有機化學第章碳水化合物

1、.單糖單糖.雙糖雙糖.多糖多糖1. 淀粉淀粉2. 纖維素纖維素1. 單糖的構(gòu)型單糖的構(gòu)型2. 單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)3. 物理性質(zhì)物理性質(zhì)4. 化學性質(zhì)化學性質(zhì)5. 重要的單糖及其衍生物重要的單糖及其衍生物1. 還原性雙糖還原性雙糖2. 非還原性雙糖非還原性雙糖.糖苷糖苷 碳水化合物碳水化合物又稱又稱糖類糖類。它是自然界中分布最廣的一類有機化合物，。它是自然界中分布最廣的一類有機化合物，幾乎存在于所有生物體中，植物軀干中的幾乎存在于所有生物體中，植物軀干中的纖維素纖維素、種子的、種子的淀粉淀粉、甘蔗中、甘蔗中的的蔗糖蔗糖、水果中的、水果中的葡萄糖葡萄糖和和果糖果糖等，都是我們熟悉的等，都

2、是我們熟悉的碳水化合物碳水化合物。與人。與人類有著十分密切的關(guān)系。類有著十分密切的關(guān)系。淀粉淀粉作為作為食物食物提供人類活動所需的能量，提供人類活動所需的能量，棉棉、麻麻以以纖維素纖維素的形式為人們提供的形式為人們提供衣著衣著的原料，住房用的的原料，住房用的木材木材也屬于也屬于碳水化碳水化合物合物。總之，它是人類?？傊?，它是人類衣衣、食食、住住、行行所必不可少的物質(zhì)。所必不可少的物質(zhì)。組成包括：組成包括： C、H 、O 三種元素三種元素其其 中：中： H : O = 2 : 1通式表示：通式表示： Cm(H2O)n“碳水化合物碳水化合物”-這一名稱來源于這一名稱來源于19世紀人們已經(jīng)了解了糖的

3、組成。世紀人們已經(jīng)了解了糖的組成。概述概述 如：如：葡萄糖葡萄糖： C6H12O6 = C6(H2O)6 蔗蔗 糖糖： C12H22O11 = C12(H2O)11 所以“碳水化合物”這一詞并非十分恰當，但因沿用已久，至今仍在使用。實際上從它的結(jié)構(gòu)來看，糖是多羥基醛、酮，以及水解后可以生成多羥基醛、酮的物質(zhì)。但后來發(fā)現(xiàn)有些糖不符合上通式。但后來發(fā)現(xiàn)有些糖不符合上通式。 如如 鼠李糖鼠李糖： C6H12O5 概述概述乳酸而某些化合物：而某些化合物：化學結(jié)構(gòu)上符合通式，但化學性質(zhì)上都不屬于糖類如如 甲醛甲醛 CH2O 乙酸乙酸 C2H4O2 乳酸乳酸C3H6O3碳水化合物碳水化合物依其依其水解性質(zhì)

4、水解性質(zhì)可分為可分為三類三類： 碳水化合物碳水化合物單糖單糖 最簡單的最簡單的糖糖，不能再被，不能再被水解水解的的碳水化合物。碳水化合物。如如葡葡 萄糖萄糖, 白色結(jié)晶，一般有甜味，可溶于水等白色結(jié)晶，一般有甜味，可溶于水等特點特點。低聚糖低聚糖 水解水解后能生成后能生成210個個單糖單糖。以二糖最為重要。以二糖最為重要。(寡糖寡糖) 如如 蔗糖蔗糖 1分子分子葡萄糖葡萄糖 + 1分子分子果糖果糖水解水解多糖多糖 水解水解后得到后得到10個個以上的以上的單糖單糖。如。如 淀粉淀粉、纖維素。纖維素。概述概述分類分類 其中其中一部分能量一部分能量變?yōu)樽優(yōu)闊釤幔蟛糠忠云渌男问剑蟛糠忠云渌男问?/p>

5、存儲存儲于體內(nèi)，為于體內(nèi)，為肌肌肉收縮肉收縮和和體內(nèi)所需體內(nèi)所需的各種的各種化合物合成化合物合成提供提供能量能量。因此，。因此，碳水化合物碳水化合物的的合成合成和和代謝代謝對對人類人類和和動植物動植物的的生命活動生命活動具有重大意義。具有重大意義。 自然界中存在的自然界中存在的糖類糖類是由綠色植物通過是由綠色植物通過光合作用光合作用合成的。在日光合成的。在日光的作用下，的作用下，綠色植物綠色植物利用體內(nèi)的利用體內(nèi)的葉綠素葉綠素將自然界中的將自然界中的CO2和和H2O經(jīng)過經(jīng)過一系列復雜的反應過程變?yōu)橐幌盗袕碗s的反應過程變?yōu)樘穷愄穷悺? CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2h葉綠素

