中有醛基，它和一般的醛类一样，能和希夫（Schiff）试剂反应。×（葡萄糖分子中的醛基在环状结构中变成了半缩醛基，所以其醛基不如一般醛类的醛基活泼，不能和Schiff试剂反应）
17．天然存在的糖苷均为α－型。×（天然存在的糖苷一般为β－型）
18．天然葡萄糖分子多数以呋喃型结构存在。×（天然葡萄糖分子多数以吡喃型结构存在）
三、选择题
1．环状结构的已醛糖其立体异构体的数目为（D ）
（A） 4 （B）3 （C）16 （D）32 （E）64
2．下列哪种糖无还原性？（B ）
9．纤维素是由 D-葡萄糖 组成，它们之间通过 β1→4 糖苷键相连。
10．葡萄糖分子与 苯肼 反应可生成糖脎。
11．葡萄糖与钠汞齐作用，可还原生成 山梨醇 。
12．人血液中含量最丰富的糖是 D-葡萄糖 ，肝脏中含量最丰富的糖是 糖原 ，肌肉中含量最丰富的糖是 糖原 。
一、填充题
1．糖类是具有 多羟基醛或酮 结构的一大类化合物。根据其分子大小可分为 单糖 、 寡糖 、和 多糖 三大类。
2．判断一个糖的D-型和L-型是以 最高序数手性 碳原子上羟基的位置作依据。
3．糖类物质的主要生物学作用为 供能 、转化为生命必需的其他物质、充当结构物质及作为信息分子 。
四、写出下列各复合物的结构式（Haworth式），并用星号标出每个手性分子：
1． α-D-葡萄糖-1-磷酸
2． 2-脱氧-β-D-核糖-5-磷酸
糖的环状结构
糖的环状结构
糖是一种广泛存在于自然界中的有机化合物，它们是生命体系中最重要的能量来源之一。
糖的分子结构非常复杂，其中最重要的是它们的环状结构。
糖的环状结构是由于它们的分子中含有一个或多个羟基（-OH）和一个醛基（-CHO）或酮基（-CO-）。
糖的环状结构可以分为两种类型：葡萄糖环和果糖环。
葡萄糖环是由六个碳原子组成的环状结构，其中一个碳原子上的羟基与另一个碳原子上的醛基反应形成了一个环。
果糖环是由五个碳原子组成的环状结构，其中一个碳原子上的羟基与另一个碳原子上的酮基反应形成了一个环。
糖的环状结构对于糖的生物活性非常重要。
糖的环状结构可以影响糖的溶解性、稳定性、反应性和生物活性。
例如，葡萄糖的环状结构可以影响它在水中的溶解度和在生物体内的代谢速率。
果糖的环状结构可以影响它在水中的稳定性和在生物体内的吸收速率。
糖的环状结构还可以影响糖的甜度。
糖的甜度与其分子结构有关，而糖的环状结构可以影响其分子结构。
例如，葡萄糖的环状结构比直链结构更容易形成，因此葡萄糖比较甜。
果糖的环状结构比葡萄糖的环状结构更容易形成，因此果糖比葡萄糖更甜。
总之，糖的环状结构是糖分子中非常重要的一部分。
它可以影响糖的溶解性、稳定性、反应性、生物活性和甜度。
研究糖的环状结构对于理解糖的生物学功能和开发新型糖类药物具有重要意义。
单糖的结构己醛糖和己酮糖的环状结构
单糖的结构己醛糖和己酮糖的环状结构经研究证明，单糖不仅以开链结构存在，还可以环状结构形式存在。
因为虽然大多数单糖的特性可用开链结构来说明，但当深入一步探讨单糖的性质时，又会发现新的矛盾。
下面列举的两个事实，是不能用开链结构来说明的。
（1）糖苷的生成。
按照醛类的化学性质，一般的醛溶于无水甲醇中，通入干燥氯化氢，加热反应，得到半缩醛，然后再变成缩醛，需消耗两分子甲醇：醛糖含有醛基，理应和两分子醇形成缩醛类。
