有机化学第十九章 碳水化合物

03.01.2021
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CHO
CH 2 OH
D -(+ )-甘 油 醛
CHO
CHO
CH 2 OH
D -(-)-
赤藓糖
CHO
CHO
CH 2 OH
D -(-)-
苏阿糖
CHO
CHO
CH 2 OH
D -(-)-
核糖
CHO
CHO
D
CH
-(-
)2-OH
树胶糖
CHO
CHO
CH 2 OH
D -(+ )-
D -(+ )- D -(+ )半乳糖 塔罗糖
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十六个己醛糖都经合成得到，其中十二
个是费歇尔一个人取得的（于1890年完成合 成）。所以费歇尔被誉为“糖化学之父”。
一、单糖的结构
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（一）、单糖的构造式
葡萄糖、果糖等的结构已在上个世纪由 被誉为“糖化学之父”的费歇尔（Fischer） 及哈沃斯（Haworth）等化学家的不懈努力 而确定。
[实验现象]： ① 起银镜反应，说明有醛基。
② 与NH2OH缩合，说明有羰基。
③ 和酸酐酰基化生成酯，酯水解后可得5 分子乙酸，说明有5个羟基。
② 绝对构型：真实存在的构型。
D/L构型因为是人为规定的，其它化合 物的构型是根据甘油醛的构型而定的，所 以称为相对构型。1951年测得了甘油醛的 真实构型和原人为规定的构型恰巧完全符 合，因此原来的相对构型也是真实构型， 这种真实构型又称绝对构型。
在X-射线分析法出现前，许多化合物 的构型是通过化学方法与已知构型的化合 物进行联系得到的。例如：
糖C5H10O4。
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有些化合物的组成符合碳水化合物的 比例，但不是糖。例如甲酸（CH2O）、乙 酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。因此， 最好还是叫做糖类较为合理。碳水化合物 沿用至今，已失去了原来的意义。
二、分类
1、单糖 —— 不能再水解的多羟基醛或 多羟基酮。如：葡萄糖、果糖等
木糖
CHO
CHO
CH
D-
(2-O) H-
异木糖
CHO
CHO
CH wenku.baidu.com OH
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH
D -(+ )- D -(+ )阿 洛03糖.01.202阿1 卓 糖
D -(+ )- D -(+ )- D -(-)- D -(-)葡 萄 糖 甘 露 糖 古编罗辑糖ppt 艾 杜 糖
2、低聚糖——含2~10个单糖结构的缩合
物。以二糖最为多见，如蔗糖、麦芽糖、乳
糖等。
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3、多糖 ——含10个以上单糖结构的缩合 物。如淀粉、纤维素等。
§ 19-2 单 糖
单糖可根据分子中所含碳原子的数目分 为戊糖、己糖等。
自然界中存在最广泛的单糖是葡萄糖 （多羟基醛）、果糖（多羟基酮）和核糖。 我们以葡萄糖和果糖为代表来讨论单糖。
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1．相对构型和绝对构型
① 相对构型：人为规定的标准。
D/L法：以甘油醛作为标准，和C*相连
的-OH在右边的为D构型，在左边的为L构
型。
CHO
CHO
H
OH
HO
H
CH2OH D-(+)-甘油醛
CH2OH L-(-)-甘油醛
D、L只表示构型，（+）、（-）表
示旋光方向，两者之间没有必然的联系。
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其它旋光物质可通过化学方法转变与甘
油醛联系起来。
CHO
COOH
H
OH HgO
H
OH
CH2OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
COOH H OH [H]
CH2OH
D-(-)-甘油酸
COOH
H
OH
CH3
03.01.2D02-1 (-)-甘油酸
编辑ppt D-(-)-乳酸
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结构。其构造式如下：
C2H C * H C * H C * H C * C HHO C2H C * H C * H C * H CC2
OH OO HO HO HH OH OO HO HO HO
葡 萄 糖
果 糖
（二）、单糖的构型 葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有
24=16个对映异构体。所以，只测定糖的构造 式是不够的，还必须确定它的构型。
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CH NOH
D-葡萄糖酸
正已烷
HO CN HC
CHOH CHOH CHOH CHOH
Br2,H2O
HI
NH2OH
HOH2C
CHO OH OH OH OH
HCN
CH2OH CHO CHOCOCH3 CHOCOCH3
(CH3CO)2O
HNO3
D-葡萄糖二酸
Ag(NH3)2NO2
Ag↓
CHOH
CHOH H2O
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第十九章 碳水化合物
学习要求
1、掌握葡萄糖、果糖的结构(开链式、 环状哈武斯式)及其化学性质。
2、掌握还原性二糖和非还原性二糖在 结构上和性质上的差异。
3、了解淀粉和纤维素在结构上的主要 区别和用途。
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§ 19-1 碳水化合物的涵义及分类
碳水化合物又称为糖类，是植物光合作 用的产物，是一类重要的天然有机化合物， 对于维持动植物的生命起着重要的作用。
碳水化合物是最大的而且分布最广的一 类天然产物，几乎存在于所有生物体中。
一、碳水化合物的涵义
糖： 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或
水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合
物。03.01.2021
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④ 葡萄糖还原生成已六醇再还原成正已 烷。说明是直链。
⑤ 与HCN加成后水解生成六羟基酸，再 被还原后得到正庚烷，进一步说明了羰基在 链端，是醛基。
⑥ 用⑤的方法处理果糖，其最后的产物 是2-甲基已酸。因此说明果糖的羰基在第二 个碳上。
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CHOH
CHOH CHOH
CHOCOCH3
CHOCOCH3 CH2OCOCH3
COOH CH2 CH2
HI CH2 [H] CH2
CH2 CH3
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实验证明，葡萄糖的分子式为C6H12O6， 为2，3，4，5，6，-五羟基己醛的基本结构。
果糖为1，3，4，5，6，-五羟基己酮的基本
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因这类化合物都是由C、H、O三种元素
组成，且都符合Cn(H2O)m的通式，所以称之 为碳水化合物。例如：
葡萄糖的分子式为C6H12O6，可表示为 C6(H2O)6
蔗糖的分子式为C12H22O11，可表示为 C12(H2O)11等。
但有的糖不符合碳水化合物的比例，
例如：鼠李糖C5H12O5（甲基糖）；脱氧核