有機天然產(chǎn)物 高分子化合物

1、有機天然產(chǎn)物有機天然產(chǎn)物 高分子化合物高分子化合物有機天然產(chǎn)物有機天然產(chǎn)物高分子化合物高分子化合物東南大學化學化工學院東南大學化學化工學院祁爭健祁爭健第一部分第一部分有機天然產(chǎn)物有機天然產(chǎn)物分類：分類：糖類化合物糖類化合物多肽與蛋白質(zhì)多肽與蛋白質(zhì)脂肪酸與油脂脂肪酸與油脂特點：功能團種類、數(shù)目多，分子結構復特點：功能團種類、數(shù)目多，分子結構復雜；大多具有手性碳原子；大多能形成雜；大多具有手性碳原子；大多能形成高級結構高級結構一、糖類化合物一、糖類化合物光合作用：在日光作用下，通過葉綠素光合作用：在日光作用下，通過葉綠素的催化作用，將空氣中的二氧化碳和的催化作用，將空氣中的二氧化碳和水轉化為水轉化

2、為碳水化合物碳水化合物。6 CO2 + H2O C6H12O6 + 6 O2日光葉綠素植物光合作用動物呼吸作用6 CO2 + H2O C6H12O6 + 6 O2 結構特點：多羥基醛、酮或多羥基醛、結構特點：多羥基醛、酮或多羥基醛、酮的縮合物酮的縮合物 結構通式：結構通式：C n ( H 2 O )m 按能否水解和水解后生成物質(zhì)進行分類：按能否水解和水解后生成物質(zhì)進行分類：單糖；低聚糖；多糖單糖；低聚糖；多糖1、單糖：不能水解的多羥基醛、酮單糖：不能水解的多羥基醛、酮 根據(jù)羰基結構分根據(jù)羰基結構分類：醛糖；酮糖類：醛糖；酮糖 根據(jù)碳原子數(shù)目根據(jù)碳原子數(shù)目及羰基結構分類：及羰基結構分類：某醛糖；

3、某酮糖某醛糖；某酮糖CHOCHOHCHOHCH2OHCH2OHC=OCHOHCH2OH單糖的開環(huán)結構菲舍爾投影式單糖的開環(huán)結構菲舍爾投影式D葡萄糖D果糖C6H12O6C6H12O6D-甘油醛甘油醛OHHCHOCH2OH123dextrolevo投影式幾種寫法投影式幾種寫法CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHCHOOHHOOHOHCH2OHCHOCH2OH單糖的單糖的環(huán)形結構環(huán)形結構醛醇半縮醛CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHCHOOHHHOHOHHOHHHOH2C1515CHOCH2OHOHOHOHHHOCHOOHOHOHOHCH2OHH15開環(huán)結構和閉環(huán)結構（Haworth)D果糖

4、單糖構象單糖構象 D葡萄糖葡萄糖 D葡萄糖葡萄糖OHHOHHOHHOHHOHOHOHOHOOHOHOH葡萄糖的葡萄糖的變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象：手性碳變化手性碳變化OHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOHCHOOHHHHOOHHOHHCH2OH還原性：與還原性：與本尼迪特試劑本尼迪特試劑反應反應COOHOHHHHOOHHOHHCOOHCOOHOHHHHOOHHOHHCH2OHCHOOHHHHOOHHOHHCH2OHBr2H2OHNO3D-葡萄糖二酸葡萄糖二酸D-葡萄糖酸葡萄糖酸鄰二醇等的氧化鄰二醇等的氧化RHCROOHHCOHORHCHCCHOOH OHRCHORCHOHCOHORCOHO+RHC

5、CCH2OHOH ORCHOHCHOCO2+HIO4HIO4HIO422形成縮醛：糖苷形成縮醛：糖苷甲基甲基 葡萄糖葡萄糖苷苷COHRORRROHCORRORR+OCH2OHOHOHOHOHOCH2OHOHOHOHOCH2OHOHOHOHOCH3OCH3CH3OHHCl+水楊苷，苦杏仁苷OHHOHHOHHOHHOHHOHOH2COHOH2COHHOHHOHHOHHOOHOHOHHOHHOHHOHCHCN成脎成脎CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHHHOOHHOHHCH2OHCH2OHOHHOOHHOHHCH2OHN-NHC6H5N-NHC6H5C6H5NH-NH2C6H5NH-NH233O

