糖类化合物 大学有机化学

CH 2 OH CH 2 OH CH 2 OH
CH 2 OH CH 2 OHCH 2 OH
C
D (+ 露糖 糖 )- 葡 D -(+ )- D -(+ )- 甘 露 糖 )- 甘 D -(+ )- 甘 D -(-)- 果 糖 -(-) 萄 糖 葡 萄 糖 D -(+ 露糖
2. 单糖的互变异构 H O
酸或酶
四、葡萄糖环状结构的测定
C H 2O H H H OH O H HOH
(C H 3 ) 2 S O 4 N aO H
C H 2O C H 3 H O H OCH3 H C H 3O HOCH3
HO H OH
H
C H 2O C H 3 O H OCH3 H
H
OCH3
酸或酶
C H 3O
HOH
H
OCH3
乳酸（C3H6O3）
单糖 monosaccharides
—— 不能再水解的多羟基醛或酮 低聚糖(或寡糖) oligosaccharides
—— 能水解为2~10个单糖的碳水化合物
多糖 polysaccharides
—— 能水解为10个以上单糖的碳水化合物
第一节 单 糖 monosaccharides
0
C H 2O H O
OH 翻 转 180
0
OH OH OH OH
() -D-葡萄糖
6. 单糖的构象
H C H 2O H HO H HO H OH H OH H O
H C H 2O H HO H HO H OH H OH H O
-D-吡喃葡萄糖
-D-吡喃葡萄糖
三、单糖的化学性质
1．成脎反应
CHO
PhNH NH 2
CH
NNHPh
CH C O
NHNHPh H
H C OH
OH
CH
PhNH 2
NH O
2PhN H N H 2 H 2O
CH C
NNHPh NNHPh + NH3
C
D-葡萄糖脎
CH=O
CH=O CH 2 OH C CH=O CH=O CH=O C OH C O H OH H OH H OH OH H H HO H HO HHO HO H HO H HHO OH H OH H H OH H OH OH H OH H OH H OH H OH H OH H OH H OH H
C H AcO
N O Ac H O Ac O Ac
H2NOH,
HO H H
Ac2O
H H
C H 2 O Ac
C H (N H A c) 2 A cO H OAc OAc C H 2O A c
CHO
H+
Leabharlann Baidu
HO H H
H OH OH C H 2O H
NH3
H H
6. 形成糖苷
C H 2 OH H H OH OH H OH O H H OH
甲基 - -D-吡喃葡萄糖苷
7. 甲基化反应
C H 2O H H H OH O H HOH
(C H 3 ) 2 S O 4 N aO H
C H 2O C H 3 H O H OCH3 H C H 3O H OCH3 HOCH3
HO H OH
H
C H 2O C H 3 O H OCH3 H C H 3O H OCH3 HOH
CH
C
O
2 OH
β 型 63% 19°
112°
平衡溶液[]D = +52o
5．环状结构的哈武斯（Haworth）透视式
1
CHO
6
H HOCH2
5 4
OH
2 3
1
2
OH
3
CHO
HO
4 5 6
OH OH
向右倒下
H
5 4 6
OH OH
OH
6
C H 2O H OH
4
C H 2O H 5 OH H OH
C H 2O C H 3 H O H OCH3 H C H 3O H OCH3 HOH
CHO H C H 3O H H OCH3 H OCH3 OH C H 2O C H 3
COOH H C H 3O H OCH3 H OCH3 COOH
+
COOH H C H 3O OCH3 H COOH
稀 HNO3
糖类化合物的定义： 多羟基的醛或酮，
或水解后能生成这类醛酮的化合物
CH OH * CH OH * CH OH * CH OH * CH CHO OH
2
CH
OH
葡萄糖
Cn(H2O)m
碳水化合物
葡萄糖的分子式为C6H12O6、蔗糖为C12H22O11 鼠李糖C5H12O5 甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、