6、葉綠素葡萄糖葡萄糖 反應為一反應為一吸收吸收能量的過程，將太陽能能量的過程，將太陽能儲存儲存在在糖糖的分子中。當?shù)姆肿又小．斕翘堑牡姆肿舆M入人體分子進入人體體內(nèi)體內(nèi)，經(jīng)過一系列復雜的，經(jīng)過一系列復雜的分解分解過程，最后變?yōu)檫^程，最后變?yōu)镃O2和和水水，釋放出釋放出能量能量，作為，作為生命生命的的能源能源。C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + Q代謝代謝葡萄糖葡萄糖概述概述來源來源單糖根據(jù)所含單糖根據(jù)所含羰基部分分為羰基部分分為醛糖醛糖 多羥基醛多羥基醛酮糖酮糖 多羥基酮多羥基酮CHOCHOHCH2OHCHOHCHOHCHOHC=OCH2OHCH2OHCHOHCHOHCHOH單糖單糖

7、 糖糖都具有都具有手性碳手性碳原子，分子有原子，分子有旋光性旋光性。己醛糖己醛糖共有共有4個個C*，有有2n=24=16個光學個光學異構(gòu)體異構(gòu)體。組成。組成 8 對對對映體對映體。CHOCHOHCH2OHCHOHCHOHCHOH*如如 其中一對映體：其中一對映體：CHOH-C-OHCH2OHH-C-OHH-C-OHH-C-OH對映體對映體CHOHO-C-HCH2OHHO-C-HHO-C-HHO-C-H為了書寫方便，一般可以寫為：CHOCH2OHCHOCH2OH對映體對映體對映體對映體單糖的構(gòu)型單糖的構(gòu)型對映體對映體的構(gòu)型可用的構(gòu)型可用R、S標記標記如如 D-(+)-葡萄糖葡萄糖CHOHO-C-

8、HCH2OHH-C-OHH-C-OHH-C-OH162345RSRR2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-五五羥基己醛羥基己醛 單糖單糖分子中距離分子中距離羰基羰基最遠最遠的一個的一個手性碳手性碳原子上的原子上的羥基羥基構(gòu)型和構(gòu)型和D-甘甘油醛油醛構(gòu)型相同時（構(gòu)型相同時（羥基在羥基在右右側(cè)側(cè)）確定為）確定為D 構(gòu)型構(gòu)型，反之（，反之（羥基在羥基在左左側(cè)側(cè)）為為L 構(gòu)型構(gòu)型。相對構(gòu)型相對構(gòu)型（D系列系列和和L系列系列）：）：H-C-OHCH2OHCHOHO-C-HCH2OHCHOD-(+)-甘油醛甘油醛L-(-)-甘油醛甘油醛以甘油醛為標準：以甘油醛為標準：CHOCHOHCH2OH甘油醛甘

9、油醛*相對構(gòu)型和絕對構(gòu)型相對構(gòu)型和絕對構(gòu)型醛糖的醛糖的D型異構(gòu)體型異構(gòu)體對映體對映體CHOCH2OHL-阿洛糖阿洛糖CHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHL-阿卓糖阿卓糖L-葡萄糖葡萄糖L-古羅糖古羅糖L-甘露糖甘露糖L-半乳糖半乳糖L-艾杜糖艾杜糖L-塔羅糖塔羅糖CHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHCHOCH2OHD-阿洛糖阿洛糖D-阿卓糖阿卓糖D-葡萄糖葡萄糖D-古羅糖古羅糖D-甘露糖甘露糖D-半乳糖半乳糖D-艾杜糖艾杜糖D-塔羅糖塔羅糖 D

10、型型糖糖 L型型糖糖單糖的構(gòu)型單糖的構(gòu)型己醛糖的己醛糖的16個異構(gòu)體個異構(gòu)體 在確定在確定葡萄糖葡萄糖的的構(gòu)型構(gòu)型時，許多反應已經(jīng)時，許多反應已經(jīng)證明證明分子中含有一個分子中含有一個醛基醛基。但是進一步的研究又發(fā)現(xiàn)許多實驗事實但是進一步的研究又發(fā)現(xiàn)許多實驗事實不能不能圓滿地解釋圓滿地解釋醛基醛基的存在。的存在。單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu) 1.環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu) 葡萄糖葡萄糖分子中的分子中的醛基醛基可以和適當位置上的可以和適當位置上的羥基羥基發(fā)生分子內(nèi)的發(fā)生分子內(nèi)的縮合縮合反應反應，生成，生成半縮醛半縮醛。CHO- -C- -HCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -C- -O

11、HO=HD-葡萄糖葡萄糖123456HHOHHO- -C- -HH- -C- -OHOCCCCH2OHOHH半縮醛式半縮醛式（氧環(huán)式）（氧環(huán)式）123456 由于糖分子內(nèi)先生成由于糖分子內(nèi)先生成半縮醛，故單糖只半縮醛，故單糖只能再與另一分子醇起反應生成縮醛。能再與另一分子醇起反應生成縮醛。CHO- -C- -HCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -COHHOCHO- -C- -HCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -CORHOROH干干HClD-葡萄糖苷葡萄糖苷（縮醛）（縮醛）環(huán)型環(huán)型半縮醛半縮醛式式單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu) 1.環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu) 醛