6、C6H5NH-NH2N-NHC6H5HOHC6H5NH-NH2OC6H5NH2NH3成醚；糖苷鍵水解成醚；糖苷鍵水解OCH2OCH3OCH3OCH3OCH3OH稀 鹽 酸OCH2OHOHOHOHOCH2OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3(CH3)2SO4NaOHOCH3成酯成酯五乙酸五乙酸D-葡萄糖酯葡萄糖酯五乙?；逡阴；鵇-葡萄糖葡萄糖6磷酸磷酸D-葡萄糖酯葡萄糖酯OCHOHHOHOOHOH(CH3CO)2OOCHOCOCH3H3COCOH3COCOOCOCH3OCOCH3OCHOHHOHOOHOPO3H2其它單糖其它單糖OCH2OHOHOHOHCHOOHOHOHCH2OHCHOHO

7、HOHCH2OHHOCH2OHOHOHHHD核糖核糖D2脫脫氧核糖氧核糖核核苷苷酸酸2、二糖：一個單糖苷羥基與另、二糖：一個單糖苷羥基與另一單糖的某一羥基脫水而成一單糖的某一羥基脫水而成OHHOHHOHOHOHHHOHOHHOHHOHHOHHOHOH還原性雙糖：還原性雙糖：一分子單糖的半縮醛羥基與另一一分子單糖的半縮醛羥基與另一分子單糖的醇羥基失水分子單糖的醇羥基失水OHOHOOHOOHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOOHOOHOHOH麥芽糖: -1,4- 糖苷鍵纖維二糖: -1,4- 糖苷鍵變旋現(xiàn)象還原性成脎非還原性二糖：兩個單糖的苷非還原性二糖：兩個單糖的苷羥基失水而成羥基失水而成

8、蔗糖蔗糖 D葡萄糖葡萄糖和和 D果糖果糖失水失水 兩個單糖均成苷兩個單糖均成苷3 3、多糖、多糖纖維素：纖維素： 1,4-糖苷鍵糖苷鍵OHOHOOHOOHOHOOHOOHOHOOHOHOH直鏈淀粉：直鏈淀粉： 1,41,4糖苷鍵糖苷鍵支鏈淀粉：支鏈淀粉： 1,41,4糖苷鍵；糖苷鍵； 1,61,6糖苷鍵糖苷鍵OHOHOOOHOHOHOOOHOHOHOOHOH14OHOHOHOOHOHOH例例：甜甜菊菊苷苷OCH2CH3CH3COOHOHOOHOHOOHOHOOHOHOHOOHOHO二、多肽與蛋白質(zhì)二、多肽與蛋白質(zhì)1、氨基酸、氨基酸結構特點：分結構特點：分子中含有氨子中含有氨基的羧酸基的羧酸分類

9、：分類：- -氨氨基酸，基酸，氨基酸等氨基酸等H3CCHCOHONH2H2CH2CCOHONH2- -氨基酸結構通式氨基酸結構通式- -氨基酸氨基酸按基團分類：按基團分類：中性氨基酸中性氨基酸堿性氨基酸堿性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸丙氨酸、谷氨酸、賴氨酸丙氨酸、谷氨酸、賴氨酸H2NCHCCH3OHOH2NCHCCH2OHOCH2CH2CH2NH2H2NCHCCH2OHOCH2COHO氨基酸的結構氨基酸的結構 除甘氨酸外的手性氨基酸除甘氨酸外的手性氨基酸 L氨基酸氨基酸氨基酸的酸堿兩氨基酸的酸堿兩性與偶極離子性與偶極離子正離子、負離子與偶極離子正離子、負離子與偶極離子CH2CNH2OOCH2CN