O
CH 2 OH
H C O OH HO OH OH CH 2 OH
C H 2 OCH 2 OH H
HO H
C
CH
2 OH
型 37%
() -D-(+)-葡萄糖 D-(+)-葡萄糖 []D = + 112o ~0.1% ~37%
开 链 式 0 .1 % 52°
() -D-(+)-葡萄糖 []D = + 19o ~63%
D-（+）-葡萄糖
D-(-)-核糖
3. 单糖的差向异构
CHO H HO H H OH H OH OH C H 2 OH CHO H O C
HO
CHO
OHH
H
HO H O
H H
OH OH
OH OH
C H 2 OH C H 2O H
C H 2 OH
D-葡萄糖
D-甘露糖
C2 差向异构体
C H 2O H C HO H H O H OH OH C H 2O H
3 2
C H 2O H
绕成环
5 4
OH
OH
3 2
CHO
1
旋转
5
CHO
1
OH OH
6 C H 2O H
OH
6 C H 2O H
O
H
1
O
OH
1
H OH
3 2
+
4
H OH
3 2
OH
OH
OH
α构型
OH
H
OH
β构型
OH HO OH O C H 2O H
OH 旋 转 120 C H 2O H OH OH OH O
O H C H OH
C
H
CHO
OH
-
C OH
HO
H
烯 二 醇
C H 2O H C O
D-葡萄糖
D-甘露糖
D-果糖
3．氧化反应
（1）Tollens试剂、 Fehling试剂氧化（碱性氧化） 杜伦试剂（硝酸银的氨水溶液）
费林试剂（硫酸酮和碱性酒石酸钾钠）
（2）溴水氧化（酸性氧化）
CHO
B r 2 /H 2 O
C H 2O H O HO H H H OH OH C H 2O H
+ 5HIO4 3 HCOOH + 2HCHO + CO2
4. 还原反应
CHO
Na Hg
C H 2O H
D-葡萄糖醇
CHO
Na Hg
C H 2O H
D-赤藓糖醇
5. 递升和递降
CN OH
CHO OH
+
CHO H OH C H 2O H
放置
放置 所得溶液
[]D = +52o
H CHO CHO CHO
H
H
C
OH OH OH C C O
O
O
D-（-）-吡喃葡萄糖 D-（-）-葡萄糖
CH 2 OH CH CH 2 OH 2 OH CH 2 OH CH CH 2 OH 2 OH
C H 2O H HO HO H H C H OH OH CH2 O
CHO OH OH C H 2O H
D-（-）-赤藓糖
CHO H OH C H 2O H
D-（+）-甘油醛
O H (2 ) N a -H g C H 2O H
D-（+）-苏阿糖 编号最大的手性碳上OH在右边的为D型，在左边的为L型
CHO H H OH OH C H 2O H HO H
CHO H OH C H 2O H
直链淀粉由α-D-(+)-葡萄糖以α-1,4苷键结合而 成的链状高聚物; 支链淀粉在结构上除了由葡萄糖分 子以α-1, 4苷键连接成主链外，还有以α-1,6苷键相 连而形成的支链
二、纤维素
纤维素是由许多葡萄糖结构单位以β-1,4苷键相 连而成的。
第19章
第1题
第2题 第3题
第266页
第5题
第4题
§19 糖类化合物
第十九章 糖类化合物 Saccharides compound
授课学时： 6学时
第一节 单 糖 第二节 双 糖 第三节 多 糖
本章学习要求
1.了解糖类化合物的含义和分类； 2.掌握单糖中葡萄糖、果糖的性质，结构及其测定方法， 并熟悉其链式构型式与环式哈武斯构型式相互转化书写 法； 3.掌握双糖中的蔗糖、麦芽糖、纤维二糖的结构及性质； 4.掌握多糖中纤维素、淀粉的结构、性质。
COOH
D-葡萄糖
D-葡萄糖酸 区别酮糖和醛糖
（3）硝酸氧化
CHO
稀 HNO3
COOH
C H 2O H
CHO
稀 HNO3
COOH
COOH
D-葡萄糖二酸
D-核糖二酸
C H 2O H
COOH
（4）高碘酸氧化
CH=O H HO H H OH H OH OH C H 2O H
+ 5HIO4 5 HCOOH + HCHO
丙糖
一、单糖的分类
丁糖 戊糖 己糖
醛糖 酮糖
