第九章糖类化学
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H - C-OH HO - C-HO
CHO H - C - OH HO - C - H
HO H C
H - C-OH HO - C-HO
H - C-OH H-C
H - C - OH H - C - OH
H - C-OH H-C
CH2OH
CH2OH
CH2OH
• α-D-葡萄糖
D-葡萄糖
β-D-葡萄糖
• 36% • +112° •
2.葡萄糖的环状结构与变旋光现象
H OH C
H - C-OH HO - C-HO
H - C-OH
H-C
CH2OH
CHO H - C - OH HO - C - H H - C - OH H - C - OH
CH2OH
HO H C
H - C-OH HO - C-HO
H - C-OH H-C
CH2OH
O
船式构象
a
a
e
e
e
a
a e
a
e
e a
H
HO
CH 2OH O
H
H HO
H
H OH
OH
椅式构象
椅式构象：
H
HO
CH2OH O
H
H HO
H
H OH
OH
α -D-葡萄糖
H
HO
CH2OH O
H
H HO
H
OH OH
H
β -D-葡萄糖
CH2OH
H
OH
H
OHHO H OH
H OH
α-D-葡萄糖（哈沃斯式）
H
HO
H *C OH CH2OH
D 甘油醛
CHO HO *C H
CH2OH L 甘油醛
葡萄糖 开链式结构与构型
1
CHO H-*C2-OH HO-*C3-H
H-*C4-OH
*5
H - C - OH
6
H OH C
H - C - OH HO-C-H O
H - C - OH
H-C
H
H CH2OHO H HO
CH2OH O
1
CHO H -*C2- OH HO -*C3- H
H -*C4- OH H -*C5- OH
H OH C
H - C - OH HO-C-H O
H - C - OH
H-C
H
H CH2OHO H HO
CH2OH O
H
H OHHO H OH
H OH
H HO
H OH
OH
H
6
CH2OH CH2OH
C1醛基和C5-OH在空间位置上很靠近，易起分子内亲核 加成反应，生成环式半缩醛结构化合物。
HO -3C -
4
H -C -
5
H -C -
H OH
C
OHH - C - CH2OH
HHOOH- C -OHH H O H
OHH -
C-
OHHO H
H OH OH
OHH - C
H CH2OH HO H HO
H
O
H H
OH OH
葡萄糖是具有五个羟基 和一个醛基的己醛糖
6
CH2OH CH2OH
甘油醛构型 CHO
H
H OHHO H
H OH OH
H HO
H OH OH
H
①开链式有4个手性碳原子（*C2～ *C5），具有旋光性；
②葡糖3左有一羟（不能变动）； ③以甘油醛为标准，决定单糖构 型，若末端第二个-OH在右侧，为D 型（天然葡萄糖均为D型），末端第 二个-OH在左侧，为L型。
CH2OH CH2OH
表示醛基 表示羟基 表示羟甲基
H OH
C
OHH - C -
CH2OH
HHOOH - C -O HH H O H
OHH - C -
OHHO H OH H OH
OHH - C
H CH2OH
HO H
HO
H
O
H H
OH OH
6
CH2OH
CH2OH
从开链或环式改写成哈沃斯式，要将左侧 原子或原子团写在上方，右侧原子或原子团写 在下方。
构象式(立体结构)：
第九章 糖类化学
• 第一节 概述 • 第二节 单糖 • 第三节 寡糖 • 第四节 多糖
二、糖的分类（根据其能否被水解）
单糖：不能再水解的糖； 寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；
多糖 ：能水解生成许多单糖的高分子化合物。
同多糖：由一种单糖组成的多糖；* 杂多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的单糖。*
• 由于成环反应，使原来C1也成为异头碳原子，即手性碳 原子“*C”。 • 根据半缩醛羟基在空间排布的不同，环状葡萄糖又有两 种异构体，C1-OH在右侧，为α型异头物，即α-D-葡萄糖； C1-OH在左侧，为β型异头物，即β-D-葡萄糖。
在溶液中，开链式与环式结构，两者可互变，
有变旋现象：
H OH C
CH2OH O
H
H HO
H
H OH
OH
