第三章糖類的化學(xué)ppt課件

1、第三章第三章 糖類化合物糖類化合物 重點與難點重點與難點重點重點:單糖和雙糖的構(gòu)造與性質(zhì)單糖和雙糖的構(gòu)造與性質(zhì)難點難點:多糖的構(gòu)造多糖的構(gòu)造 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n糖類是自然界最重要的有機化合物之一，它廣糖類是自然界最重要的有機化合物之一，它廣泛分布于動物、植物、微生物中。泛分布于動物、植物、微生物中。n糖類含量在植物中最為豐富，普通占植物體干糖類含量在植物中最為豐富，普通占植物體干重的重的80%左右；在左右；在wsw中占菌體干重的中占菌體干重的1030%；人和動物在；人和動物在2%以下，但個別組織含糖以下，但個別組織含糖豐富，豐富，eg肝臟儲存糖原占組織濕重的肝臟儲存糖原占組織濕重的5%，

2、人，人乳糖的濃度達乳糖的濃度達57%。核糖和脫氧核糖那么存。核糖和脫氧核糖那么存在于一切生物的活細胞中。在于一切生物的活細胞中。一、糖的定義一、糖的定義n定義：糖是多羥基的醛或酮及其縮聚物和衍生定義：糖是多羥基的醛或酮及其縮聚物和衍生物。物。nEg.葡萄糖葡萄糖G和果糖和果糖(F)分別是多羥基醛和分別是多羥基醛和多羥基酮多羥基酮 醛糖 酮糖 D-Glucose D-Fructose CHO(CHOH)nCH2OHC(CHOH)n -1CH2OHCH2OHOCCOHCHHHOCOHHCOHOHHCH2OHCCOCHHOCOHHCOHHCH2OHHHOHn最初糖類化合物用最初糖類化合物用CnH2O

3、m通式表示，統(tǒng)通式表示，統(tǒng)稱為碳水化合物。稱為碳水化合物。n后發(fā)現(xiàn)有些糖類化合物后發(fā)現(xiàn)有些糖類化合物,如鼠李糖如鼠李糖C6H12O5、脫氧核糖脫氧核糖C5H10O4等不符合上述通式；再等不符合上述通式；再有符合該通式的物質(zhì)有符合該通式的物質(zhì)eg甲醛甲醛CH2OHCHO、醋酸醋酸C2H4O2、CH3COOH從其理化性質(zhì)從其理化性質(zhì)看，并不屬于糖類，而且有些糖類化合物還含看，并不屬于糖類，而且有些糖類化合物還含有有N、S、P等。因此將其定義為：糖是多羥基等。因此將其定義為：糖是多羥基的醛或酮及其縮聚物和衍生物。的醛或酮及其縮聚物和衍生物。二、糖的分類和命名二、糖的分類和命名1.分類分類n單糖單糖n

4、 寡糖寡糖n聚糖聚糖n 多糖多糖n復(fù)合糖復(fù)合糖n 單糖：單糖：n不能再水解成更小分子的糖類物質(zhì)多羥基醛不能再水解成更小分子的糖類物質(zhì)多羥基醛或多羥基酮?；蚨嗔u基酮。n重要的的單糖為戊糖和已糖。重要的的單糖為戊糖和已糖。eg、核糖、脫、核糖、脫氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖等。氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖等。寡糖：寡糖：n由由210個分子縮合失水而成，水解后得到相個分子縮合失水而成，水解后得到相應(yīng)數(shù)目和種類的單糖分子。應(yīng)數(shù)目和種類的單糖分子。n最常見的寡糖為：最常見的寡糖為：n 二糖二糖:eg蔗糖、麥芽糖和乳糖蔗糖、麥芽糖和乳糖n 三糖有棉仔糖，龍膽三糖等。三糖有棉仔糖，龍膽三糖等。多糖：多糖：n

5、是由多個單糖分子是由多個單糖分子(n20)縮合而成的生物大分縮合而成的生物大分子，是自然界中糖類化合物存在的主要方式。子，是自然界中糖類化合物存在的主要方式。其水解后可得到多分子的單糖。其水解后可得到多分子的單糖。n 同聚多糖或均一多糖同聚多糖或均一多糖構(gòu)成多糖的單糖分構(gòu)成多糖的單糖分子都一樣，子都一樣，eg淀粉，糖原，纖維素等。淀粉，糖原，纖維素等。n 假設(shè)由不同單糖縮合而成的多糖假設(shè)由不同單糖縮合而成的多糖雜多糖雜多糖或不均一多糖，或不均一多糖，eg粘多糖，果酸，透明質(zhì)酸粘多糖，果酸，透明質(zhì)酸等。等。復(fù)合糖復(fù)合糖n由糖和非糖物質(zhì)共價結(jié)合而成的復(fù)合物由糖和非糖物質(zhì)共價結(jié)合而成的復(fù)合物.n如糖

6、蛋白或蛋白聚糖；糖脂或脂多糖如糖蛋白或蛋白聚糖；糖脂或脂多糖.2.命名：命名：普通采用習(xí)慣命名法普通采用習(xí)慣命名法1、單糖用通俗命名法：、單糖用通俗命名法：用單糖的來源進展命名用單糖的來源進展命名 G曾在葡萄中提??；曾在葡萄中提??；F在水果中含量較為豐富。在水果中含量較為豐富。根據(jù)根據(jù)C原子數(shù)量命名原子數(shù)量命名 eg C3丙糖，丙糖， C4丁糖，丁糖， C5戊糖，戊糖， C6己糖等己糖等 甘油醛甘油醛 二羥丙酮二羥丙酮 赤蘚糖赤蘚糖 核糖核糖 脫氧核糖脫氧核糖 G、F假設(shè)假設(shè)C數(shù)一樣，那么根據(jù)單糖分子中的位置不同分為醛糖和酮糖。數(shù)一樣，那么根據(jù)單糖分子中的位置不同分為醛糖和酮糖。eg G和和F