但实验的事实证明，醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物。
例如，葡萄糖在甲醇溶液内受氯化氢的作用，生成含有一个甲基的化合物，称为甲基葡萄糖苷。
糖苷的生成是不能用葡萄糖的开链结构来说明的。
（2）糖的变旋现象。
某些旋光性化合物溶液的旋光度会逐渐改变而达到恒定，这种旋光度会改变的现象叫做变旋现象（mulamerim）。
例如，将葡萄糖在不同条件下精制可得到α-型及β-型两种异构体，前者的比旋光度是＋112°，后者是＋18.7°，把两者分别配成水溶液，放置一定时间后，比旋光度都各有改变，前者降低，后者升高，最后都变为＋52.7°。
这种变旋现象也无法用葡萄糖的开链结构来说明。
以上事实说明只用开链结构形式来代表葡萄糖结构，是不足以表达它的理化性质和结构关系的。
自1893年制得α-和β-甲基葡萄糖苷后，就证明糖类还可以环状结构的形式存在。
因为经实验证明，醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物，是由于醛糖中的羟基可先与它自己分子中的醛基生成一个半缩醛，然后再与一分子甲醇失水而生成缩醛，叫甲基葡萄糖苷。
甲基葡萄糖苷没有还原性，也无变旋现象，对碱性溶液较稳定，在稀酸作用下能水解变回原来的葡萄糖。
这些实验事实都说明甲基葡萄糖苷具有环状的结构。
至于环的大小，根据近代χ射线的测定证明，在结晶的状态中是由六个原子构成的环。
甲基葡萄糖苷的C-1也是手性碳原子，它应有α-和β-两种立体异构体，构型可用普通的氧环式表示如下：这两种立体异构体都已得到，后来又发现α-葡萄糖苷可用麦芽糖酶水解，β-葡萄糖苷可用苦杏仁酶水解。
环状己醛糖的立体异构数目
环状己醛糖的立体异构数目引言立体化学是有机化学中的重要分支，研究分子的空间结构和立体异构现象。
立体异构指的是分子在空间中的不同排列方式，包括构型异构和式异构。
环状己醛糖是一种具有六个碳原子的环状分子，其立体异构数目受到多个因素的影响。
本文将详细介绍环状己醛糖的结构特点、立体异构形式以及计算其立体异构数目的方法。
1. 环状己醛糖的结构特点环状己醛糖（C6H12O6）是一种含有六个碳原子和一个羰基（C=O）官能团的分子。
它可以存在多种不同的立体异构形式，这些形式主要与碳原子上取代基团和羟基（OH）官能团的空间排列方式有关。
2. 立体异构形式2.1 手性中心在环状己醛糖中，每个碳原子都可以成为一个手性中心，即一个碳原子上连接了四个不同的取代基团。
这些手性中心的存在导致了分子的立体异构性质。
2.2 构型异构构型异构是指分子在空间中的排列方式不同，但其化学式相同。
环状己醛糖可存在两种主要的构型异构形式：α-己醛糖和β-己醛糖。
它们的区别在于羟基官能团与羰基官能团之间的相对位置。
2.3 立体异构数目环状己醛糖的立体异构数目可以通过计算不同手性中心可能的取代方式得到。
对于每个手性中心，有两个可能的取代方式，即R和S配置。
因此，对于具有n个手性中心的环状己醛糖，其立体异构数目为2^n。
3. 计算立体异构数目3.1 确定手性中心首先，需要确定环状己醛糖分子中存在多少个手性中心。
手性中心通常由不同的取代基团来定义。
3.2 确定所有可能的取代方式对于每个手性中心，需要确定所有可能的取代方式。