α -D-葡萄糖（椅式）
Βιβλιοθήκη Baidu
二、单糖的旋光异构体
*
理论上含有n个手性碳原子
*
的单糖有2n个旋光异构体。
*
如己醛糖，开链结构
*
有24 =16个旋光异构体；环状
结构有25 =32个旋光异构体。
三、重要的单糖*
1. 果糖与半乳糖
①果糖
开链式 环式 哈沃斯式
1
CH2OHO CH2OH
0.024% 平衡后
64% +18.7°
•
（变旋现象）*
•
+52.7°
2. 环状结构的哈沃斯式和构象式
哈沃斯式：
CH2OH
H
O OH
H
OH HO H H
H OH
CH2OH
H
OH
H
OH HO H OH
H OH
β-D-葡萄糖
α-D-葡萄糖
1
CHO
H
*
-
2
C
-
HO *-3 C -
H
*-
4
C
-
*5
H-C-
2,5成环
H
H H
O CH2OH
OH H OHOH
OH H
2,5成环 2,6成环 2,6成环
①似葡2酮是果糖； ②开链式有3个手性碳原子 （*C3～*C5），具有旋光性； ③以甘油醛为标准，决定构 型，C5-OH在右侧，为D型 ，C5-OH在左侧，为L型。
CH2OH
2
C=O
CCH2OOHH
CH2OH C OH
H OH H OH
HO -*C3- H H -*C4- OH
*5
H - C - OH
6
CH2OH
HO - C - H O HO - C - H H - C - OH H - C - OH O H - C H - C - OH
CH2OH CH2
OH H
•
细胞核、细胞质中的脱氧核糖和核糖；绿色
植物根、茎、叶、果实中葡萄糖、蔗糖、淀粉和
纤维素；动物肝脏、肌肉中的糖原，结缔组织中
的糖胺聚糖。
• 生物学作用：
• 1.生物体生命活动所需能量的主要来 源；
• 2. 生物体的 结构成分之一。
第二节 单糖
一、葡萄糖的分子结构*
1.葡萄糖的开链结构与构型
1
CHO H -C2 -
醛糖：葡萄糖、半乳糖、（脱氧）核糖
按功能基分
单糖
酮糖：果糖
按碳原子数目分：丙糖、丁糖、戊糖、己糖
寡糖 如双糖（麦芽糖、乳糖、蔗糖）
同多糖：淀粉、糖原、纤维素、右旋糖苷
多糖
杂多糖： 透明质酸、 硫酸软骨素、 肝素
（含N或S） （含N） （含N和S） （含N和S）
三、糖在生物界的分布与生物学作用
• 几乎存在于所有动、植物、微生物体内：
CHO H - C - OH HO - C - H
HO H C
H - C-OH HO - C-HO
H - C-OH H-C
H - C - OH H - C - OH
H - C-OH H-C
CH2OH
CH2OH
CH2OH
• α-D-葡萄糖
D-葡萄糖
β-D-葡萄糖
• 36% • +112° •
2.葡萄糖的环状结构与变旋光现象
H OH C
H - C-OH HO - C-HO
H - C-OH
H-C
CH2OH
CHO H - C - OH HO - C - H H - C - OH H - C - OH
CH2OH
HO H C
H - C-OH HO - C-HO
H - C-OH H-C
CH2OH
O
船式构象
a
a
e
e
e
a
a e
a
e
e a
H
HO
CH 2OH O
H
H HO
H
H OH
OH
椅式构象
椅式构象：
H
HO
CH2OH O
H
H HO
H
H OH
OH
α -D-葡萄糖
H
HO
CH2OH O
H
H HO
H
OH OH
H
β -D-葡萄糖
CH2OH
H
OH
H
OHHO H OH
H OH
α-D-葡萄糖（哈沃斯式）
H
HO
H *C OH CH2OH
D 甘油醛
CHO HO *C H
CH2OH L 甘油醛
葡萄糖 开链式结构与构型
1
CHO H-*C2-OH HO-*C3-H
H-*C4-OH
*5
H - C - OH
6
H OH C
H - C - OH HO-C-H O
H - C - OH
H-C
H
H CH2OHO H HO
CH2OH O
1
CHO H -*C2- OH HO -*C3- H
H -*C4- OH H -*C5- OH
H OH C
H - C - OH HO-C-H O
H - C - OH
H-C
H
H CH2OHO H HO
CH2OH O
H
H OHHO H OH
H OH
H HO
H OH
OH
H
6
CH2OH CH2OH
C1醛基和C5-OH在空间位置上很靠近，易起分子内亲核 加成反应，生成环式半缩醛结构化合物。
HO -3C -
4
H -C -
5