7、都是都是C6己糖，己糖， G-己醛糖己醛糖 ， F-己酮糖己酮糖2、寡糖和多糖采用慣用名：、寡糖和多糖采用慣用名： eg麥芽糖、半乳糖、淀粉等。麥芽糖、半乳糖、淀粉等。 三、糖類的生物學(xué)功能三、糖類的生物學(xué)功能n1、作為生物能源、作為生物能源n淀粉和糖原分別作為植物和動物的重要能源物質(zhì)，在有機淀粉和糖原分別作為植物和動物的重要能源物質(zhì)，在有機體內(nèi)經(jīng)過分解代謝而釋放生物能量，滿足機體的需求。體內(nèi)經(jīng)過分解代謝而釋放生物能量，滿足機體的需求。n2、作為蛋白質(zhì)、核酸、脂類等有機大分子生物合成的碳、作為蛋白質(zhì)、核酸、脂類等有機大分子生物合成的碳源物質(zhì)。源物質(zhì)。n3 、作為生物體的構(gòu)造物質(zhì)、作為生物體的構(gòu)

8、造物質(zhì)n 纖維素和半纖維素是植物細胞壁的主要成分。纖維素和半纖維素是植物細胞壁的主要成分。n 細菌多糖是構(gòu)成細菌細胞壁的主要成分。細菌多糖是構(gòu)成細菌細胞壁的主要成分。n 甲殼質(zhì)是蝦，蟹等動物硬殼組織的構(gòu)呵斥分。甲殼質(zhì)是蝦，蟹等動物硬殼組織的構(gòu)呵斥分。n4 、糖蛋白、糖脂等具有細胞識別，免疫活性等多種生理、糖蛋白、糖脂等具有細胞識別，免疫活性等多種生理活動功能?；顒庸δ堋 eg構(gòu)成血型決議因子，決議血型的特異性。構(gòu)成血型決議因子，決議血型的特異性。n單糖的構(gòu)造單糖的構(gòu)造nD-/L-立體異構(gòu)立體異構(gòu)n單糖的環(huán)式構(gòu)造單糖的環(huán)式構(gòu)造n單糖構(gòu)象單糖構(gòu)象n單糖衍生物單糖衍生物n單糖的物理性質(zhì)單糖的物理性

9、質(zhì)n單糖的化學(xué)性質(zhì)單糖的化學(xué)性質(zhì)醛糖和酮糖醛糖和酮糖n單糖含有一個羰基和多個羥基。根據(jù)羰基在碳單糖含有一個羰基和多個羥基。根據(jù)羰基在碳鏈上的位置可分為，醛糖鏈上的位置可分為，醛糖(Aldoses) 和酮糖和酮糖 (Ketoses)。n最簡單的醛糖是甘油醛最簡單的醛糖是甘油醛 (Glyceraldehyde)n最簡單的酮糖是二羥丙酮最簡單的酮糖是二羥丙酮 (Dihydroxyacetone)n含有不同碳原子數(shù)的單糖都有其醛糖和酮糖方含有不同碳原子數(shù)的單糖都有其醛糖和酮糖方式。式。一、單糖的一、單糖的D-/L-立體構(gòu)造立體構(gòu)造n除了二羥丙酮以外的其他單糖都具有一個或多個不對除了二羥丙酮以外的其他單

10、糖都具有一個或多個不對稱手性碳原子。稱手性碳原子。n醛糖與酮糖的構(gòu)型是由分子中離羰基最遠的不對稱碳醛糖與酮糖的構(gòu)型是由分子中離羰基最遠的不對稱碳原子上的羥基方向來決議的。該羥基在原子上的羥基方向來決議的。該羥基在Fischer投影投影式右側(cè)的稱為式右側(cè)的稱為D-型，在左側(cè)的稱為型，在左側(cè)的稱為L-型。型。nD-葡萄糖與葡萄糖與L-葡萄糖互為對映體葡萄糖互為對映體(enantiomers)。一。一對對映體，旋光方向相反，旋光度數(shù)、熔點、沸點等對對映體，旋光方向相反，旋光度數(shù)、熔點、沸點等都一樣。都一樣。不同碳數(shù)醛糖的不同碳數(shù)醛糖的D-型異構(gòu)體型異構(gòu)體不同碳數(shù)酮糖的不同碳數(shù)酮糖的D-型異構(gòu)體型異構(gòu)

11、體n分子中含分子中含 n個不對稱碳原子的，具個不對稱碳原子的，具有有2n個旋光異構(gòu)體。個旋光異構(gòu)體。l兩個單糖僅僅在一個手性碳原子上構(gòu)型不同的，互稱兩個單糖僅僅在一個手性碳原子上構(gòu)型不同的，互稱為差向異構(gòu)體為差向異構(gòu)體 (epimers)。lD-葡萄糖與葡萄糖與 D-甘露糖為甘露糖為 C-2差向異構(gòu)。差向異構(gòu)。 lD-葡萄糖與葡萄糖與 D-半乳糖為半乳糖為 C-4差向異構(gòu)。差向異構(gòu)。單糖的環(huán)狀構(gòu)造單糖的環(huán)狀構(gòu)造-Haworth式透視構(gòu)式透視構(gòu)造造n單糖在水溶液中容易構(gòu)成分子內(nèi)的半縮醛或半縮酮。對于單糖在水溶液中容易構(gòu)成分子內(nèi)的半縮醛或半縮酮。對于六碳醛糖來說，六碳醛糖來說，C-1上的醛基和上的

12、醛基和C-5上的羥基可以反響構(gòu)上的羥基可以反響構(gòu)成具有六元吡喃環(huán)狀構(gòu)造的半縮醛。成具有六元吡喃環(huán)狀構(gòu)造的半縮醛。 C-1上的醛基也可以上的醛基也可以與與C-4上的羥基反響構(gòu)成具有五元呋喃環(huán)狀構(gòu)造的半縮醛。上的羥基反響構(gòu)成具有五元呋喃環(huán)狀構(gòu)造的半縮醛。n成環(huán)反響使成環(huán)反響使C-1上構(gòu)成一個半縮醛羥基，導(dǎo)致新的異構(gòu)體上構(gòu)成一個半縮醛羥基，導(dǎo)致新的異構(gòu)體產(chǎn)生產(chǎn)生異頭體異頭體(anomers)。半縮醛反響半縮醛反響規(guī)定規(guī)定:異頭體的半縮醛羥基和分子末端異頭體的半縮醛羥基和分子末端-CH2OH基臨近不對稱基臨近不對稱碳原子的羥基在碳鏈同側(cè)的稱為碳原子的羥基在碳鏈同側(cè)的稱為型，在異側(cè)的稱為型，在異側(cè)的稱為

