第三章 糖和苷类化合物
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一、苷的概念及分类
苷类化合物
苷类有又称为配糖体，是糖或多糖的衍生物的半 缩醛羟基与非糖物质脱水缩合形成的一类化合物。
脱水缩合：一个分子的羧基上的羟基或Ar-OH与 另外一个分子羟基上的氢结合形成一个水 （H2O）分子，从而使两个分子连接形成一个 新分子的过程。
天然的原生结构 原生苷：
苷类的分类
原生苷脱掉一部分糖得到的 次生苷： 产物
第三章
糖和苷类化合物
内容提要
• 一、糖类化合物 • 二、苷类化合物
第一节
• 一、糖的概念及分类
糖类化合物
糖类有又称为碳水化合物，是多羟基醛或多羟基酮类化合 物及其聚合物。 生物活性：1、作为生物的能量物质（淀粉、 麦芽糖、葡 萄糖）和植物骨架成分（纤维素）。 2、增强机体免疫功能。 3、抗肿瘤（细胞识别—糖蛋白）
杏仁苷酶－水解β-六碳醛糖苷键
芥子苷酶－水解芥子苷键（S－苷键）
3、碱催化水解（了解）
通常苷键对碱稳定，不易被碱水解。 而酯苷、酚苷、与羰基共轭的烯醇苷、苷键β位有吸电子基 团的苷易被碱水解。 C2-OH与苷键成反式易于碱水解，得到1,6-糖酐；成顺式则得 到正常的糖。
三、苷类化合物的提取与检识
• 单糖含有大量的羟基（-OH），故分子极性大，易溶于水中， 但难溶于乙醇等极性有机溶剂中，不溶于亲脂性有机溶剂中。
• 复习：1、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂有哪些？ 2、请将常见的十种溶剂的极性由小到大进行排序。
（三）化学性质
1、还原性：可被一些特殊的试剂氧化，试剂本身被还原。常见 的还原性糖类有葡萄糖（单糖）、麦芽糖（二糖）、半乳糖（ 单糖）、乳糖（二糖）等。但是蔗糖（二糖）不是还原糖。 • 故根据糖是否具有还原性可将糖类物质分为还原糖和非还原糖 2、水解性：对于低聚糖（寡糖）及多糖而言，在一定条件下， 均可发生水解反应，水解产物为小分子的单糖、单糖衍生物或 单糖及低聚糖的混合物。 ↑ 第二节及生物化学淀粉降解重点！
（三）水解性 苷类物质的水解主要有酸催化水解、酶催化水解和碱催化水 解三种方式。
1、酸催化水解
苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解。 反应一般在水或稀醇溶液中进行。
常用的酸有HCl, H2SO4, 乙酸和甲酸等。
酸水解特点：对糖苷键无选择性，反应剧烈而彻底，产物 为苷元及苷糖。 水解难易顺序：碳苷>硫苷>氧苷>氮苷
与棱镜晶轴平行的光才能通过。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光。偏 振光的振动面在化学上习惯称为偏振面。当平面偏振光通过手性化合物溶液后，偏振面的方向就 被旋转了一个角度。这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性。手性分子中，内消旋体不具备旋光 性、外消旋体分离单体后具备旋光性。
（二）溶解性
适用范围：同斐林反应
3、莫立许（Molish）试剂反应（糠醛反应） 操作步骤：1、在供试液中加入几滴α—萘酚乙醇溶液并摇匀。 2、沿试管壁缓慢加入适量浓硫酸。禁止震摇！ 3、看两液层交界面是否出现紫红色环。 适用范围：可用于单糖、多糖、苷，苷元及苷糖的鉴别，是一种 比较广谱的糖类检测试剂。
第二节
• 三、糖类化合物的提取与检识
（一）提取