以一个手性中心为例，假设该碳原子上连接了四个不同的取代基团A、B、C和D，那么有以下四种可能的取代方式： - A-B-C-D（R配置） - A-C-B-D（S配置） - A-D-B-C（S配置） - D-A-C-B（R配置）3.3 计算立体异构数目根据2n的公式，计算所有手性中心的立体异构数目之积。
例如，如果环状己醛糖有两个手性中心，那么其立体异构数目为22=4。
自然界中的己醛糖
自然界中的己醛糖自然界中重要的己醛糖有：D-葡萄糖;D-半乳糖;D-甘露糖己糖(Hexose)，又称为六碳糖，是含有6个碳原子的单糖。
己糖在自然界分布最广，数量也最多，与机体的营养代谢也最密切。
己糖(Hexose)化学式为C6H12O6. 1位含有醛基的6碳糖称为己醛糖， 2位含有酮基的己糖称为己酮糖。
己糖六个碳原子中有五个碳原子连上了羟基(-OH)，余下的一个碳原子是属于一个醛基(-COH)或是酮基(-CO-)的。
葡萄糖分子的1位碳是属于一个醛基的，所以葡萄糖是一种醛糖ALDOSE(ALDO=醛)。
而果糖的2位碳则是属于一酮基的，因此果糖是一种酮糖。
常见的己糖有D-（+）-葡萄糖、D-（+）-甘露糖、D-（+）-半乳糖和D-（-）-果糖，后者为酮糖。
己糖以游离或结合的形式存在于动植物中。
葡萄糖D-（+）-葡萄糖在自然界中分布极广，尤以葡萄中含量较多，因此叫葡萄糖。
葡萄糖也存在于人的血液中（389-555umol/l）叫做血糖。
糖尿病患者的尿中含有葡萄糖，含糖量随病情的轻重而不同。
葡萄糖是许多糖如蔗糖、麦芽糖、乳糖、淀粉、糖原、纤维素等的组成单元。
葡萄糖是无色晶体或白色结晶性粉末，熔点146℃，易溶于水，难溶于酒精，有甜味。
天然的葡萄糖具有右旋性，故又称右旋糖。
在肝脏内，葡萄糖在酶作用下氧化成葡萄糖醛酸，即葡萄糖末端上的羟甲基被氧化生成羧基。
葡萄糖醛酸在肝中可与有毒物质如醇、酚等结合变成无毒化合物由尿排出体外，可达到解毒作用。
半乳糖：半乳糖与葡萄糖结合成乳糖，存在于哺乳动物的乳汁中，脑髓中有些结构复杂的脑苷脂中也含有半乳糖。
半乳糖是己醛糖，是葡萄糖的非对映体。
两者不同之处仅在于C-4上的构型正好相反，故两者为C-4的差向异构体。
半乳糖也有环状结构，C-1上也有α-和β-两种构型。
α-D-吡喃半乳糖β-D-吡喃半乳糖。
半乳糖是无色晶体，熔点165-166℃。
半乳糖有还原性，也有变旋现象，平衡时的比旋光度为+83.3°。
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单糖的结构→ 己醛糖和己酮糖的环状结构
经研究证明，单糖不仅以开链结构存在，还可以环状结构形式存在。
因为虽然大多数单糖的特性可用开链结构来说明，但当深入一步探讨单糖的性质时，又会发现新的矛盾。
下面列举的两个事实，是不能用开链结构来说明的。
（1）糖苷的生成。
按照醛类的化学性质，一般的醛溶于无水甲醇中，通入干燥氯化氢，加热反应，得到半缩醛，然后再变成缩醛，需消耗两分子甲醇：
醛糖含有醛基，理应和两分子醇形成缩醛类。
但实验的事实证明，醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物。
例如，葡萄糖在甲醇溶液内受氯化氢的作用，生成含有一个甲基的化合物，称为甲基葡萄糖苷。
糖苷的生成是不能用葡萄糖的开链结构来说明的。
