有機(jī)化學(xué)第三版高鴻賓chapt19

1、第十九章第十九章 碳水化合物碳水化合物（一）（一）碳水化合物的定義及分類(lèi)碳水化合物的定義及分類(lèi)（二）（二）單糖單糖 （1）單糖的構(gòu)型和標(biāo)記法）單糖的構(gòu)型和標(biāo)記法 （2）單糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)）單糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu) （3）單糖的構(gòu)象）單糖的構(gòu)象 （4）單糖的化學(xué)性質(zhì)）單糖的化學(xué)性質(zhì) （5）脫氧糖和氨基糖）脫氧糖和氨基糖（三）（三）二糖二糖 （1）蔗糖（）蔗糖（2）麥芽糖）麥芽糖（3）半乳糖（半乳糖（4）纖維二糖）纖維二糖（四）（四）多糖多糖 （1）淀粉）淀粉 （2）纖維素）纖維素制作人：張文勤制作人：張文勤碳水化合物是多羥基醛或酮以及能水碳水化合物是多羥基醛或酮以及能水解生成多羥基醛或酮的一類(lèi)化合物。解生

2、成多羥基醛或酮的一類(lèi)化合物。（一）碳水化合物的定義及分類(lèi)（一）碳水化合物的定義及分類(lèi)單糖單糖低聚糖低聚糖多糖多糖不能水解成更小分子的多羥基醛或酮，不能水解成更小分子的多羥基醛或酮，如如果糖果糖和和葡萄糖葡萄糖等等能水解成幾分子單糖的碳水化合物，能水解成幾分子單糖的碳水化合物，如如蔗糖蔗糖、麥芽糖麥芽糖和和纖維二糖纖維二糖等等能水解成較多分子單糖的碳水化合物，能水解成較多分子單糖的碳水化合物，如如淀粉淀粉和和纖維素纖維素 按分子中碳原子數(shù)目，單糖分為按分子中碳原子數(shù)目，單糖分為丙糖、丁糖、丙糖、丁糖、戊糖、己糖等戊糖、己糖等。分子中含有醛基的叫。分子中含有醛基的叫醛糖醛糖，含，含有酮基的叫有酮基

3、的叫酮糖酮糖。（二）單糖（二）單糖 自然界最主要的單糖是自然界最主要的單糖是戊醛糖戊醛糖（如核糖）、（如核糖）、己醛糖己醛糖（如葡萄糖、半乳糖）和（如葡萄糖、半乳糖）和己酮糖己酮糖（果（果糖）。糖）。（1 1）單糖的構(gòu)型和標(biāo)記法）單糖的構(gòu)型和標(biāo)記法 單糖采用相對(duì)構(gòu)型進(jìn)行標(biāo)記單糖采用相對(duì)構(gòu)型進(jìn)行標(biāo)記: 手持編號(hào)為手持編號(hào)為1 的碳的碳原子讓碳鏈自然下垂，把羥基分置碳鏈兩側(cè)編號(hào)原子讓碳鏈自然下垂，把羥基分置碳鏈兩側(cè)編號(hào)最大的碳原子上的羥基在右側(cè)為最大的碳原子上的羥基在右側(cè)為d構(gòu)型，在左側(cè)構(gòu)型，在左側(cè)為為l-構(gòu)型。自然界所有單糖為構(gòu)型。自然界所有單糖為d-構(gòu)型。構(gòu)型。choch2ohhohchoch

4、2ohhohhohchoch2ohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohd-(+)-甘油醛甘油醛d-(-)-赤蘚糖赤蘚糖d-(-)-蘇阿糖蘇阿糖d-(-)-核糖核糖d-(-)-阿拉伯糖阿拉伯糖d-(+)-木糖木糖d-(-)-來(lái)蘇糖來(lái)蘇糖choch2ohhohchoch2ohhohhohchoch2ohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohchoch2ohhohhohhohd-(+)-glyceraldehyde

5、 d-(-)-erythrosed-(-)-threosed-(-)-ribosed-(-)-arabinosed-(+)-xylosed-(-)-lyxosechoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohd-(+)-阿洛糖阿洛糖 d-(+)-阿卓糖阿卓糖d-(+)-葡萄糖葡萄糖 d-(+)-甘露糖甘露糖d-(-)-古羅糖古

6、羅糖d-(-)-艾杜糖艾杜糖d-(+)-半乳糖半乳糖d-(+)-塔羅糖塔羅糖choch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohchoch2ohhohhohhohhohd-(+)-allosed-(+)-altrosed-(+)-glucosed-(+)-mannosed-(-)-gulosed-(-)-idosed-(+)-galactosed-(+)-talose（