12、糖醛糖可以成可以成半縮醛半縮醛而存在。那么如何確定一個而存在。那么如何確定一個單糖單糖是以是以五元環(huán)五元環(huán)的形式還是以的形式還是以六元環(huán)六元環(huán)半縮醛半縮醛的形式存在呢？的形式存在呢？ 1925 192519301930年英國化學家年英國化學家哈武斯哈武斯（Haworth）通過）通過X X光衍射的方光衍射的方法和化學方法確定了法和化學方法確定了葡萄糖葡萄糖通常是以通常是以六元環(huán)六元環(huán)的形式存在。的形式存在。 醛糖醛糖或或酮糖酮糖不僅能以不僅能以六元環(huán)半縮醛（酮六元環(huán)半縮醛（酮）形式存在（與）形式存在（與 吡喃環(huán)吡喃環(huán)相似，故相似，故六元環(huán)形的糖六元環(huán)形的糖也叫也叫吡喃某糖吡喃某糖）。）。O 也能

13、以也能以五元環(huán)五元環(huán)的形式存在，（由于與的形式存在，（由于與呋喃環(huán)呋喃環(huán) 相似，故五相似，故五元環(huán)形的糖元環(huán)形的糖也叫也叫呋喃某糖呋喃某糖）。）。O 果糖果糖也有也有變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象，果糖果糖的的酮基酮基也可與也可與羥基羥基通過通過縮合反應成環(huán)縮合反應成環(huán)。果糖果糖可以形成可以形成呋喃型呋喃型和和吡喃型吡喃型二種環(huán)狀結(jié)構(gòu)。二種環(huán)狀結(jié)構(gòu)。單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu) 2.環(huán)的大小環(huán)的大小單糖主要以環(huán)狀半縮醛的形式存在。目前常用二種表示法：單糖主要以環(huán)狀半縮醛的形式存在。目前常用二種表示法： 直立環(huán)狀：直立環(huán)狀：（投影式投影式） 哈武斯式：哈武斯式：（透視式透視式）CHO- -C- -HCH2OH

14、H- -C- -OHH- -C- -OHH- -COHHOOOHOHHOCH2OHHHHHHOH環(huán)氧鍵環(huán)氧鍵單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu) 3.環(huán)的結(jié)構(gòu)的表示法環(huán)的結(jié)構(gòu)的表示法CHOCH2OHOHOHOHHO123456CHOCH2OHOHOHOHH=O124563將分子按順時針將分子按順時針變?yōu)樗轿恢米優(yōu)樗轿恢肙HOHHOHHHHC=OC- -CH2OHOHH312456開鏈式結(jié)構(gòu)寫成哈武斯透視式的方法開鏈式結(jié)構(gòu)寫成哈武斯透視式的方法開鏈式結(jié)構(gòu)寫成哈武斯透視式的方法開鏈式結(jié)構(gòu)寫成哈武斯透視式的方法OHOHHOHHHHC=OCOHHCH2OH124563OOHOHHOCH2OHHHHHHO

15、O OOHOHHOCH2OHHHHHHOH（型）型）AAOOHOHHOCH2OHHHHHHO O OOHOHHOCH2OHHHHHOH（型）型）BB D- -葡萄糖葡萄糖形成形成半縮醛式環(huán)半縮醛式環(huán)狀狀結(jié)構(gòu)后，使原結(jié)構(gòu)后，使原來的來的C1 變成變成C1* *，這就產(chǎn)生了一對這就產(chǎn)生了一對非對映的旋光異非對映的旋光異構(gòu)體：構(gòu)體：哈武斯式：C1-OH與與C5-CH2OH（或（或H）同側(cè)為）同側(cè)為型型C1-OH與與C5-CH2OH（或（或H）異側(cè)為）異側(cè)為型型直立環(huán)式：C1-OH與與C5-OH 同側(cè)為同側(cè)為型型C1-OH與與C5-OH異側(cè)異側(cè)為為型型（型）型）（型）型）OOHOHHOCH2OHHHH

16、HOHHO O OOHOHHOCH2OHHHHHOHH（哈武斯式）（哈武斯式）OOHOHHOCH2OHHHHHHOHO O OOHOHHOCH2OHHHHHHOH12345CHO- -C- -HCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -CHHOOCHO- -C- -HCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -CHHOO（直立環(huán)式）（直立環(huán)式）CHO- -C- -HCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -COHHOCHO- -C- -HCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -COHHO12345單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu) 4.

17、 型和型和型型 哈武斯式哈武斯式是以是以平面六邊平面六邊形形表示的，事表示的，事實上葡萄糖的實上葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)并不環(huán)狀結(jié)構(gòu)并不是平面的，而是平面的，而是以是以椅式構(gòu)象椅式構(gòu)象存在。存在。 在在-葡萄糖葡萄糖中中C1-OH占據(jù)占據(jù)直立鍵直立鍵，而，而-葡萄糖葡萄糖C1-OH在在平伏鍵平伏鍵，這就是這就是-型型比比-型型更穩(wěn)定的原因。更穩(wěn)定的原因。OOHCH2OHH-D-D-（- -）- -葡萄葡萄糖糖OOHCH2OH-D-D-（+ +）- -葡萄葡萄糖糖HOCH2OHOHHOHOHOOCH2OHOHHOHOHO-D-D-（+ +）- -葡萄葡萄糖糖-D-D-（- -）- -葡萄葡萄糖糖 37