13、型。型。吡喃葡萄糖與呋喃果糖吡喃葡萄糖與呋喃果糖D-果糖的環(huán)狀構(gòu)造果糖的環(huán)狀構(gòu)造-D-吡喃果糖-D-呋喃果糖n在在Fischer投影式中構(gòu)成過長的氧橋是不合投影式中構(gòu)成過長的氧橋是不合理的。理的。1926年年Haworth提出透視式表達糖提出透視式表達糖的環(huán)狀構(gòu)造。的環(huán)狀構(gòu)造。從從Fischer式到式到Haworth式的轉(zhuǎn)換式的轉(zhuǎn)換 a.氧環(huán)上的碳原子按順氧環(huán)上的碳原子按順時針方向陳列時針方向陳列,將直鏈將直鏈右側(cè)的羥基寫在環(huán)的下右側(cè)的羥基寫在環(huán)的下方，左邊的羥基寫在環(huán)方，左邊的羥基寫在環(huán)的上方；的上方； b.成環(huán)后的糖有多余的成環(huán)后的糖有多余的C原子時，即未成環(huán)原子時，即未成環(huán)C原子，如直鏈

14、環(huán)是原子，如直鏈環(huán)是向右側(cè)的，寫在環(huán)上面，向右側(cè)的，寫在環(huán)上面，反之寫在環(huán)下面。酮反之寫在環(huán)下面。酮糖的糖的C1例外例外 。單糖的構(gòu)象單糖的構(gòu)象n構(gòu)象是指一個分子中，不斷裂共價鍵，僅由鍵旋轉(zhuǎn)所構(gòu)象是指一個分子中，不斷裂共價鍵，僅由鍵旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的原子空間位置的改動。產(chǎn)生的原子空間位置的改動。n吡喃糖環(huán)和呋喃糖環(huán)并非平面環(huán)。吡喃糖環(huán)常采取椅吡喃糖環(huán)和呋喃糖環(huán)并非平面環(huán)。吡喃糖環(huán)常采取椅式式(chair)和船式和船式(boat)構(gòu)象，其中椅式構(gòu)象使扭張強構(gòu)象，其中椅式構(gòu)象使扭張強度減到最低因此較穩(wěn)定。呋喃環(huán)那么有信封式度減到最低因此較穩(wěn)定。呋喃環(huán)那么有信封式(envelope)和扭曲式和扭曲式(tw

15、ist)構(gòu)象。構(gòu)象。ax: axial (vertical)直立鍵直立鍵 eq: equatorial 平伏鍵平伏鍵二、單糖衍生物二、單糖衍生物n單糖分子中最常見的取代單糖是單糖分子中最常見的取代單糖是C2上的羥基被上的羥基被NH2取取代，如代，如2-脫氧氨基葡萄糖和脫氧氨基葡萄糖和2脫氧氨基半乳糖。除此之脫氧氨基半乳糖。除此之外外C3、C4、C8位均有取代的氨基糖，目前已發(fā)現(xiàn)天然存位均有取代的氨基糖，目前已發(fā)現(xiàn)天然存在在60多種氨基糖。多種氨基糖。n氨基糖的氨基常發(fā)生乙?；被堑陌被０l(fā)生乙?；癗HCOCH3即即N-乙酰氨乙酰氨基糖?；恰?eg 構(gòu)成細菌細胞壁的乙酰胞壁酸；存在于動物構(gòu)

16、成細菌細胞壁的乙酰胞壁酸；存在于動物神經(jīng)組織的唾液酸。神經(jīng)組織的唾液酸。取代單糖取代單糖氨基糖氨基糖n氨基糖功能：常存在于動物甲殼素，軟骨、糖蛋白、氨基糖功能：常存在于動物甲殼素，軟骨、糖蛋白、血型物質(zhì)，細菌細胞壁以及紅霉素、氯霉素等抗生素血型物質(zhì)，細菌細胞壁以及紅霉素、氯霉素等抗生素中，決議血型和細菌細胞壁的功能。中，決議血型和細菌細胞壁的功能。糖醇和糖酸糖醇和糖酸重要的工業(yè)產(chǎn)物重要的工業(yè)產(chǎn)物n糖醇：單糖在復(fù)原劑的作用下，醛基被復(fù)原成羥基即生成糖醇，糖醇：單糖在復(fù)原劑的作用下，醛基被復(fù)原成羥基即生成糖醇，它是有機體的組成部分和代謝產(chǎn)物，也是化學(xué)和醫(yī)藥上的重要物質(zhì)。它是有機體的組成部分和代謝產(chǎn)

17、物，也是化學(xué)和醫(yī)藥上的重要物質(zhì)。n糖醇易溶于水，而且具有甜味，是糖類的替代品。由于糖醇不易被糖醇易溶于水，而且具有甜味，是糖類的替代品。由于糖醇不易被口腔細菌利用，可防止齲齒的發(fā)生；在體內(nèi)代謝時不需求胰島素，口腔細菌利用，可防止齲齒的發(fā)生；在體內(nèi)代謝時不需求胰島素，可抑制血糖上升、防止脂肪積存，因此也是糖尿病、高血壓、肥胖可抑制血糖上升、防止脂肪積存，因此也是糖尿病、高血壓、肥胖療、低血糖等患者的理想甜味劑。療、低血糖等患者的理想甜味劑。n常見的有甘露醇和山梨醇甜度相當于蔗糖的常見的有甘露醇和山梨醇甜度相當于蔗糖的60% 。n功能：功能：n a、山梨醇可用與制造抗壞血酸、山梨醇可用與制造抗壞血

