生物高分子化合物 PPT

均多糖：水解生成一种单糖 多糖：能水解生成许多单 如：淀粉、纤维素等
糖的高分子化合物 杂多糖：水解生成多种单糖 或单糖衍生物如：阿拉伯胶
二、 单糖
重点介绍葡萄糖和果糖
葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6，但它们的结构是 不同的。
葡萄糖是己醛糖链式结构可表示为：CH2OH(CHOH)4CHO。 O
在溶液中，开链式与环式结构，两者可互变：
H OH C
H - C-OH HO - C-H O
CHO H - C - OH HO - C - H
HO H C
H - C-OH HO - C-H O
H - C-OH H-C
H - C - OH H - C - OH
H - C-OH H-C
CH 2OH
CH 2OH
D-葡萄糖、D-甘露糖、D-果糖之间在稀碱催化的互变异构反应
由于存在葡萄糖和果糖之间的互变异构，所以葡萄糖和 果糖的某些化学性质很相似。
（2）氧化反应
① 碱性条件下能被弱氧化剂氧化
葡萄糖和果糖都能和Tollen’s或 Fehling’s反应，有银析出或 生成砖红色的Cu2O沉淀。
如葡萄糖与Tollen’s和Fehling’s试剂的反应式可表示为： CH2OH(CHOH)4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH Δ
↑ ↑
通常将能被碱性弱氧化剂氧化的糖称为还原性糖，不被氧化的 糖称为非还原性糖。
[结论]单糖都是还原性糖
②与酸性氧化剂的作用
果糖不反应 可用于区别 醛糖和酮糖
遇到较强氧化 剂如硝酸，单 糖的伯醇基也 被氧化。如：
（3）成苷反应
单糖的环状半缩醛羟基可与另一含有活泼氢（如：—OH， —SH，—NH—)的化合物进行分子间脱水，生成的产物称为糖 苷(glycoside)。这样的反应称为成苷反应。
§15 生物高分子化合物
简介
§14-1 糖 类
糖类、蛋白质和脂肪是人类生命活动所必需要的三大营养 食品。在自然界有着广泛的存在。
糖类几乎存在于所有动、植物、微生物体内。植物根、茎、 叶、果实中存在的葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等等都是糖类 物质；绿色植物以CO2和水为原料通过光合作用合成糖类物质。 动物肝脏、肌肉中的糖原，结缔组织中的糖胺聚糖等；还有细 胞核、细胞质中的脱氧核糖和核糖等也都是糖类。
说明：糖类的俗称——碳水化合物并不存在Βιβλιοθήκη Baidu来的意义，只
是沿用了下来。
（3）糖类定义——从结构上看，糖类一般是多羟基醛或多羟 基酮以及水解能生成它们的物质。
醛糖：葡萄糖、半乳糖、
单糖：不能再水解的糖
（脱氧）核糖
酮糖：果糖
（4）分类 寡糖：水解能生成2-10个单糖 分子的糖，又称低聚糖
蔗糖 麦芽糖 乳糖
（2）曾用通 式： Cm(H2O)n 表示 （m、n 可同，可不同）
现代科技发现：
①Cm(H2O)n 并不反映糖类的结构，在糖类分子中，H、O 并不 是以H2O 甚至也不是2：1的形式存在。
②少数属于糖类的物质并不符合此通式（如：鼠李糖—C6H12O5 脱氧核糖—C5H10O4）， 而少数物质符合此通式的又不属于糖类（如：甲醛—CH2O C2H4O2—乙酸或甲酸甲酯、 C3H6O3—乳酸等）。
CH2OH(CHOH)4COOH + 2Ag + 4NH3 + H2O CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 Δ
CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O + 2 H2O
[思考]葡萄糖是醛糖，能与Tollen’s和Fehling’s试剂反应，但果
糖是酮糖不存在醛基为什么也能与Tollen’s和Fehling’s试剂反应？ 原因：存在互变异构
3、单糖的化学性质
（1）互变异构反应
单糖在稀碱溶液中，开链结构的醛或酮基与α碳原子上的 H原子发生互变异构反应，产生烯二醇结构，此结构进一步 互变异构，逆向恢复成原来的单糖，或正向进行，产生差 向异构生成另一种单糖等称为差向异构化。
D-葡萄糖与D-甘露糖及D-果糖之间在稀碱催化下通过烯二 醇结构而发出互变异构反应。
该反应只发生在半缩醛（酮）的羟基。
（4）有醛基，可加氢还原
CH2OH(CHOH)4CHO + H2
自然界存在 的单糖多为 D—型糖
甘油醛构型
CHO H *C OH
CH2OH D 甘油 醛
单糖的Fischer投影式书写
CHO HO *C H
CH2OH L 甘油 醛
（2）单糖的环状结构
葡萄糖的性质用其开链结构式不能解释的问题
葡萄糖分子若仅以链式结构存在，在无水HCl存在下其 游离醛理应与两分子甲醇作用生成缩醛，但实际上葡萄糖 分子只能与一分子甲醇结合成稳定的化合物。
CH 2OH
α -D-葡萄糖
36%
D-葡萄糖
0.024%
β -D-葡萄糖
64%
葡萄糖的链、环结构互变环结构常写成Haworth结构
从开链改写成Haworth式结构方法是，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。如：
1
CHO
H
*
-C
2-
OH
HO - *C 3- H
H
- *C
4
-
OH
*5
H - C - OH
6
CH 2OH
H OH C
H-C-
OH HO - C - H
O
H-CH-C
CH 2OH
CH2OH
H
O H HO
H
OH HO H OH
H OH
2、单糖的物理性质
单糖在常温下大多为白色晶体，可溶于水，具吸湿性，难溶于 醇等有机溶剂，水—醇混合溶剂常用于糖的重结晶。单糖都有甜味， 但程度不同。除丙酮糖外，都具有环状结构。
果糖是己酮糖链式结构可表示为：CH2OH(CHOH)3CCH2OH。
葡萄糖和果糖都是单糖，它们的性质很相似，所以放在 一起讨论。
1、单糖的结构 （1）单糖的开链式结构和构型
单糖的开链式结构：
己醛糖
己酮糖
单糖的构型：只需比较编号最大的手性碳原子的构型，编号
最大的手性碳构型与D—甘油醛相同者为D—型糖，与L—甘油 醛相同者为L—型糖。
糖的作用，除了是提供人的生命活动需要能量的主要来源 外，也是生物体的结构成分之一。现代科技研究发现，某些糖 类还有一些特殊的生物活性。如多糖具有免疫活性、抗癌作用 等，肝素还有抗凝血的功能。
一、糖的概念和分类
1、糖类(俗称:碳水化合物)
（1） 组成 —— C、H、O 三种元素
例：葡萄糖、果糖 C6H12O6 蔗糖、麦芽糖 C12H22O11 淀粉、纤维素 (C6H10O5)n