18、% 63 %單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu)單糖的環(huán)型結(jié)構(gòu) 5. 構(gòu)象構(gòu)象 與托倫與托倫(Tollens)試劑及斐林試劑及斐林(Fehlieg)試劑反應試劑反應CHOCH2OHD-葡萄糖葡萄糖+ Ag(NH3)2+ + Ag COOHCH2OHD-葡萄糖酸葡萄糖酸OH - -（銀鏡）（銀鏡）托倫試劑托倫試劑CHOCH2OHD-葡萄糖葡萄糖+ Cu(OH)2 + Cu2O COOHCH2OHD-葡萄糖酸葡萄糖酸OH - -（磚紅色）（磚紅色）斐林試劑斐林試劑單糖的化學反應單糖的化學反應1.氧化氧化 果糖果糖雖然為雖然為酮糖酮糖，但也能被，但也能被托倫試劑托倫試劑和和斐林試劑斐林試劑氧化。原因氧化。原因是由于反應在

19、是由于反應在堿性堿性條件下進行，條件下進行，糖糖會發(fā)生會發(fā)生異構(gòu)化異構(gòu)化，變?yōu)?，變?yōu)槿┨侨┨?，醛糖醛糖不斷地被消耗，不斷地被消耗，平衡平衡向向醛糖醛糖方向移動，故能使反應有效地進行。方向移動，故能使反應有效地進行。這種能被這種能被托倫試劑托倫試劑和和斐林試劑斐林試劑氧化的氧化的糖糖稱做稱做還原性糖還原性糖。這個反應可用來區(qū)別這個反應可用來區(qū)別還原性糖還原性糖和和非還原性糖非還原性糖。C=OCH2OHCH2OHAg(NH3)2+OH - -Cu(OH)2OH - -Ag Cu2O （銀鏡）（銀鏡）（磚紅色）（磚紅色） 所有的所有的單單糖糖都屬于都屬于還原性糖還原性糖單糖的化學反應單糖的化學反應1

20、.氧化氧化 與溴水反應與溴水反應 溴的水溶溴的水溶液液含有含有次溴酸次溴酸，能將能將醛糖醛糖氧化氧化成成糖酸糖酸。由于。由于在在酸性酸性條件下條件下糖不發(fā)生糖不發(fā)生差向差向異構(gòu)體異構(gòu)體，因此，因此溴水溴水只氧化只氧化醛醛糖糖不氧化不氧化酮糖酮糖。這一反應可用這一反應可用于于醛醛和和酮糖酮糖的的鑒別鑒別。CHOCH2OHCOOHCH2OHBr2H2OD-葡萄糖葡萄糖Br2H2OC=OCH2OHCH2OH不反應不反應D-果糖果糖單糖的化學反應單糖的化學反應1.氧化氧化 與硝酸反應與硝酸反應 硝酸硝酸是是強氧化劑強氧化劑，硝酸硝酸氧化氧化單糖單糖時，時，醛基醛基和末和末端端CH2OH基團都會基團都會

21、被被氧化氧化，生成生成糖二糖二酸酸。CHOCH2OHCOOHCOOH+ HNO3D-葡萄糖葡萄糖D-葡萄糖二酸葡萄糖二酸（旋光性）（旋光性）（旋光性）（旋光性）CHOCH2OHCOOHCOOH+ HNO3D-半乳糖半乳糖D-半乳糖二酸半乳糖二酸（旋光性）（旋光性）（非旋光性）（非旋光性）（內(nèi)消旋體）（內(nèi)消旋體）單糖的化學反應單糖的化學反應1.氧化氧化酮糖酮糖用用硝酸硝酸氧化后發(fā)生碳鏈斷裂氧化后發(fā)生碳鏈斷裂CHOCH2OHHNO3D-異木糖異木糖CHOCH2OHHNO3D-樹膠糖樹膠糖C=OCH2OHD-果糖果糖CH2OHHNO3COOHCOOH+ HCOOHD-樹膠糖二酸樹膠糖二酸 該方法可作

22、為該方法可作為糖二酸糖二酸的的制制備備，還常用于，還常用于糖糖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的的測定。測定。單糖的化學反應單糖的化學反應1.氧化氧化 高碘酸氧化高碘酸氧化HO-C-HCHOCH2OHH-C-OHH-C-OHH-C-OH5 HIO45HCOOH + HCHOR-CHOH R-CHO-CH2OH HCHOCH-OH HCOOH-CHO HCOOHHO-C-HCH2OHCH2OHC=OH-C-OHH-C-OH5 HIO44 HCOOH + 2 HCHO 單糖單糖用用高碘酸高碘酸氧化時，如果氧化時，如果相鄰相鄰兩個碳原兩個碳原 都有都有-OH或一個有或一個有-OH另一個為另一個為 C=O 時，時，碳碳碳碳鍵