18、酸Vc，某些方面可替代甘油，某些方面可替代甘油n b、甘露醇可降低顱內(nèi)壓，醫(yī)療青光眼，防止腎功能衰竭，用、甘露醇可降低顱內(nèi)壓，醫(yī)療青光眼，防止腎功能衰竭，用于生化藥物時，可替代明膠。于生化藥物時，可替代明膠。糖酸：單糖氧化可生成相應(yīng)的糖酸糖酸：單糖氧化可生成相應(yīng)的糖酸n常見的糖酸：常見的糖酸：D-葡萄糖二酸葡萄糖二酸D-葡萄糖酸葡萄糖酸-D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸糖酸功能：糖酸功能：n萄糖酸和葡萄糖醛酸都是機體的代謝中間物萄糖酸和葡萄糖醛酸都是機體的代謝中間物n葡萄糖酸鈣在醫(yī)藥上用于消除過敏、補充鈣質(zhì)；葡萄糖酸鈣在醫(yī)藥上用于消除過敏、補充鈣質(zhì)；n葡萄糖醛酸具解毒作用，能與人體內(nèi)含羥基的有葡萄糖醛

19、酸具解毒作用，能與人體內(nèi)含羥基的有害化合物結(jié)合，構(gòu)成糖苷隨尿排出。害化合物結(jié)合，構(gòu)成糖苷隨尿排出。n抗壞血酸維生素抗壞血酸維生素C ，廣泛存在于植物和某些，廣泛存在于植物和某些動物體內(nèi)，是人類必需的一種維生素，它是一種動物體內(nèi)，是人類必需的一種維生素，它是一種復(fù)原劑，可以維護蛋白質(zhì)中的復(fù)原劑，可以維護蛋白質(zhì)中的Cys免受氧化。可免受氧化。可由山梨醇制備。由山梨醇制備。成苷反響：由半縮醛上的羥基與其它含羥基的化合物失水成苷反響：由半縮醛上的羥基與其它含羥基的化合物失水縮合而構(gòu)成縮醛式衍生物。縮合而構(gòu)成縮醛式衍生物。糖苷糖苷中藥成分中藥成分n糖苷中，假設(shè)糖的成分是糖苷中，假設(shè)糖的成分是G那么稱為葡

20、萄糖苷；那么稱為葡萄糖苷；是果糖那么稱為是果糖那么稱為F苷。苷。n糖苷中的非糖部分稱為配基或配糖體，它決議糖苷中的非糖部分稱為配基或配糖體，它決議糖苷的化學(xué)性質(zhì)和生物功能。糖苷的化學(xué)性質(zhì)和生物功能。n糖苷是縮醛物，而單糖是半縮醛物質(zhì)，半縮醛糖苷是縮醛物，而單糖是半縮醛物質(zhì)，半縮醛較活潑易變?yōu)槿┦?；而糖苷性質(zhì)較為穩(wěn)定。較活潑易變?yōu)槿┦?；而糖苷性質(zhì)較為穩(wěn)定。n糖苷鍵的構(gòu)型由糖基決議。糖苷鍵的構(gòu)型由糖基決議。n 自然界中存在的苷類中，自然界中存在的苷類中，D-型糖常構(gòu)成型糖常構(gòu)成-苷，苷，而而L-型糖構(gòu)成的常是型糖構(gòu)成的常是-苷。苷。糖苷性質(zhì)和功能：糖苷性質(zhì)和功能：n性質(zhì)：大多數(shù)糖苷易溶于水，酒精、

21、丙酮或其它有機性質(zhì)：大多數(shù)糖苷易溶于水，酒精、丙酮或其它有機溶劑。糖苷的水溶解性較游離態(tài)配基大得多，可利用溶劑。糖苷的水溶解性較游離態(tài)配基大得多，可利用該性質(zhì)添加有關(guān)化合物的溶解度，提高臨床效果。該性質(zhì)添加有關(guān)化合物的溶解度，提高臨床效果。n功能：功能：n 是天然的顏料靚藍和色素，在生物體內(nèi)起重是天然的顏料靚藍和色素，在生物體內(nèi)起重要的生理功能。要的生理功能。n 自然界中許多藥用植物的有效成為即糖苷。自然界中許多藥用植物的有效成為即糖苷。n eg 苦杏仁苷具止咳祛痰功能；苦杏仁苷具止咳祛痰功能；n 洋地黃所含的強心苷可調(diào)整脈搏節(jié)律及利尿作洋地黃所含的強心苷可調(diào)整脈搏節(jié)律及利尿作用。用。 n溶解

22、性、甜度溶解性、甜度n旋光性：某些物質(zhì)能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)旋光性：某些物質(zhì)能使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。的性質(zhì)。n 凡具有不對稱分子，即手性構(gòu)造分子的物質(zhì)都具有凡具有不對稱分子，即手性構(gòu)造分子的物質(zhì)都具有旋光性。手性碳原子用旋光性。手性碳原子用“*表示。表示。n比旋光度比旋光度(或旋光率或旋光率)：任何一種旋光物質(zhì)在一定條件：任何一種旋光物質(zhì)在一定條件下使平面偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)到一定的角度即稱為比下使平面偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)到一定的角度即稱為比旋光度。旋光度。n 用用 Dt表示，即以鈉光燈稱為表示，即以鈉光燈稱為D線，波長為線，波長為589.6nm與與589.1nm為光源，溫度

23、在為光源，溫度在t的條件下測得的的條件下測得的旋光度。旋光度。n比旋光度也是一個物理常數(shù)，可用它對糖作定性定量比旋光度也是一個物理常數(shù)，可用它對糖作定性定量的測定。的測定。 cltD: 測得的旋光度測得的旋光度 () l: 旋光管的長度旋光管的長度 (dm) c: 糖液濃度糖液濃度(g/mL)n不同構(gòu)型的物質(zhì)對平面偏振光的影響不同，用旋光儀不同構(gòu)型的物質(zhì)對平面偏振光的影響不同，用旋光儀測定偏振面左即具有左旋性，用測定偏振面左即具有左旋性，用“l(fā)或或 “-表示；表示；偏右即具有右旋性，有偏右即具有右旋性，有“d或或“表示。表示。n旋光物質(zhì)的構(gòu)型和旋光性是兩個不同的概念。旋光物質(zhì)的構(gòu)型和旋光性是兩