（2）糖的变旋现象。
某些旋光性化合物溶液的旋光度会逐渐改变而达到恒定，这种旋光度会改变的现象叫做变旋现象（mulamerism）。
例如，将葡萄糖在不同条件下精制可得到α-型及β-型两种异构体，前者的比旋光度是＋112°，后者是＋18.7°，把两者分别配成水溶液，放置一定时间后，比旋光度都各有改变，前者降低，后者升高，最后都变为＋52.7°。
这种变旋现象也无法用葡萄糖的开链结构来说明。
以上事实说明只用开链结构形式来代表葡萄糖结构，是不足以表达它的理化性质和结构关系的。
自1893年制得α-和β-甲基葡萄糖苷后，就证明糖类还可以环状结构的形式存在。
因为经实验证明，醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物，是由于醛糖中的羟基可先与它自己分子中的醛基生成一个半缩醛，然后再与一分子甲醇失水而生成缩醛，叫甲基葡萄糖苷。
甲基葡萄糖苷没有还原性，也无变旋现象，对碱性溶液较稳定，在稀酸作用下能水解变回原来的葡萄糖。
这些实验事实都说明甲基葡萄糖苷具有环状的结构。
至于环的大小，根据近代χ射线的测定证明，在结晶的状态中是由六个原子构成的环。
甲基葡萄糖苷的C-1也是手性碳原子，它应有α-和β-两种立体异构体，构型可用普通的氧环式表示如下：
这两种立体异构体都已得到，后来又发现α-葡萄糖苷可用麦芽糖酶水解，β-葡萄糖苷可用苦杏仁酶水解。
用麦芽糖酶水解α-型的甲基葡萄糖苷后，得到甲醇和旋光度较高的α-D-葡萄糖；β-型的甲基葡萄糖苷被苦杏仁酶水解后，产生旋光度较小的β-D-葡萄糖。
从上述甲基葡萄糖苷有环状结构的事实推论，葡萄糖本身应有环状结构，也应有α-和β-两种立体异构体，在溶液中，这两种环状结构可以通过开链结构形成互变异构体的平衡混合物。
因此，当有一种异构体（α-或β-）在溶液中时，由于它能通过开链结构逐渐变成另一种异构体，所以表现出变旋现象，达到平衡后比旋光度就不再改变。
这可用下式表示：
药典规定，测定葡萄糖的旋光度时，加入一点稀氨溶液，
就是为了在碱催化作用下，迅速达到变旋的平衡。
α-和β-葡萄糖已分别得到。
从冷酒精中结晶出来的葡萄
糖是α-异构体。
熔点146℃，[α]＝＋112°；从热吡啶中结
晶出来的葡萄糖是β-异构体，熔点为148～150℃，[α]＝＋18.7°。
两者都有变旋现象，静置后比旋光度都达到＋
52.7°，这是平衡混合物的比旋光度。
由于葡萄糖在溶液中也有少量开链式结构存在，因而也具有醛类的特征反应，即具有还原性。
但当葡萄糖与甲醇缩合而成甲基葡萄糖苷后，不论是α-还是β-葡萄糖的苷，原来的醛基已不存在，即开链结构已不存在，不能有α-苷和β-苷的互变，因此，没有变旋现象，也没有还原性。
其他单糖与葡萄糖一样，也具有环状结构。
例如，己酮糖中的D-（－）-果糖也是环状化合物，也有α-和β-两种立体异构体。
比较一下D-（＋）-葡萄糖的α-和β-两种异构体的环状结构式，不同之点只在于C-1的构型不同，而其他手性碳原子（C-2、C-3、C-4、C-5）的构型是相同的。
也就是说，α-和β-葡萄糖两者之间的C-1的构型是差向的，并居于分子的首端，因而叫做端基差向异构体（end-group epimer）。
D-（－）-果糖的α-和β-异构体也是端基差向异构体，只不过这时是C-2（位于环形分子首端）的差向异构体。