23、發(fā)生鍵發(fā)生斷裂斷裂。單糖的化學反應單糖的化學反應1.氧化氧化 反應中反應中HIO4被還原為被還原為HIO3，反應，反應定量定量進行，可以加入進行，可以加入AgNO3使使之與之與HIO3反應，根據(jù)所生成的反應，根據(jù)所生成的AgIO3（白色白色）沉淀數(shù)量，可以定量計）沉淀數(shù)量，可以定量計算反應中的算反應中的C-C鍵斷裂鍵斷裂的數(shù)目。常用它來的數(shù)目。常用它來測量測量糖糖的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和和環(huán)的大小環(huán)的大小。 2 HIO4OOHOHHOCH2OHHHHHHOCH3HIO3 + AgNO3 AgIO3（白色白色）OCHOCH2OHHCHOHOCH3+ HCOOH+ 2HIO3碘酸碘酸單糖的化學反應單糖的化學

24、反應1.氧化氧化單糖單糖可以用可以用不同不同的的還原劑還原劑還原成相應還原成相應的的多羥基醇多羥基醇（糖糖醇醇）。常用的）。常用的還原還原劑劑：NaBH4 、H2 / Ni 、Na-Hg齊齊等。等。CHOCH2OHCH2OHCH2OHD-葡萄糖葡萄糖D-葡萄糖醇葡萄糖醇NaBH4或或H2 / NiCHOCH2OHD- ( - - )-樹膠糖樹膠糖CH2OHCH2OHNaBH4CHOCH2OHD- ( - - )-異木糖異木糖NaBH4單糖的化學反應單糖的化學反應2.還原還原醛醛或或酮酮的的羰基羰基與與苯肼苯肼反應生成反應生成苯腙苯腙: : 當當醛糖醛糖或或酮糖酮糖用用苯肼苯肼處理時處理時, ,

25、也可以發(fā)生也可以發(fā)生類似類似的的反應反應。但反應并。但反應并不停留不停留在生成在生成苯腙苯腙的這一步，當有的這一步，當有過量過量苯肼苯肼存在時，反應生成存在時，反應生成糖脎糖脎。C=O + H2N-NH-C=N-NH-苯肼苯肼苯腙苯腙CHOCH2OHD-葡萄糖葡萄糖+ 3C=N-NH-CH2OHCH=N-NH-D-葡萄糖葡萄糖脎脎單糖的化學反應單糖的化學反應3.成脎反應成脎反應 糖脎糖脎為為淡黃色淡黃色晶體，不同的晶體，不同的糖糖成成脎脎時間時間、結(jié)晶形狀結(jié)晶形狀不同，結(jié)構(gòu)上完全不同，結(jié)構(gòu)上完全不同的不同的糖脎糖脎熔點熔點不不同，因此利用該反同，因此利用該反應作應作糖糖的的定性鑒定定性鑒定。

26、在堿性水溶液中，在堿性水溶液中，D-葡萄糖可以轉(zhuǎn)化為葡萄糖可以轉(zhuǎn)化為D-甘露糖和甘露糖和D-果糖果糖的混合物。的混合物。(通過羰基通過羰基-烯醇式互變烯醇式互變)單糖的化學反應單糖的化學反應4.差向異構(gòu)化差向異構(gòu)化 這這三種三種糖糖有有三個手性碳三個手性碳構(gòu)型構(gòu)型完全完全相同相同，只有，只有C C2 2中的碳原子中的碳原子不不同同，稱為，稱為差向異差向異構(gòu)體構(gòu)體。CHOCH2OHCHOCH2OHD-葡萄糖葡萄糖D-甘露糖甘露糖D-果糖果糖C=OCH2OHCH2OHC=OCH2OHCH2OH以以糖苷糖苷存在于存在于核酸核酸RNA（核糖核酸核糖核酸）中，是細）中，是細胞中胞中核酸核酸的組成部分。的

27、組成部分。以糖苷存在于核以糖苷存在于核酸酸DNA（脫氧（脫氧核糖核酸）中。核糖核酸）中。在在戊糖戊糖中以中以D-核糖核糖和和D-去氧核糖去氧核糖最為重要。最為重要。D-核糖核糖CHOCH2OHH- -C- -OHH- -C- -OHH- -C- -OHD-去氧核糖去氧核糖CHOCH2OHH- -C- -HH- -C- -OHH- -C- -OH重要單糖和它的衍生物重要單糖和它的衍生物1.戊糖戊糖 D-葡萄糖葡萄糖 自然界分布最廣的自然界分布最廣的己糖己糖，存在于葡萄等水果、動物的血液、淋，存在于葡萄等水果、動物的血液、淋巴液、脊髓液等中，為巴液、脊髓液等中，為無色結(jié)晶無色結(jié)晶，甜度甜度約為約為