24、個不同的概念。n 構(gòu)型是人為規(guī)定的；旋光性是用旋光儀測定得到的。構(gòu)型是人為規(guī)定的；旋光性是用旋光儀測定得到的。n D型物質(zhì)即能夠具有右旋性，也能夠具有左旋性。型物質(zhì)即能夠具有右旋性，也能夠具有左旋性。 四、單糖的化學(xué)性質(zhì)四、單糖的化學(xué)性質(zhì)1.單糖具有復(fù)原性：是復(fù)原劑單糖具有復(fù)原性：是復(fù)原劑n由于單糖具有醛基或酮基，因此具有復(fù)原性，能復(fù)由于單糖具有醛基或酮基，因此具有復(fù)原性，能復(fù)原許多弱氧化劑。原許多弱氧化劑。n在堿性條件下利用該性質(zhì)得到的在堿性條件下利用該性質(zhì)得到的“斐林斐林Fehling定糖法可對糖進展定性及定量的測定定糖法可對糖進展定性及定量的測定n斐林試劑由甲液：斐林試劑由甲液：CuSO

25、4 aq.； 乙液：乙液：NaOH酒酒石酸鉀鈉溶液石酸鉀鈉溶液n可將可將Cu 2+復(fù)原為復(fù)原為Cu+，后者可構(gòu)成磚紅色的氧化，后者可構(gòu)成磚紅色的氧化亞銅沉淀，可用于復(fù)原糖的定量測定，也用于測定亞銅沉淀，可用于復(fù)原糖的定量測定，也用于測定血糖和糖尿病患者的尿糖。血糖和糖尿病患者的尿糖。2.強酸催化脫水作用：生成糠醛及其衍生物強酸催化脫水作用：生成糠醛及其衍生物n戊糖和已糖在非氧化性強酸作用下發(fā)生脫水環(huán)化，生成呋喃甲醛即糠戊糖和已糖在非氧化性強酸作用下發(fā)生脫水環(huán)化，生成呋喃甲醛即糠醛和羥基呋喃甲醛。醛和羥基呋喃甲醛。n性質(zhì)：糠醛是一種化工原料，可用于合成塑料、藥物、染料和溶劑；其性質(zhì)：糠醛是一種化

26、工原料，可用于合成塑料、藥物、染料和溶劑；其水溶液可抑制小麥黑穗病。水溶液可抑制小麥黑穗病。n制備：由于玉米棒芯中含有豐富的多聚戊糖，工業(yè)正常采用玉米棒為原制備：由于玉米棒芯中含有豐富的多聚戊糖，工業(yè)正常采用玉米棒為原料與稀酸在高溫高壓下作用，經(jīng)水解、脫水和蒸餾制備糠醛。料與稀酸在高溫高壓下作用，經(jīng)水解、脫水和蒸餾制備糠醛。n運用：不同單糖在強酸作用下脫水生成的呋喃甲醛類化合物，可與不同運用：不同單糖在強酸作用下脫水生成的呋喃甲醛類化合物，可與不同的酚試劑生成有色物質(zhì)，利用該性質(zhì)可對糖進展定性定量測定。的酚試劑生成有色物質(zhì)，利用該性質(zhì)可對糖進展定性定量測定。P14表表2-1了解了解 3.堿反響

27、堿反響n在稀堿溶液中易發(fā)生異構(gòu)化產(chǎn)生差向異構(gòu)體。在稀堿溶液中易發(fā)生異構(gòu)化產(chǎn)生差向異構(gòu)體。n 如葡萄糖和甘露糖如葡萄糖和甘露糖n在弱堿在弱堿aq.中：食物褐變中：食物褐變n 單糖與弱堿溶液氨水縮合并經(jīng)過一系列單糖與弱堿溶液氨水縮合并經(jīng)過一系列反響可產(chǎn)生棕褐色聚合物，在食品中同時存在反響可產(chǎn)生棕褐色聚合物，在食品中同時存在單糖和單糖和AA類物質(zhì)，易發(fā)生上述反響，使食品類物質(zhì)，易發(fā)生上述反響，使食品產(chǎn)生褐變并降低其營養(yǎng)成分?？山?jīng)過參與產(chǎn)生褐變并降低其營養(yǎng)成分。可經(jīng)過參與G氧氧化酶，使化酶，使G氧化成氧化成G糖酸可有效防止食物褐變糖酸可有效防止食物褐變反響。反響。 n醇可以與酸、酸酐、酰鹵反響成酯。自

28、然醇可以與酸、酸酐、酰鹵反響成酯。自然界最重要的糖酯有：界最重要的糖酯有：n(1) 磷酸酯磷酸酯n(2) 酰基酯包括乙酰酯和脂肪酰酯?；グㄒ阴ｕズ椭觉ｕ?n(3) 硫酸酯硫酸酯n寡糖的構(gòu)造寡糖的構(gòu)造n寡糖的性質(zhì)寡糖的性質(zhì)n環(huán)糊精環(huán)糊精第三節(jié)第三節(jié) 寡糖的構(gòu)造和性質(zhì)寡糖的構(gòu)造和性質(zhì)一、寡糖的構(gòu)造一、寡糖的構(gòu)造n寡糖或多聚糖：由寡糖或多聚糖：由210個單糖經(jīng)過糖苷個單糖經(jīng)過糖苷鍵銜接起來的縮醛衍生物，天然存在的寡糖普鍵銜接起來的縮醛衍生物，天然存在的寡糖普通由通由26個單糖組成，根據(jù)寡糖的糖苷數(shù)分為個單糖組成，根據(jù)寡糖的糖苷數(shù)分為二糖、三糖、四糖等。二糖、三糖、四糖等。 n糖苷鍵的表示方法：

29、指出鍵銜接的兩個碳原子糖苷鍵的表示方法：指出鍵銜接的兩個碳原子的位置，由糖基的碳位用箭頭指向配基的碳位，的位置，由糖基的碳位用箭頭指向配基的碳位，如如14、16 n蔗糖蔗糖 Sucrose ,乳糖乳糖 lactose 和麥芽和麥芽糖糖 maltose 是自然界最為豐富的二糖。是自然界最為豐富的二糖。n棉籽糖棉籽糖raffinose是自然界中最重要的三是自然界中最重要的三糖糖乳糖主要存在于乳汁中，乳糖主要存在于乳汁中，由由-D-半乳糖與半乳糖與-D-葡萄糖葡萄糖經(jīng)過經(jīng)過14鍵銜接。鍵銜接。 縮縮寫為寫為Gal(1 4)Glc。蔗糖多從甘蔗和甜菜中提蔗糖多從甘蔗和甜菜中提取，由取，由-D-glc與

