张文勤有机化学(第五版)第十五章 糖类化合物(碳水化合物)PPT课件

第十五章 糖类化合物(碳水化合物)
教学目的： 掌握单糖的结构； 理解糖的构型、单糖的反应、单糖的环状结构， 还原性双糖与非还原性双糖的结构特点； 了解多糖纤维素和淀粉的结构特征及性质。 教学重点：
糖的构型、单糖的反应、单糖的环状结构；还 原性双糖与非还原性双糖的结构特点。
教学难点：
糖的构型、单糖的反应、单糖的环状结构。
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第二节 单 糖 的 结 构
单糖：不能水解为更简单的糖 葡萄糖 果糖 （一）葡萄糖
一、葡萄糖的开链结构和构型 1.葡萄糖的开链结构 醛糖 分子式： C6H12O6
2,3,4,5,6,-五羟基己醛 四个手性碳 24=16个异构体 必须确定它的构型
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2.葡萄糖的开链构型及命名： 常用费歇尔投影式表示 如某葡萄糖的构型可写为：
α-甲基葡萄糖苷 21
糖苷的性质：
结构稳定，在水溶液中不能转化为链式； 没有还原性； 没有变旋现象； 不能成脎； 在酸性条件下，能水解成糖。
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六、成醚反应
七、成酯反应
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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
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感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
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相对构型标记法
L-(-)-甘油醛
D-(+)-甘油醛
其他的旋光性化合物可与甘油醛相比较而确定其构型
规定：在费歇尔投影式中，最下面手性碳上的-OH在右 侧的为D型， -OH在左侧的为L型
“＋” 等同于右旋， “－”等同于左旋
D、L与 “+、-” 没有必然的联系
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*4.差向异构体： 含有多个手性碳原子的对映异构体相应的手性
二、氧化 1. 溴水氧化 醛糖可被溴水氧化 酮糖不能被溴水氧化 酸性不异构化 可用溴水来区别醛糖和酮糖
2. 硝酸氧化 硝酸氧化能力强于溴
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3.弱氧化剂——托伦试剂、费林试剂氧化：
斐林试剂 or 托伦试剂
酮糖也能被托伦试剂或费林试剂等弱氧化剂 氧化，这是α-羟基酮特有的反应。
凡是能被上述弱氧化剂氧化的糖，都称
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第一节 糖的组成与分类 一、糖的组成
糖大都是由C、H、O三种元素组成，且大都符合 Cn(H2O)m的通式，所以过去把糖类称为碳水化合物。
但有的糖不符合碳水化合物的比例
二、糖的分类 单糖
二糖 糖 寡糖 三糖
……… 十糖
多糖
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单糖分为醛糖和酮糖
丁醛糖 丁酮糖 戊醛糖 戊酮糖 已醛糖 已酮糖 相应的醛糖和酮糖是同分异构体 自然界中五、六碳糖最普遍
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（二）果糖
一、果糖的结构
1．构型 D-果糖为2-己酮糖，其C3、C4、C5的构型与葡
萄糖一样。
三个手性碳
23=8个异构体
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2.果糖的环状结构
α构型—3 羟基与羟甲基在同侧
6
5
1
4
2Hale Waihona Puke 3615 4
2
3
α-D-(-)-呋喃式
6
5 2
4 3 1
α-D-(-)-吡喃式
6
1
5
2
4
3
β-D-(-)-呋喃式
③ D-葡萄糖在不同条件下结晶，得到2种晶体 ④ 变旋现象
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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。
2．环状结构
1
6
2
5
3
4
1
4
32
5
6
6 5 4
3
1 2
α -型
开链式
β -型
α构型—半缩醛羟基与羟甲基在异侧。 β构型—半缩醛羟基与羟甲基在同侧。
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为还原糖，否则称为非还原糖。
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4.高碘酸氧化：
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三、还原反应
单糖还原生成多元醇
CHO
OH
HO
NB ra2,BH 2HO 4
OH
OH
CH 2OH
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四、成脎反应
醛或酮能与苯肼反应生成苯腙，在过量苯肼 作用下α– 羟基继续与苯肼作用成脎。
CHO C6H5NHH N2
CH NNHC 6 H 5 NNHC 6 H 5
(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛
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葡萄糖开链构型的表示
CHO H OH HO H HO H OH H OH
C H2OH
CHO OH
OH OH C H2OH
CHO C H2O H
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3.糖的其它命名
D，L构型命名法
以甘油醛为参照标准，把右旋的甘油醛的构型规定
为D型，左旋的甘油醛的构型规定为L型。
C6H5NHH N2
CH 2 OH O
CH 2 OH
CH 2 OH
脎 α–羟基醛酮都可以发生类似反应
CH 2 OH
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五、成苷反应 糖的环式结构分子中活泼半缩醛羟基与其它含
羟基的化合物作用，失水而生成缩醛的反应称为成 苷反应。其产物称为配糖物，简称为“苷”，全名 为某糖某苷。
糖苷配基
β-甲基葡萄糖苷
碳只有一个构型不同，其余构型都相同的两种糖称 为差向异构体。 例如：
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三、葡萄糖的环式结构和构型 1. 开链结构的不足：
开链结构能说明单糖的许多化学性质，但开 链结构不能解释单糖的所有性质，如 ① 不与品红醛试剂反应、与NaHSO4反应非常迟缓 （这说明单糖分子内无典型的醛基）。
② 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）。
β-D-(-)-吡喃式
β构型—3 羟基与羟甲基在异侧
有变旋现象
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第三节 单糖的性质 (一）物理性质
单糖都是无色晶体，有甜味， 有变旋现象， 水中溶解度大。
(二）化学性质 结构： 醇 醛 酮
性质： 氧化 还原 加成 消除 成酯 成醚
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一、差向异构化 转化为差向异构体的异构化
碱性条件醛酮可互变
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