28、蔗糖蔗糖的的70%。葡萄糖葡萄糖以以多糖多糖或或糖苷糖苷的形式存在于許多植物的種子、根、葉或花中。的形式存在于許多植物的種子、根、葉或花中。 D-果糖果糖 果糖果糖是最甜的糖，為無色晶體，天然果糖是是最甜的糖，為無色晶體，天然果糖是D型左旋糖型左旋糖。水果汁水果汁和和蜂蜜蜂蜜都含有豐富的都含有豐富的果糖果糖。在人體內(nèi)。在人體內(nèi)D-果糖迅速轉(zhuǎn)化為果糖迅速轉(zhuǎn)化為D-葡萄糖葡萄糖，但過多食用果糖可導致體內(nèi)膽固醇的增加。但過多食用果糖可導致體內(nèi)膽固醇的增加。在在己糖己糖中，以中，以D-葡萄糖葡萄糖、D-果糖果糖、D-甘露糖甘露糖、D-半乳糖半乳糖最為重要。最為重要。重要單糖和它的衍生物重要單糖和它的衍

29、生物2.己糖己糖 醛糖與酮糖的鑒別：醛糖與酮糖的鑒別：醛糖醛糖氧化使氧化使溴水溴水褪色褪色酮糖酮糖不反應不反應酮糖酮糖與與間苯二酚間苯二酚反應是反應是紅色紅色醛糖醛糖是很是很淺紅色淺紅色 與與Br2- -H2O反應反應 與與鹽酸鹽酸- -間苯二酚間苯二酚反應反應 與與氫氧化鈣氫氧化鈣反應反應果糖果糖與與氫氧化鈣氫氧化鈣反應生成反應生成絡合絡合物物極難溶于水。極難溶于水。重要單糖和它的衍生物重要單糖和它的衍生物2.己糖己糖 維生素維生素C 不屬于糖類，但它是不屬于糖類，但它是由由L-山梨糖山梨糖來制備，且在結(jié)構(gòu)上可來制備，且在結(jié)構(gòu)上可以看成是以看成是不飽和的糖酸內(nèi)酯不飽和的糖酸內(nèi)酯，所以，所以常

30、將常將維生素維生素C 當作當作單糖的衍生物單糖的衍生物。 維生素維生素C 有防止壞血病的功能，所以在醫(yī)藥上常有防止壞血病的功能，所以在醫(yī)藥上常把它叫做把它叫做L-抗壞血酸抗壞血酸。它是一個較強的。它是一個較強的還原劑還原劑，可作，可作食品的食品的抗氧劑抗氧劑。 維生素維生素C 存在于新鮮的存在于新鮮的蔬菜蔬菜和和水果水果中，在中，在檸檬檸檬、桔子桔子、番茄番茄中含量較多。中含量較多。CHO- -CCH2OHHO- -CH- -CHO- -C- -HO=O重要單糖和它的衍生物重要單糖和它的衍生物 3.維生素維生素C 大多數(shù)天然大多數(shù)天然氨基糖氨基糖是是己醛糖己醛糖分子中第二個碳原子上的分子中第二

31、個碳原子上的羥基羥基被被氨基氨基取代的衍生物。一般只存在于動物中。它與生取代的衍生物。一般只存在于動物中。它與生命科學聯(lián)系很大（如存在于命科學聯(lián)系很大（如存在于血清血清、激素激素、酯蛋白酯蛋白中），故中），故越來越得到重視。越來越得到重視。OCH2OHOHH2NHOHOOCH2OHOHH2NHOHO-D-2-D-2-氨基氨基葡萄葡萄糖糖-D-2-D-2-氨基氨基半乳半乳糖糖重要單糖和它的衍生物重要單糖和它的衍生物 4.氨基糖氨基糖 縮醛縮醛是穩(wěn)定的，是穩(wěn)定的，糖苷糖苷也相當穩(wěn)定，也相當穩(wěn)定，糖苷糖苷在水溶液中不能轉(zhuǎn)化為鏈在水溶液中不能轉(zhuǎn)化為鏈式，因此式，因此糖苷糖苷沒有沒有變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象和和

32、還原性還原性，不因，不因堿堿的作用而發(fā)生的作用而發(fā)生差向異構(gòu)差向異構(gòu)化化，也不能與，也不能與苯肼成脎苯肼成脎。它在。它在酸酸或或酶酶的作用下可以水解為的作用下可以水解為糖糖和其它和其它含含羥基羥基的化合物的化合物 配糖基配糖基（簡稱（簡稱配基配基）或）或非糖體非糖體。 糖體糖體部分可以是部分可以是單糖單糖、雙糖雙糖等，而等，而非糖體非糖體部分可以是一個很簡部分可以是一個很簡單的或很復雜的分子。單的或很復雜的分子。 糖糖的的半縮醛羥基半縮醛羥基與其它含與其它含羥基羥基的的化合物化合物如如醇醇、酚酚等形成的等形成的縮醛縮醛（或（或縮酮縮酮）叫）叫糖苷糖苷。自然界中很少有游離的自然界中很少有游離的單

33、糖單糖，大多以，大多以糖苷糖苷的形式而存在。的形式而存在。OOHCH2OH糖體糖體H+ HO-R 非糖非糖體體OORCH2OHH糖苷糖苷-H2O.糖苷糖苷 蜈蚣蜈蚣等等多足蟲類多足蟲類的反應腺中也含有能放出的反應腺中也含有能放出氫氰酸氫氰酸的的糖苷糖苷，當它受，當它受到襲擊時，便分泌一種到襲擊時，便分泌一種酶酶來水解這種來水解這種糖苷糖苷，放出，放出氫氰酸氫氰酸。OCHOCH2OHHO OCH2HCN龍膽二糖龍膽二糖+ HCNCHOOCH2OH-OH +2苦杏仁酶苦杏仁酶水解水解 苦杏仁苦杏仁是有是有毒毒的，因的，因為在消化道中它可以被為在消化道中它可以被水水解解而放出而放出HCN, 所以作為