30、與 -D-fru經(jīng)過經(jīng)過各自的異頭碳羥基銜接。縮各自的異頭碳羥基銜接?？s寫為寫為Glc(1 2)Fru, 或者或者Fru(2 1)Glc。-麥芽糖大量存在于發(fā)芽的麥芽糖大量存在于發(fā)芽的各類種子中各類種子中 ，由兩分子葡，由兩分子葡萄糖經(jīng)過萄糖經(jīng)過14鍵銜接，鍵銜接，縮寫為縮寫為Glc (14)Glc 重要二糖重要二糖是自然界中最重要的三糖是自然界中最重要的三糖 棉仔糖廣泛存在與棉籽，桉樹及棉仔糖廣泛存在與棉籽，桉樹及甜菜中，酵母不可發(fā)酵棉籽糖。甜菜中，酵母不可發(fā)酵棉籽糖。全稱全稱-D吡喃半乳糖基吡喃半乳糖基 16 -D吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基(12) D-呋喃果糖苷，縮寫為呋喃果糖苷，縮寫為半

31、乳糖半乳糖(16)G(12)F苷苷二、寡糖的性質(zhì)二、寡糖的性質(zhì)n旋光性和變旋性旋光性和變旋性n 寡糖分子中都含有不對稱碳原子，所以都具寡糖分子中都含有不對稱碳原子，所以都具有旋光性。有旋光性。n 具有半縮醛羥基的寡糖具有變旋性，具有半縮醛羥基的寡糖具有變旋性，eg麥芽麥芽糖和乳糖，而蔗糖不存在半縮醛羥基，故不具糖和乳糖，而蔗糖不存在半縮醛羥基，故不具有變旋性有變旋性. 復(fù)原性復(fù)原性n假設(shè)配基保管有半縮醛羥基，那么具有復(fù)原性，假設(shè)配基保管有半縮醛羥基，那么具有復(fù)原性，稱為稱為“復(fù)原糖，復(fù)原糖，eg麥芽糖和乳糖麥芽糖和乳糖n假設(shè)配基沒有半縮醛羥基，那么不具有復(fù)原假設(shè)配基沒有半縮醛羥基，那么不具有復(fù)

32、原性，稱為性，稱為“非復(fù)原糖非復(fù)原糖 ，eg蔗糖蔗糖 n常見寡糖以及性質(zhì)見表常見寡糖以及性質(zhì)見表2-2了解了解環(huán)糊精：環(huán)糊精：n用環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶淀粉酶作用于淀粉溶用環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶淀粉酶作用于淀粉溶液可得到一系列構(gòu)造相關(guān)的寡糖。液可得到一系列構(gòu)造相關(guān)的寡糖。n構(gòu)造：構(gòu)造：n D-吡喃吡喃G以以(14)糖苷鍵銜接而成的環(huán)狀糖苷鍵銜接而成的環(huán)狀構(gòu)造分子，構(gòu)造分子，G殘基數(shù)普通為殘基數(shù)普通為612個，最常見個，最常見的有的有6、7、8個分別稱為個分別稱為n -、-、-環(huán)糊精。環(huán)糊精。性質(zhì)：性質(zhì)：n由于分子所具有的剛性，使得環(huán)糊精具有一定的抗酸由于分子所具有的剛性，使得環(huán)糊精具有一定的抗酸堿和酶的作

33、用。堿和酶的作用。n易與某些小分子或離子構(gòu)成包含絡(luò)合物，易與某些小分子或離子構(gòu)成包含絡(luò)合物，eg酸類、胺酸類、胺類、鹵素離子，類、鹵素離子，SCN-極性；芳香碳氫化合物、極性；芳香碳氫化合物、稀有氣體非極性，這些物質(zhì)都可以包含在環(huán)糊精稀有氣體非極性，這些物質(zhì)都可以包含在環(huán)糊精構(gòu)成的空穴里。構(gòu)成的空穴里。n用途：用途：n 在食品、醫(yī)藥、輕工以及農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域用于穩(wěn)在食品、醫(yī)藥、輕工以及農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域用于穩(wěn)定劑、乳化劑、增溶劑、抗氧化劑及抗光解劑等。定劑、乳化劑、增溶劑、抗氧化劑及抗光解劑等。第四節(jié)、多糖的構(gòu)造和性質(zhì)第四節(jié)、多糖的構(gòu)造和性質(zhì)n多糖普通是由多糖普通是由10個以上的單糖分子縮合而成

34、，個以上的單糖分子縮合而成，自然界中的動物、植物以及微生物都含有多糖。自然界中的動物、植物以及微生物都含有多糖。n 同聚多糖同聚多糖 Homopolysaccharides ：由一種單糖分子組成由一種單糖分子組成n 常見的同聚多糖有淀粉、糖原、纖維素和常見的同聚多糖有淀粉、糖原、纖維素和幾丁質(zhì)等。幾丁質(zhì)等。n 雜聚多糖雜聚多糖 Heteropolysaccharides ：由一種以上的單糖或其衍生物組成，有的還含由一種以上的單糖或其衍生物組成，有的還含有非糖物質(zhì)。有非糖物質(zhì)。n 常見的雜聚多糖有糖胺聚糖、瓊脂、果膠常見的雜聚多糖有糖胺聚糖、瓊脂、果膠和樹膠以及細菌多糖。和樹膠以及細菌多糖。n

35、淀粉淀粉(starch)：n是由是由-D-G分子以糖苷鍵銜接而成。淀粉廣泛分子以糖苷鍵銜接而成。淀粉廣泛存在于自然界中，特別在植物的種子麥、玉存在于自然界中，特別在植物的種子麥、玉米、根莖塊莖類藻類和果實中含量米、根莖塊莖類藻類和果實中含量較高，是植物體內(nèi)重要的貯藏多糖。較高，是植物體內(nèi)重要的貯藏多糖。n 直鏈淀粉糖淀粉：溶于水，在植物體直鏈淀粉糖淀粉：溶于水，在植物體內(nèi)通常內(nèi)通常 n 占占1020%n 支鏈淀粉膠淀粉：不溶于水。在植物支鏈淀粉膠淀粉：不溶于水。在植物體內(nèi)通體內(nèi)通n 常占常占8090%。n n直鏈淀粉直鏈淀粉 amylose n 是由是由-D-G分子經(jīng)過分子經(jīng)過14糖苷鍵銜接而