10、H3OOCH2CNH3OHO+_OH+_H+HOH_等電點等電點在一定的在一定的pH溶液中，正離子和負離子溶液中，正離子和負離子數(shù)量相等，且濃度都很低，而偶極離子濃數(shù)量相等，且濃度都很低，而偶極離子濃度最高，此時電解，以偶極離子形式存在度最高，此時電解，以偶極離子形式存在的氨基酸不移動，這溶液的的氨基酸不移動，這溶液的pH值就叫做氨值就叫做氨基酸的等電點（基酸的等電點（* *等電點不是中性點等電點不是中性點）。）。在強酸性溶液中主要以正離子存在；在強酸性溶液中主要以正離子存在；在強堿性溶液中主要以負離子存在。氨基在強堿性溶液中主要以負離子存在。氨基酸在等電點時溶解度最小酸在等電點時溶解度最小

11、。甘氨酸甘氨酸丙氨酸頡氨酸亮氨酸酸性氨基酸與堿性氨基酸酸性氨基酸與堿性氨基酸天門冬氨酸谷氨酸酸性堿性組氨酸賴氨酸其它兩性離子的例子其它兩性離子的例子 兩性離子兩性離子依賴于溶依賴于溶液液pH值值OCCH2HNCH2POHOHOOOCCH2HNCH2POHOHOHO+_2水合茚三酮反應水合茚三酮反應 ：生成：生成藍紫色藍紫色物質(zhì)。物質(zhì)。氨基酸的特有反應氨基酸的特有反應OOOHOHOOHOONH2NCHCROHO+RCHO + CO2 + H2O+與亞硝酸反應與亞硝酸反應定量放出氮氣，定量測定定量放出氮氣，定量測定氨基酸或蛋白質(zhì)的水解程度氨基酸或蛋白質(zhì)的水解程度H2NCH CCH3OHO+HNO2

12、HOCH CCH3OHO+N2+H2O氨基酸受熱反應氨基酸受熱反應NH2CHCCH3OHONH2CHCH3COHOCHHNCCHNHCOOH3CCH3+H2O+3，6-二甲基-2，5-哌嗪二酮半胱氨酸與胱氨酸半胱氨酸與胱氨酸HSH2CCH CNH2OHOSH2CCH COOHH2CCHNH2NH2COOHS2-2H2H半胱氨酸胱氨酸氨基酸的制備氨基酸的制備1、蛋白質(zhì)水解、蛋白質(zhì)水解2、鹵代酸氨解、鹵代酸氨解BrCHCCH3OHO2NH3H2OH2NCHCCH3OHONH4BrH2O室室溫溫3、由丙二酸酯制備N CHCOOC2H5COOC2H5OOC2H5ONaRClH2OCO2NCCOOC2H

13、5COOC2H5OORH2NCCOOHCOOHR_H2N CHCOOHR2、多肽、多肽H2NCHCROHOH2NCHCROHO+H2NCHCRNHOCHCROHO某氨酰某氨酸某氨酰某氨酸丙氨酰甘氨酰絲氨酸丙 甘 絲.NCOOHHNCOOHOH2NNHCOOHOHHNCOOHOH2N3、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)是由氨基酸以酰胺鍵形成的蛋白質(zhì)是由氨基酸以酰胺鍵形成的高分子化合物。高分子化合物。 由由C、H、O、N、S等元素組成，有等元素組成，有些含有些含有P、Fe、I。 單純蛋白和結合蛋白：非蛋白部分單純蛋白和結合蛋白：非蛋白部分叫輔基（糖、脂肪、色素等）。叫輔基（糖、脂肪、色素等）。蛋白質(zhì)的結構蛋

14、白質(zhì)的結構 蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連結順序，蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連結順序，叫做一級結構。叫做一級結構。 蛋白質(zhì)二級結構氫鍵蛋白質(zhì)二級結構氫鍵二級結構二級結構螺旋螺旋蛋白質(zhì)二級結構蛋白質(zhì)二級結構 折疊折疊片狀片狀AT堿基對中的氫鍵堿基對中的氫鍵NNCH3OOHHHNNNNNHHHH堿基中的烯醇互變NNCH3OOHHNNCH3OHOH蛋白質(zhì)四級結構四種不同蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì) 兩性電解質(zhì)兩性電解質(zhì) 電泳法：等電點不同，在一定電泳法：等電點不同，在一定pH值中所帶電值中所帶電荷不同，在電場中移動的方向和速度也不同。荷不同，在電場中移動的方向和速度也不同。 具有膠體性質(zhì)：在水溶液中的顆粒直徑在