7、2）單糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)）單糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)choch2ohhohhohhohhohchohoch2hohhohohhhoh順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90co彎曲成環(huán)狀choch2ohhohohhhohhoh旋轉(zhuǎn)c4c5鍵choohch2ohhohhhohhohoch2ohhohhhohhohohhoch2ohhohhhohhohhoh苷羥基苷原子haworth式式c=och2ohch2ohhohhohhohoch2ohhohhhohhohch2ohohoch2ohhohhhohhohch2ohohch2ohohohoch2hohhhohch2ohohohoch2hohhhoh -d-(-)-吡喃果糖吡喃果糖-d-

8、(-)-吡喃果糖吡喃果糖 -d-(-)-呋喃果糖呋喃果糖-d-(-)-呋喃果糖呋喃果糖d-(-)-果糖果糖（3）單糖的構(gòu)象）單糖的構(gòu)象choch2ohhohhohhohhohoch2ohhohhhohhohohhoch2ohhohhhohhohhohoohohhohoch2ohoohohhohoch2oh -d-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖d-(+)-葡萄糖葡萄糖-d-(+)-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 d20+112o d20+19o（4）單糖的化學(xué)性質(zhì)）單糖的化學(xué)性質(zhì)（甲）氧化（甲）氧化d-葡萄糖二酸葡萄糖二酸d-葡萄糖葡萄糖d-葡萄糖酸葡萄糖酸br2/h2ohno3choch2ohhohhoh

9、hohhohcoohch2ohhohhohhohhohcoohcoohhohhohhohhohchohch2ohchohohhohhohcch2ohoch2ohhohhohhohcch2ohchohohhohhohhoh(ag+)fehling(cu+)tollenschohch2ohcoohhohhohhohd-糖酸糖酸 d-醛糖醛糖 烯二醇烯二醇 d-酮糖酮糖choch2ohhohhohhohhoh5hio45 hcooh hcho該反應(yīng)定量進(jìn)行該反應(yīng)定量進(jìn)行（乙）、糖的還原（乙）、糖的還原choch2ohhohhohhohhohnabh4ch2ohch2ohhohhohhohhohh2,

10、 ni加熱、加壓d-葡萄糖葡萄糖山梨糖醇山梨糖醇（丙）、（丙）、脎脎的生成的生成choch2ohhohhohhohhohchch2ohhohhohhohhohnnhphphnhnh2phnhnh22cch2ohchnnhphnnhphhohhohhohcch2ohoch2ohhohhohhohphnhnh23cch2ohchnnhphnnhphhohhohhohd-葡萄糖苯腙葡萄糖苯腙d-果糖果糖d-葡萄糖葡萄糖脎脎與上面是同與上面是同一種一種脎脎（?。?、苷的生成（丁）、苷的生成choch2ohhohhohhohhohoohohhohoch2ohoohohhohoch2oh -d-(+)-甲基

11、甲基吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷d-(+)-葡萄糖葡萄糖-d-(+)-甲基甲基吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷hcl ch3ohooch3ohhohoch2ohooch3ohhohoch2ohhcl ch3oh（5）脫氧糖和氨基糖）脫氧糖和氨基糖choch2ohhohhohhh 2-脫氧脫氧-d-核糖核糖核酸的重要組核酸的重要組成部分成部分choch3hohhohhohhoh l-鼠李糖鼠李糖植物細(xì)胞植物細(xì)胞壁的成分壁的成分choch3hohhohhohhoh l-巖藻糖巖藻糖藻類(lèi)糖蛋藻類(lèi)糖蛋白的成分白的成分oohnh2hohoch2ohoohnh2hohoch2ohoohnhcoch3hohoch2oh

12、2-氨基氨基- - d-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖2-乙酰氨基乙酰氨基- - d-吡喃葡萄糖，吡喃葡萄糖，該化合物是甲殼質(zhì)的組成單位。該化合物是甲殼質(zhì)的組成單位。2-氨基氨基- - d-吡喃半乳糖吡喃半乳糖（三）二糖（三）二糖（1）蔗糖）蔗糖 蔗糖是非還原糖，它不能與蔗糖是非還原糖，它不能與tollens and fehling作用，作用，不能與苯肼作用成不能與苯肼作用成腙腙或或脎脎，在水中不發(fā)生變旋光現(xiàn)象。在水中不發(fā)生變旋光現(xiàn)象。蔗糖的比旋光度為蔗糖的比旋光度為+66o。hch2ohhhohch2ohohohoohch2ohohoo -d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-呋喃果糖苷呋喃果糖苷或或 -

13、d-呋喃果糖基呋喃果糖基- -d-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷（2）麥芽糖）麥芽糖 麥芽糖是淀粉不完全水解產(chǎn)物，它是還原糖，它能麥芽糖是淀粉不完全水解產(chǎn)物，它是還原糖，它能與與tollens and fehling作用，也能與苯肼作用成作用，也能與苯肼作用成腙腙或或脎脎，在水中不發(fā)生變旋光現(xiàn)象。麥芽糖的比旋光度在水中不發(fā)生變旋光現(xiàn)象。麥芽糖的比旋光度為為+136o。4-o-d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖ohohoohoch2ohch2ohohoohohoch2ohohohoohch2ohohoohoh 乳糖是還原糖，存在于哺乳動(dòng)物乳汁中。它能乳糖是還原糖，存在于哺乳動(dòng)物乳汁

