碳水化合物全解課件.ppt

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1、第12章碳水化合物碳水化合物也叫糖類碳水化合物是碳、氫、氧三種元素組成實(shí)驗(yàn)式都符合通式Cm(H2O)n，因而取名為碳水化合物。從構(gòu)造上看:它們是一類多羥基醛（酮）或多羥基醛（酮）的縮合物和衍生物1存在與來源糖類化合物廣泛存在于自然界，是植物進(jìn)行光合作用的產(chǎn)物。植物在日光的作用下，在葉綠素催化下將空氣中的二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成葡萄糖，并放出氧氣：葡萄糖在植物體內(nèi)還進(jìn)一步結(jié)合生成多糖——淀粉及纖維素。地球上每年由綠色植物經(jīng)光合作用合成的糖類物質(zhì)達(dá)數(shù)千億噸。它既是構(gòu)成掌握的組織基礎(chǔ)，又是人類和動(dòng)物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也為工業(yè)提供如糧

2、、棉麻、竹、木等眾多的有機(jī)原料。2碳水化合物都是用俗名根據(jù)能否水解以及水解后生成分子數(shù)分為三類:Ａ．單糖最簡(jiǎn)單的，不能水解的多羥基醛或多羥基酮例如葡萄糖、果糖、核糖等。Ｂ．低聚糖生成２～９個(gè)單糖低聚糖又分為二糖、三糖或四糖等。二糖例如蔗糖、麥芽糖、纖維二糖等Ｃ．多糖生成10個(gè)以上單糖例如淀粉、纖維素等。單糖是構(gòu)成低聚糖和多糖的基本單位，了解單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)則是研究糖類化學(xué)的基礎(chǔ)。因此，本章重點(diǎn)介紹單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。3單糖的分類按分子中所含羰基的類型（一）單糖天然存在的單糖都具有旋光性醛糖酮糖丙糖丁糖戊糖己糖最簡(jiǎn)單的單糖是:

3、丙醛糖（俗稱甘油醛CH2OHCHOHCHO）丙酮糖（甘油酮CH2OHCOCH2OH）單糖中最重要、分布最廣的是己醛糖中的葡萄糖和己酮糖中的果糖。我們就以葡萄糖和果糖為例來闡述單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。按分子中含碳原子的數(shù)目4單糖的結(jié)構(gòu)一.葡萄糖的結(jié)構(gòu)1.葡萄糖的開鏈?zhǔn)教烊黄咸烟?（+）－葡萄糖分子式:C6H12O6根據(jù)性質(zhì):己醛糖其構(gòu)造式是:56單糖的構(gòu)型:以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)來確定天然葡萄糖的名稱也可稱為:(2R,3S,4R,5R)-(+)-葡萄糖天然葡萄糖72.葡萄糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)溶液的比旋光度隨著時(shí)間變化(逐漸增大或縮小)，最后達(dá)到

4、恒定值,這種現(xiàn)象叫做變旋光現(xiàn)象2.在紅外光譜中找不到羰基的特征吸收峰。兩個(gè)問題:1.變旋光現(xiàn)象比旋光度:+112°+52．7°放置8生成環(huán)狀半縮醛910用五元環(huán)平面或六元環(huán)平面來表示單糖氧環(huán)式結(jié)構(gòu)中各原子在空間的排布平衡體系:氧環(huán)式結(jié)構(gòu)通過開鏈?zhǔn)较嗷マD(zhuǎn)變(互變異構(gòu))哈武斯氧環(huán)式(哈武斯式):0.1%11問題:為什么β型的含量比α型多？構(gòu)象葡萄糖:較大基團(tuán)全都處于平伏鍵上,穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象3．葡萄糖的構(gòu)象式12在含有多個(gè)手性碳原子的旋光異構(gòu)體中，只有一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型不同時(shí)，互稱為差向異構(gòu)體。1、差向異構(gòu)化D－葡萄糖D－甘露

5、糖12.1.3單糖的化學(xué)性質(zhì)13在稀堿溶液中，D一葡萄糖可以通過稀醇式中間體進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到含有D一葡萄糖、D一甘露糖、D一果糖三種物質(zhì)的平衡混合物14D－葡萄糖D－甘露糖D－果糖152.氧化反應(yīng)緩和的氧化劑一元糖酸生成強(qiáng)氧化劑糖二酸生成酮糖不被溴水氧化，可用溴水來區(qū)別酮糖和醛糖。163、形成縮醛(成苷作用)在單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中含有半縮醛羥基（苷羥基），苷羥基比醇羥基活潑，易與另外一分子醇或酚的羥基作用，脫去一分子水生成糖苷。氧苷鍵甲基-D-葡萄糖苷（糖苷基）（糖苷配基）17單糖與苯肼作用生成苯腙；如果苯肼過量，單糖苯腙能繼續(xù)

6、再與苯肼反應(yīng)，生成一種不溶于水的黃色晶體，稱為脎，例如：5.生脎反應(yīng)不同的糖脎結(jié)晶形狀不同，成脎所需時(shí)間不同，各有一定的熔點(diǎn)，所以：成脎反應(yīng)可用來作糖的定性鑒定。181920單糖用化學(xué)還原劑(如LiAlH4，NaBH4等)還原，或用催化加氫的方法，都可以變成對(duì)應(yīng)的糖醇，例如：6.還原反應(yīng)217、莫利施反應(yīng)糖水α–萘酚/乙醇溶液濃硫酸可用來鑒別所有糖類化合物的存在22三、重要的單糖（一）葡萄糖D—（+）—葡萄糖為無色結(jié)晶，味甜，易溶于水，稍溶于酒精。由于其水溶液為右旋光性，故又稱右旋糖。存在于人體血液中的葡萄糖稱為血糖。正常

7、人的血糖含量為4.4～6.7mmol·L-1，當(dāng)血糖濃度超過9～10mmol·L-1時(shí)，濾入原尿中的葡萄糖超過腎小管對(duì)糖的重吸收能力，糖隨尿排出，出現(xiàn)糖尿現(xiàn)象。醫(yī)學(xué)上，葡萄糖用作營(yíng)養(yǎng)品，常用50g·L-1的葡萄糖液作為臨床上的輸液。23（二）果糖α-D-（-）-呋喃果糖β-D-（-）-呋喃果糖果糖水溶液中也存在著環(huán)狀結(jié)構(gòu)與鏈狀結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)化，所以，果糖也有變旋光現(xiàn)象。果糖有兩種不同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，一種是六元吡喃環(huán)，叫吡喃果糖；一種是五元呋喃環(huán)，稱為呋喃果糖。自然界中以游離狀態(tài)存在的果糖通常是吡喃果糖，而以結(jié)合狀態(tài)存在的果糖則主

8、要是呋喃果糖24核糖是戊醛糖，脫氧核糖是C2上比核糖少一個(gè)氧的戊醛糖，其開鏈結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)為D-(-)-核糖（三）核糖和脫氧核糖α-D-(-)-呋喃核糖β-D-(-)-呋喃核糖25D-(-)-2-脫氧核糖α-D-(-)-呋喃脫氧核糖β-D-(-)-呋喃脫氧核糖26第二節(jié)雙糖雙糖是低聚糖中最重要的一類，是