H -C -
H OH
C
OHH - C - CH2OH
HHOOH- C -OHH H O H
OHH -
C-
OHHO H
H OH OH
OHH - C
H CH2OH HO H HO
H
O
H H
OH OH
葡萄糖是具有五个羟基 和一个醛基的己醛糖
6
CH2OH CH2OH
甘油醛构型 CHO
H
H OHHO H
H OH OH
H HO
H OH OH
H
①开链式有4个手性碳原子（*C2～ *C5），具有旋光性；
②葡糖3左有一羟（不能变动）； ③以甘油醛为标准，决定单糖构 型，若末端第二个-OH在右侧，为D 型（天然葡萄糖均为D型），末端第 二个-OH在左侧，为L型。
CH2OH CH2OH
表示醛基 表示羟基 表示羟甲基
H OH
C
OHH - C -
CH2OH
HHOOH - C -O HH H O H
OHH - C -
OHHO H OH H OH
OHH - C
H CH2OH
HO H
HO
H
O
H H
OH OH
6
CH2OH
CH2OH
从开链或环式改写成哈沃斯式，要将左侧 原子或原子团写在上方，右侧原子或原子团写 在下方。
构象式(立体结构)：
第九章 糖类化学
• 第一节 概述 • 第二节 单糖 • 第三节 寡糖 • 第四节 多糖
二、糖的分类（根据其能否被水解）
单糖：不能再水解的糖； 寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；
多糖 ：能水解生成许多单糖的高分子化合物。
同多糖：由一种单糖组成的多糖；* 杂多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的单糖。*
• 由于成环反应，使原来C1也成为异头碳原子，即手性碳 原子“*C”。 • 根据半缩醛羟基在空间排布的不同，环状葡萄糖又有两 种异构体，C1-OH在右侧，为α型异头物，即α-D-葡萄糖； C1-OH在左侧，为β型异头物，即β-D-葡萄糖。
在溶液中，开链式与环式结构，两者可互变，
有变旋现象：
H OH C
CH2OH O
H
H HO
H
H OH
OH
α -D-葡萄糖（椅式）
Βιβλιοθήκη Baidu
二、单糖的旋光异构体
*
理论上含有n个手性碳原子
*
的单糖有2n个旋光异构体。
*
如己醛糖，开链结构
*
有24 =16个旋光异构体；环状
结构有25 =32个旋光异构体。
三、重要的单糖*
1. 果糖与半乳糖
①果糖
开链式 环式 哈沃斯式
1
CH2OHO CH2OH
0.024% 平衡后
64% +18.7°
•
（变旋现象）*
•
+52.7°
2. 环状结构的哈沃斯式和构象式
哈沃斯式：
CH2OH
H
O OH
H
OH HO H H
H OH
CH2OH
H
OH
H
OH HO H OH
H OH
β-D-葡萄糖
α-D-葡萄糖
1
CHO
H
*
-
2
C
-
HO *-3 C -
H
*-
4
C
-
*5
H-C-
2,5成环
H
H H
O CH2OH
OH H OHOH
OH H
2,5成环 2,6成环 2,6成环
①似葡2酮是果糖； ②开链式有3个手性碳原子 （*C3～*C5），具有旋光性； ③以甘油醛为标准，决定构 型，C5-OH在右侧，为D型 ，C5-OH在左侧，为L型。
CH2OH
2
C=O
CCH2OOHH
CH2OH C OH
H OH H OH
HO -*C3- H H -*C4- OH
*5
H - C - OH
6
CH2OH
HO - C - H O HO - C - H H - C - OH H - C - OH O H - C H - C - OH
CH2OH CH2
OH H
•
细胞核、细胞质中的脱氧核糖和核糖；绿色
植物根、茎、叶、果实中葡萄糖、蔗糖、淀粉和
纤维素；动物肝脏、肌肉中的糖原，结缔组织中
的糖胺聚糖。
• 生物学作用：
• 1.生物体生命活动所需能量的主要来 源；
• 2. 生物体的 结构成分之一。
第二节 单糖
一、葡萄糖的分子结构*
1.葡萄糖的开链结构与构型
1
CHO H -C2 -
醛糖：葡萄糖、半乳糖、（脱氧）核糖
按功能基分
单糖
酮糖：果糖
按碳原子数目分：丙糖、丁糖、戊糖、己糖
寡糖 如双糖（麦芽糖、乳糖、蔗糖）
同多糖：淀粉、糖原、纤维素、右旋糖苷
多糖
杂多糖： 透明质酸、 硫酸软骨素、 肝素
（含N或S） （含N） （含N和S） （含N和S）
三、糖在生物界的分布与生物学作用
• 几乎存在于所有动、植物、微生物体内：