36、成。糖苷鍵銜接而成。直鏈淀粉是一條線性無分支的鏈形構(gòu)造。直鏈淀粉是一條線性無分支的鏈形構(gòu)造。n 普通是由普通是由200980個個G殘基組成。殘基組成。M=3.21041.6105,平均每平均每6個個G構(gòu)成一構(gòu)成一個螺旋圈，許多螺旋圈再構(gòu)成彈簧狀的空間個螺旋圈，許多螺旋圈再構(gòu)成彈簧狀的空間構(gòu)造。構(gòu)造。n支鏈淀粉支鏈淀粉 amylopectin n 是由葡萄糖殘基以是由葡萄糖殘基以1 4糖苷鍵組成糖苷鍵組成主鏈和支鏈主鏈和支鏈56%部分，支鏈與主鏈是部分，支鏈與主鏈是以以16糖苷鍵銜接。糖苷鍵銜接。n 主鏈在結(jié)合主鏈在結(jié)合1112個個G殘基后即產(chǎn)生一個殘基后即產(chǎn)生一個分支，支鏈的長度平均為分支，支

37、鏈的長度平均為2432個個G殘基，殘基，支鏈的數(shù)目可達支鏈的數(shù)目可達5070個。因此支鏈淀粉的個。因此支鏈淀粉的相對分子質(zhì)量比直鏈淀粉大，相對分子質(zhì)量比直鏈淀粉大，M11051106之間，相當于之間，相當于6006000個個G殘基。殘基。直鏈淀粉直鏈淀粉 amylopectin 支鏈淀粉支鏈淀粉非復(fù)原端非復(fù)原端復(fù)原端復(fù)原端單個直鏈淀粉分子具有一個復(fù)原端和一個非復(fù)原端單個直鏈淀粉分子具有一個復(fù)原端和一個非復(fù)原端一個支鏈淀粉分子有一個復(fù)原端和一個支鏈淀粉分子有一個復(fù)原端和n+1個非復(fù)原端個非復(fù)原端(n為分支數(shù)為分支數(shù))直鏈淀粉和支鏈淀粉的區(qū)分：直鏈淀粉和支鏈淀粉的區(qū)分：n直鏈淀粉遇碘產(chǎn)生藍色；直鏈

38、淀粉遇碘產(chǎn)生藍色；n支鏈淀粉遇碘產(chǎn)生紅色。支鏈淀粉遇碘產(chǎn)生紅色。n直鏈淀粉易與含極性基團的有機物如丙酮、直鏈淀粉易與含極性基團的有機物如丙酮、丁醇等結(jié)合而結(jié)晶析出丁醇等結(jié)合而結(jié)晶析出性質(zhì)：性質(zhì)：n天然淀粉普通不溶于水，相對密度較大，天然淀粉普通不溶于水，相對密度較大，淀粉無復(fù)原性，具有右旋光性。淀粉無復(fù)原性，具有右旋光性。運用：運用：n直接利用淀粉為原料，用于食品、制藥、化工、直接利用淀粉為原料，用于食品、制藥、化工、紡織等領(lǐng)域。紡織等領(lǐng)域。n淀粉糖：利用淀粉為原料消費的糖品，包括結(jié)淀粉糖：利用淀粉為原料消費的糖品，包括結(jié)晶晶G、全糖、淀粉糖漿、果葡糖漿等。、全糖、淀粉糖漿、果葡糖漿等。n改性

39、淀粉：又叫變性淀粉，指經(jīng)過物理、化學(xué)改性淀粉：又叫變性淀粉，指經(jīng)過物理、化學(xué)或生化方法普通利用加熱、酸、堿、氧化劑、或生化方法普通利用加熱、酸、堿、氧化劑、酶制劑等改動淀粉性質(zhì)改動天然淀粉的性質(zhì)，酶制劑等改動淀粉性質(zhì)改動天然淀粉的性質(zhì)，加強其某些機能或引進新的特性而制備的淀粉加強其某些機能或引進新的特性而制備的淀粉產(chǎn)品。產(chǎn)品。 糖原：糖原：n又叫動物淀粉，是動物體內(nèi)的儲存多糖，相當于植物又叫動物淀粉，是動物體內(nèi)的儲存多糖，相當于植物體內(nèi)的淀粉，在一些低等植物、真菌、酵母和細菌中體內(nèi)的淀粉，在一些低等植物、真菌、酵母和細菌中也存在糖原類似物。也存在糖原類似物。n 肝糖原：肝糖原：n 分布在動物的

40、肝臟，含量與血糖的程度高分布在動物的肝臟，含量與血糖的程度高 低有低有 n 關(guān)，人體需求能量時，肝糖原分解進入血液變關(guān)，人體需求能量時，肝糖原分解進入血液變n 成成G，供機體耗費；當體內(nèi)，供機體耗費；當體內(nèi)G含量升高時，多含量升高時，多余的余的 n G又轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃鴥Υ嬗诟沃?。又轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃鴥Υ嬗诟沃?。n 肌糖原：肌糖原：n 分布在骨骼肌，為肌肉收縮提供能源。分布在骨骼肌，為肌肉收縮提供能源。構(gòu)造組成及性質(zhì)構(gòu)造組成及性質(zhì)n組成：組成：n -D-G，相當于，相當于3萬個萬個G單位，其構(gòu)造與支單位，其構(gòu)造與支鏈淀粉類似，分支更多。支鏈長度普通由鏈淀粉類似，分支更多。支鏈長度普通由1014個個G組成

