第18章碳水化合物

1、第十八章第十八章 碳水化合物碳水化合物 糖又稱碳水化合物碳水化合物，是自然界存在最廣泛的一類有機(jī)物。 糖主要由碳、氫和氧碳、氫和氧三種元素組成。通式為cm(h2o)n，形式上像碳和水的化合物，故稱碳水化合物。 如葡萄糖、果糖等的分子式為c6h12o6，蔗糖的分子式為c12h22o11。 第二節(jié)第二節(jié) 單糖單糖第四節(jié)第四節(jié) 二糖二糖第三節(jié)第三節(jié) 單糖的化學(xué)性質(zhì)單糖的化學(xué)性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 碳水化合物的分類碳水化合物的分類單糖 不能再被水解成為更簡(jiǎn)單糖分子的糖 。 糖多糖 水解后每一分子能生成10個(gè)以上單糖分 子的糖。例如淀粉、纖維素等都是多糖。低聚糖 水解后每一分子能生成210個(gè)單糖分 子的糖。例

2、如二糖(蔗糖、麥芽糖等)、 三糖等都是低聚糖。第一節(jié)第一節(jié) 碳水化合物的分類碳水化合物的分類 這兩種分類方法常結(jié)合使用。例如，核糖是戊醛糖，葡萄糖是己醛糖，果糖是己酮糖等。 自然界中的單糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布最為普遍。根據(jù)分子中所含碳原子的數(shù)目分類醛糖酮糖根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)分類丙糖丁糖 戊糖己糖單糖第二節(jié)第二節(jié) 單糖單糖 一、葡萄糖一、葡萄糖1. 鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu)d-葡萄糖d-果糖 費(fèi)歇爾投影式 構(gòu)造式hchoohohohccccch2ohhhhhohchoohohohch2ohhhhhohhohohohccccch2ohhch2ohocch2ohohohohch2ohhhho 除丙酮糖外

3、，所有的單糖分子中都含有手性除丙酮糖外，所有的單糖分子中都含有手性碳原子，因此有碳原子，因此有立體立體異構(gòu)體。異構(gòu)體。 己醛糖分子中有四個(gè)手性碳原子，有24=16個(gè)立體異構(gòu)體。葡萄糖是其中的一種。 己酮糖分子中有三個(gè)手性碳原子，有23=8個(gè)旋光異構(gòu)體，果糖是其中的一種。 單糖的名稱可用r/s標(biāo)記法，表示時(shí)需要把每一個(gè)手性碳原子標(biāo)記出來(lái)。如天然葡萄糖的名稱是：（2r，3s，4r，5r）-2，3，4，5，6-五羥基己醛。hchoohohohccccch2ohhhhhohchoohohohch2ohhhhho2.單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)事實(shí) (1) 葡萄糖不能與亞硫酸氫鈉飽和水溶液反應(yīng)。

4、(2) 葡萄糖與乙醇反應(yīng)時(shí)，1mol葡萄糖僅與 1mol乙醇而不是2mol乙醇生成縮醛。 (3) 用新配置的葡萄糖水溶液測(cè)定其比旋光度， 所得數(shù)值是+112。且隨著時(shí)間的推移，比旋光度 數(shù)值連續(xù)下降，直至降到+52.7才不發(fā)生變化。這種比旋光度會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫做變旋光現(xiàn)象。 以上這些現(xiàn)象用開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)無(wú)法解釋。 d-葡萄糖分子中，同時(shí)含有醛基和羥基醛基和羥基，因此能發(fā)生分子內(nèi)的加成反應(yīng)，生成環(huán)狀半縮醛。在溶液中單糖的開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)化為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。 單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)投影式不能反映各個(gè)基團(tuán)的相對(duì)空間關(guān)系。一般采用哈沃斯（哈沃斯（haworth） 透透視式視式來(lái)表示單糖的半縮醛環(huán)狀結(jié)構(gòu)。hchooho

5、hohch2ohhhhhoohohhoh hhohhch2ohhohohhoh hhohhch2ohho-d-葡萄糖-d-葡萄糖o一、一、 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 1、 與托倫試劑、費(fèi)林試劑反應(yīng)與托倫試劑、費(fèi)林試劑反應(yīng) 醛糖具有醛基，能被弱氧化劑氧化。酮糖能在弱堿性條件下轉(zhuǎn)變?yōu)槿┨?，所以單糖都可與托倫試劑、費(fèi)林試劑反應(yīng)，所以單糖都可與托倫試劑、費(fèi)林試劑反應(yīng)，分別生成銀鏡和氧化亞銅紅棕色沉淀。分別生成銀鏡和氧化亞銅紅棕色沉淀。(choh)4ch2ohchoag(nh3)2oh+ 2(choh)4ch2ohcoonh4+ 2ag + 3nh3 + h2o葡萄糖酸銨第三節(jié)第三節(jié) 單糖的化學(xué)性質(zhì)單糖的化學(xué)性

6、質(zhì) 凡能被托倫試劑和費(fèi)林試劑氧化的糖叫做還原還原糖糖 。不能被氧化的糖叫做非還原糖非還原糖。單糖都是還原糖?？梢岳眠@兩個(gè)反應(yīng)來(lái)區(qū)別還原糖和非還原糖。(choh)4ch2ohcho(choh)4ch2oh+ 2cu(oh)2 + naoh+ cu2o + 3h2ocoona葡萄糖酸鈉(2) 與溴水的反應(yīng)與溴水的反應(yīng) 酮糖不與溴水反應(yīng)，可用溴水來(lái)區(qū)別醛糖酮糖不與溴水反應(yīng)，可用溴水來(lái)區(qū)別醛糖和酮糖。和酮糖。(choh)4ch2ohcho(choh)4ch2ohbr2-h2ocooh葡萄糖酸 (3) 與稀硝酸的反應(yīng)與稀硝酸的反應(yīng) (choh)4ch2ohcho(choh)4coohhno3 , h2

7、ocooh100葡萄糖二酸2. 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 還原劑有nabh4、na-hg齊等，工業(yè)上則采用催化加氫法。(choh)4ch2ohcho(choh)4ch2ohnabh4ch2oh葡萄糖醇（山梨醇）3. 成脎反應(yīng)成脎反應(yīng)葡萄糖脎choh (choh)3ch2ohchonhnh2（過(guò)量）(choh)3ch2ohcchnnhnnh葡萄糖nhnh2（過(guò)量）(choh)3ch2ohcchn nhn nhch2oh(choh)3ch2ohco果糖果糖脎（葡萄糖脎） 糖脎都是不溶于水的亮黃色結(jié)晶體不溶于水的亮黃色結(jié)晶體，不同的糖脎具有不同的結(jié)晶形態(tài)和熔點(diǎn)，因此可用糖脎的生成對(duì)糖進(jìn)行鑒定。4. 成苷反應(yīng)成苷反應(yīng) 苷由糖和非糖部分組成，非糖部分叫做糖苷苷由糖和非糖部分組成，非糖部分叫做糖苷配基。配基。糖和糖苷配基之間連接的鍵（如o）稱為苷鍵。ochohoch2ohohohhoch2ohohohhooch3ch3oh och2ohohohhooch3+hcl一、蔗糖一、蔗糖c12h22o11 + h2o c6h12o6 +