单糖的α-和β-异构体是一对非对映异构体，在文献上也称为“异头物”（anomer）或“端基异构体”（end-group isomerism）。
端基差向异构体的α-和β-D-（＋）-葡萄糖的性质不单表现在旋光性能上的差异，而且在生理作用上也有很大的差异。
已经知道糖尿病患者是因为体内胰岛素分泌不足而致的，当对产生胰岛素的“胰岛”细胞分别加入α-D-（＋）-葡萄糖和β-D-（＋）-葡萄糖，然后测定胰岛素的分泌量，发现：加入α-D-（＋）-葡萄糖的胰岛素分泌量为加入β-D-（＋）-葡萄糖的两倍。
而将两者α-和β-（＋）-葡萄糖混合起来同时加入“胰岛”中，胰岛素分泌量则介于纯α-和β-的二者之间，而且实验证明，只有α-D-（＋）-葡萄糖能促使胰岛素分
泌量的显著增加，其他糖类则无此效果。
为了命名时不致混淆，目前规定：在环状结构式中，端基碳原子上的羟基（也可称为苷羟基）与决定D-或L-构型的碳原子（己糖为C-5）上的羟基在同一边时，称为α-异构体；不在同一边时，称为β-异构体。
按照一般投影式惯例，D-型羟基在右边，那么C-1的羟基也在右边时，就是α-体，倘若是L-型的糖，决定L-型的碳上的羟基在左边，则C-1的羟基也在左边时，也称为α-体。
但是，在观察葡萄糖的环状结构式时，由于决定构型的C-5上的羟基已经缩合变成“氧桥”，不易直接分辨出决定构型的羟基在哪一边，这时可以选取与原来C-5构型相同的C-2构型作为参考标准，也即苷羟基（在C-1上）和C-2的羟基同在一边的为α-葡萄糖，不在同一边的为β-葡萄糖。
对其他糖类化合物也可按此方法或采用α-或β-葡萄糖为标准与之比较确定α-型或β-型。
还有一个是氧环的大小问题，也可用化学方法推测。
醛、酮糖既可成半缩醛、酮存在，那么醛、酮糖中有多个羟基，究意哪一个羟基与醛、醛基缩合而成半缩醛、酮？按照成环规律，五元环或六元环都是无张力环，在能量上较为有利，所以比较容易形成，并且六元环比五元环更稳定些。
因此，推测葡萄糖应与第五个碳原子成环（六元环），此外在第四碳原子上成环（五元环）也是可以的，而三元、四元或七元环不易形成。
通过实验的方法可以确证氧环的大小，例如利用高碘酸断裂邻二双醇的反应，测定消耗的高碘酸分子数和产生的小分子
产物，可以知道原来是几元环。
例如，预先将葡萄糖作成甲苷，使它不发生变旋现象，环的大小也固定了，再进行测定。
实验结果消耗两摩尔高碘酸，并生成一分子甲酸和一分子二醛，这表明甲苷如上面（Ⅱ）式所表示，是六元环氧结构。
葡萄糖也能够形成五元环，例如在很温和的条件下与无水甲醇-氯化氢反应，于25℃放置较长时间，能分离出一种糖浆状的物质，含一个甲氧基，经测定为五元含氧环的甲苷，如上面（Ⅰ）式所示。
六元含氧环又称为吡喃环，名称来自于杂环化合物吡喃。
五元含氧环又称为呋喃环，名称来于杂环化合物呋喃。
葡萄糖的六元环为四氢吡喃环。
α-和β-甲苷都是吡喃型，所以完整的名称应叫α-D-（＋）-吡喃型葡萄糖甲苷和
β-D-（－）-吡喃型葡萄糖甲苷，未成苷的糖也可按同样方式命名。
己糖的五元环是氢化呋喃环。
所以下式应称为α(β)-
D(±)-呋喃型葡萄糖甲苷，这种甲苷遇稀酸容易水解，不如吡喃型稳定。
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）。