34、所以作為中草藥必須限制用量。中草藥必須限制用量。 此外，在木薯及其它此外，在木薯及其它一些植物一些植物中也中也含有這類能產(chǎn)生含有這類能產(chǎn)生HCN的的糖苷糖苷，故，故木薯木薯在在食用前，必須經(jīng)過特殊處理以除去食用前，必須經(jīng)過特殊處理以除去氫氰氫氰酸酸。.糖苷糖苷苦杏仁苷苦杏仁苷 天然天然色素色素如如靛藍靛藍、茜素茜素等都是以等都是以糖苷糖苷的的形式存在的，各種形式存在的，各種花花色素色素也以苷的形式存也以苷的形式存在于自然界。例如在于自然界。例如玫玫瑰紅瑰紅的紅色就是的紅色就是花色花色素素的的3 3，5 5-二葡萄糖苷二葡萄糖苷。OCH2OHH OOCH2OHH O- -OH =OHOO=.糖苷

35、糖苷色素色素雙糖雙糖又叫又叫二糖二糖，兩分子單糖兩分子單糖通過通過苷鍵苷鍵相連組成相連組成雙糖雙糖。 一分子一分子單糖的半縮醛羥基單糖的半縮醛羥基與另一分子與另一分子單糖的半縮醛的羥單糖的半縮醛的羥基基脫脫H2O成苷的成苷的二糖二糖 稱稱非還原性雙糖非還原性雙糖。 一分子一分子單糖的半縮醛羥基單糖的半縮醛羥基與另一分子與另一分子單糖的醇羥基單糖的醇羥基脫脫H2O生成苷鍵的生成苷鍵的雙糖雙糖 稱為稱為還原性雙糖。還原性雙糖。 組成組成雙糖雙糖的兩個的兩個單糖單糖可以是相同的，也可以是可以是相同的，也可以是不同不同的。的。兩分子單糖兩分子單糖通過通過苷鍵苷鍵組成組成雙糖雙糖可以有兩種方式：可以有兩

36、種方式：.雙糖雙糖 麥芽糖麥芽糖是食用是食用飴糖飴糖的主要部分，甜度為的主要部分，甜度為蔗糖蔗糖的的40%，無色片狀結(jié)，無色片狀結(jié)晶，晶， D D= +136= +136它是它是淀粉淀粉在在麥芽糖酶麥芽糖酶水解水解的產(chǎn)物。自然界不存在游的產(chǎn)物。自然界不存在游離的離的麥芽糖麥芽糖。最初用大麥芽作用于。最初用大麥芽作用于淀粉淀粉生成麥芽糖而得名。生成麥芽糖而得名。C12H22O11 2 D-(+)-葡萄糖葡萄糖 水解水解麥芽糖酶麥芽糖酶OOHOHHOCH2OH O OOHOHCH2OH- -OH123456-1 , 4苷鍵苷鍵OOHOHHOCH2OHOH+OOHOHHOCH2OH- -OHH2OH

37、+.雙糖雙糖還原性雙糖還原性雙糖麥芽糖麥芽糖 乳糖乳糖為哺乳動物奶汁中的主要成分，并因此而得名。為哺乳動物奶汁中的主要成分，并因此而得名。牛乳牛乳中中含含4% 6%，人乳人乳中含中含5% 8%。乳糖并不存在于植物中。乳糖并不存在于植物中?？嘈尤拭缚嘈尤拭杆馑馊樘侨樘?D-葡萄糖葡萄糖 + D-半乳糖半乳糖 乳糖乳糖為白色粉末，略有甜味（甜味為為白色粉末，略有甜味（甜味為蔗糖蔗糖的的70%）易溶于水，）易溶于水，有有變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象，用，用酸酸或或苦杏仁酶苦杏仁酶（即（即-葡萄糖酶葡萄糖酶）水解水解生成一分子生成一分子葡萄糖葡萄糖和一分子和一分子半乳糖半乳糖。OOHOHHOCH2OHOOHO

38、HCH2OH- -OHOD-葡萄糖葡萄糖-D-半乳糖半乳糖乳乳 糖糖 -1 , 4苷鍵苷鍵.雙糖雙糖還原性雙糖還原性雙糖乳糖乳糖 纖維二糖纖維二糖是是纖維素纖維素的結(jié)構(gòu)單位。將的結(jié)構(gòu)單位。將纖維素纖維素部分水解得部分水解得纖維二糖纖維二糖。纖維二糖纖維二糖可看作是可看作是麥芽糖麥芽糖的一種異構(gòu)體，化學性質(zhì)相似，兩者的差別的一種異構(gòu)體，化學性質(zhì)相似，兩者的差別只在于只在于纖維二糖纖維二糖不被不被麥芽糖酶麥芽糖酶所水解，而是被所水解，而是被苦杏仁酶苦杏仁酶水解，得二分水解，得二分子子葡萄糖葡萄糖。纖維二糖纖維二糖沒有甜味，不能在人體內(nèi)被分解。沒有甜味，不能在人體內(nèi)被分解。C12H22O11 2 D