提取单糖、低聚糖是常用水或稀醇作为溶剂；提取多糖则 常用水或稀酸（适用于氨基糖）、稀碱（适用于酸性多糖）。 分离方法：水溶——醇沉法。
在提取、分离其他成分时，多糖常常被视为杂质，常用的除去方 法为乙醇沉淀法，铅盐沉淀法等。——透析法（了解）
（二）检识
1、斐林（Fehling）试剂反应：
还原性糖（醛基）+新制Cu(OH)2（蓝色）→羧基+Cu2O↓（砖红色）+H2O 该反应须在碱性环境和加热中进行
适用范围：检测还原性单糖及低聚糖。（如：glu，麦芽糖等）
2、多伦（Tollen）试剂反应（银镜反应）
还原性糖（醛基）+AgNO3+NaOH→羧酸铵盐+Ag↓
该反应也需要在碱性环境和水浴加热中进行
单糖的Fischer投影式
（二）低聚糖（寡糖）
概念：由2—9个单糖聚合形成的糖类物质。按含有单糖的个数可 分为二糖、三糖和四糖等、低聚糖亦可分为还原糖和非还原性 糖。
乳糖：一分子半乳糖与一分子葡萄糖 以β-1,4糖苷键连接形成，属于二糖
棉子糖：一分子半乳糖与一分子葡萄 糖及一分子果糖连接形成，属于三糖
（三）多糖
概念：由9个以上的单糖聚合形成的糖称为多糖。 常见的多糖有：淀粉、纤维素、果胶等。 多糖的生物活性较为丰富，如： 抗肿瘤（香菇多糖） 增强免疫性（人参多糖、黄芪多糖） 抗血栓、调节血脂（茶叶多糖）
• 二、糖类化合物的理化性质 （一）性状
单糖：无色或白色结晶。多数味甜 多糖：无定型粉末。多数无味 单糖及具有半缩醛羟基的低聚糖通常具有旋光性。 背景知识： 旋光性：当普通光通过一个偏振的透镜或尼科尔棱镜时，一部分光就被挡住了，只有振动方向
2、酶催化水解
反应一般在50℃以下的水环境中进行，反应条件温和。 常用的催化剂一般均为酶类。
酶水解特点：对苷的水解部位有较高的选择性，酶的专属
性高，反应较为温和，产物为次生苷及苷糖。 • 常用的苷键水解酶： 转化糖酶－水解β-果糖苷键 麦芽糖酶－水解α-D-葡萄糖苷键 纤维素酶－水解β- D-葡萄糖苷键
注意：不是所有的糖都是甜的（淀粉、纤维素），甜的
物质也不一定都是糖(糖精钠、甜蜜素等)
糖类化合物可以分为三类：单糖、低聚糖及多糖
（一）单糖
• 概念：不能水解的糖类，是组成其他糖类成分及糖类衍生物的 基本单位。 数目：200多种。
常见的单糖为五碳糖及六碳糖。
常见单糖的缩写：glu（glc）——葡萄糖，rha——鼠李糖， gal——半乳糖，fru——果糖，ara——阿拉伯糖 结构见课本P38页——Haworth式
苷类的组成：由两部分组成，糖部分称为苷糖， 非糖部分称为苷元。
氧苷（O-苷）
苷类的结构 苷键类别
硫苷（S-苷） 氮苷（N-苷） 碳苷（C-苷）
具体结构类型 见教科书P41 页表3-1
wenku.baidu.com 二、苷类化合物的理化性质
（一）一般性质 苷类一般为无定型粉末，具有一定的吸湿性。味道为无味， 苦味，辛辣味或甜味。 苷类具有旋光性，且一般为左旋体。水解后由于生成单糖而 出现右旋光性，同时具有了还原性（苷糖为还原糖时）。 （二）溶解性 可溶于水或亲水性有机溶剂，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。 影响苷类的溶解性因素：苷元结构、苷糖取代数目、苷键类别
（一）原生苷的提取 提取原生苷多以水或乙醇作为溶剂。 注意事项：1、提取原生苷时，应抑制或破坏酶的活性。 2、保持提取液的酸碱性为中性，防止酸水解。 （二）次生苷的提取 由于次生苷类失去部分苷糖，导致分子极性降低，从而在 提取次生苷时应适当降低提取溶剂的极性，常用的提取溶剂为 浓度较高的乙醇水溶液或乙酸乙酯。 四、苷的检识 莫立许试剂反应