* CH CHO OH
CH OH
2
* CH OH
* CH OH
* CH OH
葡萄糖
二、单糖的立体构型 1. 单糖构型的表示方法
CHO CHO CHO CHO OH CHO CHO OH H OH H OH H OH OH OH OHH HO HO HO HO H HO H HO HO H OH OH H OH H OH H OH OH OH OH OH H OH OH H OH H OH OH OH OH C H OH CH OH CH OH C 2 OH CH OH CH H22OH CH 2 OH 222 CH 2 OH
H H H
C H 2O H C O OH OH OH C H 2O H
D-果糖
D-阿洛酮糖
C3差向异构体
4. 单糖的氧环式结构
(1)单糖只能与一分子的醇形成反应
(2)葡萄糖不与品红试剂反应
(3)单糖具有变旋现象
一个有旋光的化合物，放入溶液中，它的旋
光度逐渐变化，最后达到一个稳定的平衡值，这
种现象称为变旋现象。 () -D-(+)-葡萄 糖的水溶液 []D = + 112o () -D-(+)-葡萄 糖的水溶液 []D = + 19o
C H 2O H C HO H H O H OH OH C H 2O H
C H 2O H HO HO H H C H 2O H C H OH O
D-（-）-吡喃果糖
D-（-）-果糖
D-（-）-呋喃果糖
H C
OH
CHO
HO
H
CHO
C
HH
OH
OH
C
C
O
O
CH 2 OH
O
CH 2 OH
O
OH
CH 2 OH
CHO CHO CHO
CHO CHO CHO
H O H H
CH 2 OH
C HCH 2 OH 2 OH CH OH
2
葡萄糖
费歇尔式
2. 相对构型(D系列和L系列)
CHO H OH CH2OH D-（+）-甘油醛 CHO HO H CH2OH L-（-）-甘油醛
CN H H CHO HCN H OH C H 2O H CN HO H H (1 ) H 2 O HO H OH OH C H 2O H (1 ) H 2 O (2 ) N a -H g H H
O
O HOH
1 2
H OH
3 2
H OH
3
OH
O
OH
OH
() -D-(+)-葡萄糖
D-(+)-葡萄糖
2. 纤维二糖
6 C H 2O H 5 4 6 C H 2O H 5 1
O O
4
O HOH
1 2
H OH
3 2
H OH
3
OH
OH
OH
() -D-(+)-葡萄糖
D-(+)-葡萄糖
第三节 多 糖 polysaccharides 一、淀粉
HO
HCN
OH C H 2O H CN OH C H 2O H
H3 O
Na
Hg
OH C H 2O H CHO
H3 O
+
Na Hg HO
OH C H 2O H
沃尔（Wole）递降法
C HO H HO H H OH H OH OH C H 2O H
H C H= N O H OH H OH OH C H 2O H
第二节 双 糖 disaccharides
一、非还原性双糖和还原性双糖
1.非还原性双糖 （1）蔗糖
6CH 5 4 2O H
O
1
HOH2C 1
2
O HO
3 4 6 5
OH
2 3
OH
OH
HO
C H 2O H
OH
OH
() -D-(+)-葡萄糖
() -D-(-)-果糖
2. 还原性双糖
（1）麦芽糖
6 C H 2O H 5 4 6 C H 2O H 5 1 4
H C H 2 OH O H OH OH H OH H H OCH3
CH3OH H+
甲基 - -D-吡喃葡萄糖苷
糖苷的名称由三部分组成：配基+糖的残基+（糖）苷
C H 2 OH H H OH OH H OH O H OH H
C H 2 OH
CH3OH
H H OH OH H
O H
H
H+
OCH3 OH
D-（-）-赤藓糖
a d d b c c
D-（+）-苏阿糖
a d c d b
赤式
c
苏式
两个相同的原子或基团在碳链的同侧，称赤式； 异侧为苏式。
CHO H HO H H OH H OH OH C H 2 OH
CHO H
HO
CHO
CHO
OH
OH
OH
H H
OH
OH
OH C H 2 OH
C H 2 OH
C H 2O