41、，主鏈上每組成，主鏈上每35個個G基就有基就有一個分支，整個糖原子呈球形。一個分支，整個糖原子呈球形。n性質(zhì)：性質(zhì)：n 無復(fù)原性，遇碘呈紅色，呈右旋性。無復(fù)原性，遇碘呈紅色，呈右旋性。n 能溶于水和三氯醋酸，不溶于乙醇及其它能溶于水和三氯醋酸，不溶于乙醇及其它有機溶劑。有機溶劑。n 利用該性質(zhì)可用冷的三氯乙酸抽取肝糖原，利用該性質(zhì)可用冷的三氯乙酸抽取肝糖原，再用乙醇將其沉淀。再用乙醇將其沉淀。支鏈淀粉和糖原的高度分支支鏈淀粉和糖原的高度分支可添加分子的溶解度。支鏈淀粉與糖原較直鏈可添加分子的溶解度。支鏈淀粉與糖原較直鏈淀粉易溶與水。淀粉易溶與水。 將有更多的非復(fù)原端同時遭到降解酶的作用，將有更

42、多的非復(fù)原端同時遭到降解酶的作用，加速聚合物轉(zhuǎn)化為單體，有利于即時動用葡萄糖加速聚合物轉(zhuǎn)化為單體，有利于即時動用葡萄糖儲存以供代謝的急需。而直鏈淀粉那么不能即時儲存以供代謝的急需。而直鏈淀粉那么不能即時動用。主要用作葡萄糖的長期儲存。動用。主要用作葡萄糖的長期儲存。 淀粉或糖原遇碘有呈色反響，顏色與淀粉糖苷鏈的淀粉或糖原遇碘有呈色反響，顏色與淀粉糖苷鏈的長度有關(guān)：長度有關(guān)： 鏈長小于鏈長小于6 6個葡萄糖基，不能呈色。個葡萄糖基，不能呈色。 鏈長為鏈長為2020個葡萄糖基，呈紅色。個葡萄糖基，呈紅色。 鏈長大于鏈長大于6060個葡萄糖基，呈藍色。個葡萄糖基，呈藍色。 淀粉及其水解產(chǎn)物和碘的顏色

43、變化淀粉及其水解產(chǎn)物和碘的顏色變化纖維素和幾丁質(zhì)是構(gòu)造性的同多糖，其組成和構(gòu)造纖維素和幾丁質(zhì)是構(gòu)造性的同多糖，其組成和構(gòu)造非常類似。非常類似。纖維素纖維素, 類似直鏈淀粉，由類似直鏈淀粉，由10,000至至 15,000個個D-G殘基殘基組成，但殘基之間由組成，但殘基之間由(14)鍵銜接。鍵銜接。幾丁質(zhì)幾丁質(zhì) 是由是由N-乙酰葡萄糖胺殘基經(jīng)過乙酰葡萄糖胺殘基經(jīng)過(14)鍵銜接鍵銜接而成的同多糖。而成的同多糖。 纖維素與幾丁質(zhì)之間獨一的化學(xué)差別是前者纖維素與幾丁質(zhì)之間獨一的化學(xué)差別是前者C-2上的上的羥基被后者的乙酰氨基取代。羥基被后者的乙酰氨基取代。 1 4鍵使得纖維素和幾丁質(zhì)多糖鏈采取伸展的

44、構(gòu)鍵使得纖維素和幾丁質(zhì)多糖鏈采取伸展的構(gòu)象，并經(jīng)過鏈間和鏈內(nèi)的氫鍵，構(gòu)成平行的纖維束。象，并經(jīng)過鏈間和鏈內(nèi)的氫鍵，構(gòu)成平行的纖維束。纖維素纖維素(Cellulose)和幾丁質(zhì)和幾丁質(zhì)(Chitin)纖維素纖維素 纖維素是自然界最豐富的有機化合物，植物中的構(gòu)造多纖維素是自然界最豐富的有機化合物，植物中的構(gòu)造多糖，構(gòu)成植物細胞壁的主要成分。纖維素含有大量羥基，具糖，構(gòu)成植物細胞壁的主要成分。纖維素含有大量羥基，具親水性，羥基氫被某些基團取代后，可制成不同種類的高分親水性，羥基氫被某些基團取代后，可制成不同種類的高分子化合物，例如：子化合物，例如：DEAE-DEAE-纖維素，羧甲基纖維素等，這些陰陽

45、纖維素，羧甲基纖維素等，這些陰陽離子交換纖維素作為層析載體在生物化學(xué)研討中發(fā)揚作用。離子交換纖維素作為層析載體在生物化學(xué)研討中發(fā)揚作用。 一些細菌、真菌和某些低等動物，尤其是反芻動物胃中一些細菌、真菌和某些低等動物，尤其是反芻動物胃中共生的細菌含有活性很高的纖維素酶，可以水解纖維素，所共生的細菌含有活性很高的纖維素酶，可以水解纖維素，所以牛、羊、馬等動物可以靠吃草維持生命，人體內(nèi)沒有纖維以牛、羊、馬等動物可以靠吃草維持生命，人體內(nèi)沒有纖維素酶，但人類的食品中必需含有纖維素，它可以促進胃腸蠕素酶，但人類的食品中必需含有纖維素，它可以促進胃腸蠕動，促進消化和排便，缺乏纖維素可導(dǎo)致腸癌。動，促進消化

46、和排便，缺乏纖維素可導(dǎo)致腸癌。Chitin許多昆蟲的外骨骼含有大量幾丁質(zhì)許多昆蟲的外骨骼含有大量幾丁質(zhì)氫鍵氫鍵二、雜聚多糖二、雜聚多糖n糖胺聚糖糖胺聚糖含含N的雜多糖的雜多糖n 又叫粘多糖或酸性粘多糖，常位于動物的軟骨、筋、腱等部位，是又叫粘多糖或酸性粘多糖，常位于動物的軟骨、筋、腱等部位，是結(jié)締組織間質(zhì)和細胞間質(zhì)的主要成分。是組織細胞間的天然黏合劑。結(jié)締組織間質(zhì)和細胞間質(zhì)的主要成分。是組織細胞間的天然黏合劑。在維持細胞環(huán)境的相對穩(wěn)定性和正常生理功能方面起著重要作用。在維持細胞環(huán)境的相對穩(wěn)定性和正常生理功能方面起著重要作用。n 常見的粘多糖有肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸等。常見的粘多糖有肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸等。 n n