苷类化合物
苷类有又称为配糖体，是糖或多糖的衍生物的半 缩醛羟基与非糖物质脱水缩合形成的一类化合物。
脱水缩合：一个分子的羧基上的羟基或Ar-OH与 另外一个分子羟基上的氢结合形成一个水 （H2O）分子，从而使两个分子连接形成一个 新分子的过程。
天然的原生结构 原生苷：
苷类的分类
原生苷脱掉一部分糖得到的 次生苷： 产物
第三章
糖和苷类化合物
内容提要
• 一、糖类化合物 • 二、苷类化合物
第一节
• 一、糖的概念及分类
糖类化合物
糖类有又称为碳水化合物，是多羟基醛或多羟基酮类化合 物及其聚合物。 生物活性：1、作为生物的能量物质（淀粉、 麦芽糖、葡 萄糖）和植物骨架成分（纤维素）。 2、增强机体免疫功能。 3、抗肿瘤（细胞识别—糖蛋白）
杏仁苷酶－水解β-六碳醛糖苷键
芥子苷酶－水解芥子苷键（S－苷键）
3、碱催化水解（了解）
通常苷键对碱稳定，不易被碱水解。 而酯苷、酚苷、与羰基共轭的烯醇苷、苷键β位有吸电子基 团的苷易被碱水解。 C2-OH与苷键成反式易于碱水解，得到1,6-糖酐；成顺式则得 到正常的糖。
三、苷类化合物的提取与检识
• 单糖含有大量的羟基（-OH），故分子极性大，易溶于水中， 但难溶于乙醇等极性有机溶剂中，不溶于亲脂性有机溶剂中。
• 复习：1、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂有哪些？ 2、请将常见的十种溶剂的极性由小到大进行排序。
（三）化学性质
1、还原性：可被一些特殊的试剂氧化，试剂本身被还原。常见 的还原性糖类有葡萄糖（单糖）、麦芽糖（二糖）、半乳糖（ 单糖）、乳糖（二糖）等。但是蔗糖（二糖）不是还原糖。 • 故根据糖是否具有还原性可将糖类物质分为还原糖和非还原糖 2、水解性：对于低聚糖（寡糖）及多糖而言，在一定条件下， 均可发生水解反应，水解产物为小分子的单糖、单糖衍生物或 单糖及低聚糖的混合物。 ↑ 第二节及生物化学淀粉降解重点！
（三）水解性 苷类物质的水解主要有酸催化水解、酶催化水解和碱催化水 解三种方式。
1、酸催化水解
苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解。 反应一般在水或稀醇溶液中进行。
常用的酸有HCl, H2SO4, 乙酸和甲酸等。
酸水解特点：对糖苷键无选择性，反应剧烈而彻底，产物 为苷元及苷糖。 水解难易顺序：碳苷>硫苷>氧苷>氮苷
与棱镜晶轴平行的光才能通过。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光。偏 振光的振动面在化学上习惯称为偏振面。当平面偏振光通过手性化合物溶液后，偏振面的方向就 被旋转了一个角度。这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性。手性分子中，内消旋体不具备旋光 性、外消旋体分离单体后具备旋光性。
（二）溶解性
适用范围：同斐林反应
3、莫立许（Molish）试剂反应（糠醛反应） 操作步骤：1、在供试液中加入几滴α—萘酚乙醇溶液并摇匀。 2、沿试管壁缓慢加入适量浓硫酸。禁止震摇！ 3、看两液层交界面是否出现紫红色环。 适用范围：可用于单糖、多糖、苷，苷元及苷糖的鉴别，是一种 比较广谱的糖类检测试剂。
第二节
• 三、糖类化合物的提取与检识
（一）提取
提取单糖、低聚糖是常用水或稀醇作为溶剂；提取多糖则 常用水或稀酸（适用于氨基糖）、稀碱（适用于酸性多糖）。 分离方法：水溶——醇沉法。