15、具有膠體性質(zhì)：在水溶液中的顆粒直徑在1100nm。鹽析鹽析在蛋白質(zhì)的膠體溶液中加入鹽類、有機在蛋白質(zhì)的膠體溶液中加入鹽類、有機溶劑或某些酸可使蛋白質(zhì)沉淀。溶劑或某些酸可使蛋白質(zhì)沉淀。蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性如果在蛋白質(zhì)的膠體溶液中加入的酸、如果在蛋白質(zhì)的膠體溶液中加入的酸、堿或重金屬鹽或加熱使其高級結構被破壞堿或重金屬鹽或加熱使其高級結構被破壞（并不是蛋白質(zhì)的水解），其活性消失。（并不是蛋白質(zhì)的水解），其活性消失。蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解谷氨酸的系統(tǒng)名為2氨基戊二酸。請回答下列問題： 1寫出其結構。 2寫出谷氨酸在pH=10.0的水溶液中，占優(yōu)勢的離子結構。 3若谷氨酸溶于pH=7的純水中,所

16、得溶液的pH值是x，請問x是大于7還是小于7？,此氨基酸的等電點是大于x還是小于x？為什么？三、脂肪酸與油脂三、脂肪酸與油脂1、脂肪酸：長直鏈單羧酸、脂肪酸：長直鏈單羧酸C12C24（偶數(shù)碳原子）（偶數(shù)碳原子）飽和飽和不飽和（一至多個雙鍵）不飽和（一至多個雙鍵）常見脂肪酸常見脂肪酸俗名俗名系統(tǒng)名系統(tǒng)名結構式結構式熔點熔點月桂酸月桂酸十二酸十二酸CH3(CH2)10COOH44硬脂酸硬脂酸十八酸十八酸CH3(CH2)16COOH71.2油酸油酸9十八碳烯酸十八碳烯酸CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH16.32、油脂、油脂 油脂是指豬油、牛油、花生油、豆油、油脂是指豬油、牛油、花生油

17、、豆油、桐油等動植物油桐油等動植物油 主要成分為三分子高級脂肪酸與甘油形主要成分為三分子高級脂肪酸與甘油形成的酯成的酯皂化皂化：將油脂用氫氧化鈉（或氫氧化鉀）將油脂用氫氧化鈉（或氫氧化鉀）水解，就得到脂肪酸的鈉鹽（或鉀鹽）和水解，就得到脂肪酸的鈉鹽（或鉀鹽）和甘油。高級脂肪酸的鈉鹽就是肥皂。甘油。高級脂肪酸的鈉鹽就是肥皂。H2CH2COCROCRHCOCROOORCONaOH2CH2COHOHHCOH+3NaOH3加成：加成：氫化：氫化：肥皂及表面活性劑肥皂及表面活性劑肥皂：肥皂：70%高級脂肪酸鈉，高級脂肪酸鈉，30%水水親水基團和疏水基團：親水基團和疏水基團：一個既具有親水基，又具有親油基

18、的分子叫兩親分子，肥皂分子在水中時許多分子的烴基鏈彼此靠色散力絞在一起，形成一個球形而將親水部分露在球面上，叫膠束。膠束油油水水蠟與磷脂蠟與磷脂腦苷脂：存在于神經(jīng)組織中腦苷脂：存在于神經(jīng)組織中OCH2OHOHOHOHOCH2CHNHC(CH2)22CH3OCHOHCHCH(CH2)12CH3第二部分高分子化合物第二部分高分子化合物一般分子量大于一般分子量大于1000，化合物的，化合物的物理性質(zhì)，化學性質(zhì)不因分子量再稍物理性質(zhì)，化學性質(zhì)不因分子量再稍有不同而變化，該化合物就叫高分子有不同而變化，該化合物就叫高分子化合物?；衔?。單體單體：構成高分子化合物重復結構單元的低分子化合物。H2CCHClH2CHCClnH2CHCCl聚合反應：使單體變?yōu)榫酆衔锏姆磻?。按反應類型分為加聚反應和縮聚反應。按反應類