第1章 糖类(I)

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,则为不对称碳、手性碳、不对称中 心或手性中心。
COOH
2
HOOC
2
C
C OH
4
手性碳
1
HO
4
1
H
5 3
H
5 3
CH3
H3C
乳酸
3、旋光性（optical activity）及比旋光度
光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进方向垂直。
物质有两类：
（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质， 叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。 （2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做 非旋光性物质。
旋光度：使偏振光振动平面旋转的角度为旋光度。用“α”表示。
顺时针 右旋，以 “ d ” 或 以 “ + ” 表示。 其旋光方向 逆时针 左旋，以“ l ” 以 或“
广泛存在于生物界，特别是植物界。是地球上数量最多 的一类有机化合物。干重占植物的85-90%，细菌10%， 动物小于2%。
• 二、糖类的生物学功能 糖蛋白、糖脂、信息分子糖 • 能源物质 • 结构物质 • 碳源 肌糖原－能源
• 细胞识别的信息分 Hale Waihona Puke Baidu合 子 作用 动物干重2％ 细胞表面 识别标记 －糖
四、糖的命名与分类
1.命名 多数是根据糖的来源给予一个通俗名称，如葡萄糖、 果糖、蔗糖、乳糖、棉子糖和壳多糖。 2. 分类
单糖 （monosaccharide ）
寡糖 （oligosaccharide ）（低聚糖）
根据聚合度
多糖 （polysaccharide ）
•不能被水解成更小分子的糖类（单糖） •水解产生20个以上单糖分子的糖类（多糖）
储备能源 糖 分解 植物干 昆虫外2 代谢 重90％ 骨骼－ 一切含碳物质 糖 结缔组织 － 结构糖 DNA、 RNA 结构糖 合成 代谢 韧带－结构糖 糖－碳来源 细胞壁中结 构糖
CO
糖
壳聚糖的生理功能
• • • • • • • ★ 解毒排毒 ★ 抗癌、抑制癌细胞转移 ★ 降血脂（胆固醇） ★ 降血糖 ★ 降血压 ★ 抗疲劳 ★ 免疫调节
平面偏振光
若让光通过Nicol 棱镜 (起偏镜)，只有与棱镜晶轴方向平行的光 才能通过。这样，透过棱晶的光就只能在一个方向上振动，象这
种只在一个平面振动的光，称为平面偏振光，简称偏振光。
能使偏振光的振动方向发生旋转的物质，称旋光性物质。在 有机物中，凡是手性分子，都具有旋光性。
亮
α 丙 酸
暗 亮
乳酸
CHO CH 2 H OH H OH CH 2OH
H HO H H
CHO OH H OH OH CH 2OH
D-葡萄糖
CH 2OH C=O H HO H OH H OH CH 2OH
D-果糖
• 通常以glyco-和Sacchar-开头的单词都 表示糖类，以-ose缀尾的单词同样也表 示是糖类。 • 如：monosacchride(单糖） glucose(葡萄糖） Saccharose（蔗糖） Fructose（果糖）
D、L与 “+、-” 没有必然的联 系 将其它化合物的构型与甘油醛关联起来，如
CHO H OH CH2OH
COOH
[O]
H
OH CH 2OH
[H]
COOH H OH CH3
D-(+)-甘油醛
D-(-)-乳酸（相对构型）
以甘油醛为例确定糖的D,L构型
•D-甘油醛
L-甘油醛
对映体
实验确证：认为甘油醛规定的构型与其实际构型正好相符，因此，
学习要求
• 1、掌握糖类的元素组成和化学本质。 • 2、复习掌握立体异构,光学异构,手性碳原子,对映体, 非对映体、异头碳、差向异构体等基本概念，掌握书 写费歇尔投影式的方法；掌握和了解构型的D,L和 R,S标记法。 • 3、掌握单糖的结构、构象、物理性质、化学性质。 •
第一节、 导言
一、糖类的存在与来源
由甘油醛与其它化合物相联系所得的相对构型，就成为绝对构型。
绝对构型：能真实代表某一光活性化合物的构型（R、S）
相对构型：与假定的D、L甘油醛相关联而确定的构型。
D、L命名对多个手性碳的化合物使用不方便，目前仅在 糖类和氨基酸中使用仍很普遍。
（二）Fischer 投影式
COOH OH H CH3
4、构型和构象
构型：
原子或基团在空间的相对分布或排列。 但对旋光异构体来说，是指不对称碳原子的四个 取代基在空间的相对取向，如对映体——两种构 型互为镜像，对映不重合，即对映异构体。 涉及共价键的断裂。
乳酸对映体
COOH C CH3 H
分子模型 透视式
COOH HO C H CH3
OH
构象： 当单键旋转时，取代基团可能形成不同的立体结构。 不涉及共价键的断裂。 OH
醛糖
酮糖
大约20种
第二节、单糖的结构和性质
一、单糖的开链结构
（一）旋光异构
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
（几何） （光学）
2、不对称碳原子（手性C原子） （asymmetric carbon atom)
手性：一个物体若自身与其镜像不能重叠，称之。
船式
OH
CH2OHO
OH
OH
葡萄糖的构象
HO HO
CH2OH
O OH OH
椅式
HO HO
CH2OH
O
OH
OH
对映异构体构型的命名 （1） D、L命名法
CHO H OH CH2OH D-(+)-甘油醛 HO CHO H CH2OH L-(-)-甘油醛
人为规定：
羟基在右边称D型，羟基在 左边为为L型。
壳寡糖
三、糖类的定义、元素组成和化学 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) 化学定义：
多羟基醛或酮及其缩聚物和衍生物的总称。
或者定义： 糖类化合物是多羟基醛或多羟基酮或其衍生物以及水解后能 生成多羟基醛、多羟基酮及其衍生物的化合物。
比旋光度[α]λt ： [α]λt = α / l×c t：测定温度 λ：入射波长，α：旋光度， c：溶液浓度（g· ml-1）， l：盛液管长度（dm）
” 表示。
[α]Dt 是以钠光灯 （D线，波长为 589.6~589.0nm为 光源）
问题：具有手性碳的有机化 合物是否一定具有旋光性？
答：有机化合物的旋光性与分子 内部结构有关，不具对称元素 （对称面、对称中心、四重交替 对称轴）的才具有旋光性