在提取、分离其他成分时，多糖常常被视为杂质，常用的除去方 法为乙醇沉淀法，铅盐沉淀法等。——透析法（了解）
（二）检识
1、斐林（Fehling）试剂反应：
还原性糖（醛基）+新制Cu(OH)2（蓝色）→羧基+Cu2O↓（砖红色）+H2O 该反应须在碱性环境和加热中进行
适用范围：检测还原性单糖及低聚糖。（如：glu，麦芽糖等）
2、多伦（Tollen）试剂反应（银镜反应）
还原性糖（醛基）+AgNO3+NaOH→羧酸铵盐+Ag↓
该反应也需要在碱性环境和水浴加热中进行
单糖的Fischer投影式
（二）低聚糖（寡糖）
概念：由2—9个单糖聚合形成的糖类物质。按含有单糖的个数可 分为二糖、三糖和四糖等、低聚糖亦可分为还原糖和非还原性 糖。
乳糖：一分子半乳糖与一分子葡萄糖 以β-1,4糖苷键连接形成，属于二糖
棉子糖：一分子半乳糖与一分子葡萄 糖及一分子果糖连接形成，属于三糖
（三）多糖
概念：由9个以上的单糖聚合形成的糖称为多糖。 常见的多糖有：淀粉、纤维素、果胶等。 多糖的生物活性较为丰富，如： 抗肿瘤（香菇多糖） 增强免疫性（人参多糖、黄芪多糖） 抗血栓、调节血脂（茶叶多糖）
• 二、糖类化合物的理化性质 （一）性状
单糖：无色或白色结晶。多数味甜 多糖：无定型粉末。多数无味 单糖及具有半缩醛羟基的低聚糖通常具有旋光性。 背景知识： 旋光性：当普通光通过一个偏振的透镜或尼科尔棱镜时，一部分光就被挡住了，只有振动方向
2、酶催化水解
反应一般在50℃以下的水环境中进行，反应条件温和。 常用的催化剂一般均为酶类。
酶水解特点：对苷的水解部位有较高的选择性，酶的专属
性高，反应较为温和，产物为次生苷及苷糖。 • 常用的苷键水解酶： 转化糖酶－水解β-果糖苷键 麦芽糖酶－水解α-D-葡萄糖苷键 纤维素酶－水解β- D-葡萄糖苷键
注意：不是所有的糖都是甜的（淀粉、纤维素），甜的
物质也不一定都是糖(糖精钠、甜蜜素等)
糖类化合物可以分为三类：单糖、低聚糖及多糖
（一）单糖
• 概念：不能水解的糖类，是组成其他糖类成分及糖类衍生物的 基本单位。 数目：200多种。
常见的单糖为五碳糖及六碳糖。
常见单糖的缩写：glu（glc）——葡萄糖，rha——鼠李糖， gal——半乳糖，fru——果糖，ara——阿拉伯糖 结构见课本P38页——Haworth式
苷类的组成：由两部分组成，糖部分称为苷糖， 非糖部分称为苷元。
氧苷（O-苷）
苷类的结构 苷键类别
硫苷（S-苷） 氮苷（N-苷） 碳苷（C-苷）
具体结构类型 见教科书P41 页表3-1
wenku.baidu.com 二、苷类化合物的理化性质
（一）一般性质 苷类一般为无定型粉末，具有一定的吸湿性。味道为无味， 苦味，辛辣味或甜味。 苷类具有旋光性，且一般为左旋体。水解后由于生成单糖而 出现右旋光性，同时具有了还原性（苷糖为还原糖时）。 （二）溶解性 可溶于水或亲水性有机溶剂，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。 影响苷类的溶解性因素：苷元结构、苷糖取代数目、苷键类别
（一）原生苷的提取 提取原生苷多以水或乙醇作为溶剂。 注意事项：1、提取原生苷时，应抑制或破坏酶的活性。 2、保持提取液的酸碱性为中性，防止酸水解。 （二）次生苷的提取 由于次生苷类失去部分苷糖，导致分子极性降低，从而在 提取次生苷时应适当降低提取溶剂的极性，常用的提取溶剂为 浓度较高的乙醇水溶液或乙酸乙酯。 四、苷的检识 莫立许试剂反应