14、中。它能與與tollens and fehling作用，也能與苯肼作用成作用，也能與苯肼作用成腙腙或或脎脎，在水中能發(fā)生變旋光現(xiàn)象。在水中能發(fā)生變旋光現(xiàn)象。4-o-d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-吡喃半乳糖吡喃半乳糖（3）半乳糖半乳糖（4）纖維二糖）纖維二糖 纖維二糖是纖維素不完全水解的產(chǎn)物，是還原糖，纖維二糖是纖維素不完全水解的產(chǎn)物，是還原糖，它能與它能與tollens and fehling作用，也能與苯肼作用成作用，也能與苯肼作用成腙腙或或月殺月殺，在水中可發(fā)生變旋光現(xiàn)象。在水中可發(fā)生變旋光現(xiàn)象。4-o-d-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-d-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖ch2ohohohoohoc

15、h2ohohoohoh（四）多糖（四）多糖（1）淀粉）淀粉 直鏈淀粉是多個(gè)葡萄糖單元通過(guò)直鏈淀粉是多個(gè)葡萄糖單元通過(guò)-1,4-糖苷鍵糖苷鍵形成的線形聚合物，呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，難溶于水，形成的線形聚合物，呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，難溶于水，能與碘分子絡(luò)和呈能與碘分子絡(luò)和呈藍(lán)色藍(lán)色。ch2ohohohoohoch2ohhoohoch2ohohoohohn直鏈淀粉直鏈淀粉 支鏈淀粉是多個(gè)葡萄糖單元通過(guò)支鏈淀粉是多個(gè)葡萄糖單元通過(guò)-1,4-糖苷鍵糖苷鍵和和-1,6-糖苷糖苷鍵鍵形成的樹(shù)枝狀聚合物，易溶于水，能與形成的樹(shù)枝狀聚合物，易溶于水，能與碘分子絡(luò)和呈紅紫色。淀粉的碘分子絡(luò)和呈紅紫色。淀粉的還原性極不顯著還原性極

16、不顯著。支鏈淀粉支鏈淀粉ch2ohohoohoch2ohohohoohonch2ohohohoohoch2ohoohoch2ohohoohohm甲、淀粉的改性甲、淀粉的改性starchohm ch2=chcnnaohstarchoch2chch2chhcncnxyh2onaohstarchoch2chch2chhconh2coonaxy吸水吸水1000倍倍氰乙基淀粉氰乙基淀粉乙、環(huán)糊精乙、環(huán)糊精 環(huán)糊精（環(huán)糊精（cd)通常由通常由6、7、8個(gè)個(gè)葡萄糖單元環(huán)合葡萄糖單元環(huán)合而成，分別稱(chēng)為而成，分別稱(chēng)為-、 和和r-cd。許多有機(jī)反應(yīng)底許多有機(jī)反應(yīng)底物可以嵌入其空物可以嵌入其空腔中進(jìn)行位置選腔中進(jìn)

17、行位置選擇反應(yīng)擇反應(yīng)。ch2ohohoohohoch2ohoohoch2ohohoohoch2ohoohhooch2ohoohhoohoh2coohhoo-環(huán)糊精結(jié)構(gòu)示意圖環(huán)糊精結(jié)構(gòu)示意圖och3hoclh2ocdoch3cloch3cl（40%） （60%）（4%） （96%）（2）纖維素）纖維素 纖維素是多個(gè)葡萄糖單元通過(guò)纖維素是多個(gè)葡萄糖單元通過(guò)-1,4-糖苷鍵糖苷鍵形成的線形聚合物，分子量比淀粉大的多，不溶形成的線形聚合物，分子量比淀粉大的多，不溶于水，無(wú)還原性。于水，無(wú)還原性。纖維素纖維素ch2ohohohoohoch2ohohoohoch2ohohoohohn甲、粘膠纖維甲、粘膠纖維 纖維素經(jīng)上述處理后的再生纖維素，其長(zhǎng)纖維纖維素經(jīng)上述處理后的再生纖維素，其長(zhǎng)纖維稱(chēng)做人造絲，供紡織和針織用；其短纖維稱(chēng)人造棉，稱(chēng)做人造絲，供紡織和針織用；其短纖維稱(chēng)人造棉，供純紡或混紡用。供純紡或混紡用。纖維素纖維素celluloseoh再生纖維素再生纖維素纖維素黃原酸鈉纖維素黃原酸鈉naohcelluloseonacs2celluloseocssnah2so4celluloseohnch2ohohoohonch2ococh3oh3ccooococh3o(