39、-(+)-葡萄糖葡萄糖 水解水解苦杏仁酶苦杏仁酶CH2OHOHOHOHOO構(gòu)象式：構(gòu)象式：CH2OHHOHO- -OHOOOHOHHOCH2OH O OOHOHCH2OH- -OH -1 , 4苷鍵苷鍵D-(+)-纖維二糖纖維二糖.雙糖雙糖還原性雙糖還原性雙糖纖維二糖纖維二糖 蔗糖蔗糖是我們主要食用是我們主要食用糖糖，在自然界中它主要存在于，在自然界中它主要存在于甘蔗甘蔗（14%14%）和和甜菜甜菜（16%-20%16%-20%）等含糖植物中。）等含糖植物中。 蔗糖蔗糖為無色晶體，易溶于水，甜味僅次于為無色晶體，易溶于水，甜味僅次于果糖果糖，超過，超過葡萄糖葡萄糖、麥芽糖麥芽糖和和乳糖乳糖。

40、蔗糖蔗糖的的水解水解產(chǎn)物叫做產(chǎn)物叫做轉(zhuǎn)化糖轉(zhuǎn)化糖。蔗糖蔗糖為為非還原性雙糖非還原性雙糖，不能還，不能還原原托倫試劑托倫試劑和和斐林試劑斐林試劑，也不能與，也不能與苯肼成脎苯肼成脎，無變旋現(xiàn)象無變旋現(xiàn)象。C12H22O11 D-(+)-葡萄糖葡萄糖 + + D-(-)(-)-果糖果糖酸或酶酸或酶水解水解D = + 52D = - 92D = + 66.5D = - 20水解后混合物（轉(zhuǎn)化糖）水解后混合物（轉(zhuǎn)化糖）.雙糖雙糖非還原性雙糖非還原性雙糖蔗糖蔗糖OHOCH2OHHOH2COOHOHHOCH2OH O HOCH2OHOHOHOHOHOOHOCH2OHHOH2CHO構(gòu)象式：構(gòu)象式：-D-葡萄

41、糖葡萄糖-D-果糖果糖123456-1 , 2苷鍵苷鍵 -2 , 1苷鍵苷鍵.雙糖雙糖非還原性雙糖非還原性雙糖蔗糖結(jié)構(gòu)蔗糖結(jié)構(gòu) 多糖多糖是由是由幾百幾百乃至乃至數(shù)千個數(shù)千個單糖單糖以以苷鍵苷鍵彼此相連彼此相連形成的形成的高聚物高聚物。多糖多糖水解水解低聚糖低聚糖單糖單糖水解水解自然界中最自然界中最重要的多糖重要的多糖淀粉淀粉 是植物體內(nèi)是植物體內(nèi)儲存儲存養(yǎng)分，是我們養(yǎng)分，是我們 人人 類的類的主要食物主要食物之一。之一。纖維素纖維素 是是木材木材和許多和許多天然纖維素天然纖維素的的 主要成分。主要成分。 多糖多糖與與單糖單糖和和低聚糖低聚糖在性質(zhì)上有較大差別。一般在性質(zhì)上有較大差別。一般多糖多

42、糖無無還原性還原性和和變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象，也不具有，也不具有甜味甜味，大多數(shù)不溶于，大多數(shù)不溶于水水。.多糖多糖 淀粉淀粉是白色無定是白色無定形粉末，大量存在于形粉末，大量存在于植物的植物的種子種子和地下的和地下的根根（或（或莖莖）中。）中。米中含淀粉米中含淀粉 62%82%麥中含淀粉麥中含淀粉 57%75%玉米含淀粉玉米含淀粉 65%72% 淀粉淀粉是人類的主要食物，也是工業(yè)上制是人類的主要食物，也是工業(yè)上制葡萄糖葡萄糖、飴飴糖、酒糖、酒和和酒精酒精的重要原料。的重要原料。淀粉淀粉用用淀粉酶淀粉酶水解水解時得到時得到麥麥芽糖芽糖，如果用，如果用稀酸稀酸水解水解時，時，水解水解的最終產(chǎn)物為的最終

43、產(chǎn)物為D-葡萄糖葡萄糖。H2OH+H2OH+H2OH+(C6H10O5)n (C6H10O5)x C12H22O11 C6H12O6 淀粉淀粉D-葡萄糖葡萄糖麥芽糖麥芽糖n x糊精糊精.多糖多糖1.淀粉淀粉1.1.直鏈淀粉直鏈淀粉 直鏈淀粉直鏈淀粉能溶于能溶于熱水熱水成糊狀，它是由成糊狀，它是由D-葡萄糖葡萄糖以以-1，4糖苷鍵糖苷鍵結(jié)結(jié)合的鏈狀化合物。分子量約合的鏈狀化合物。分子量約1 6 萬萬，約含，約含50 200 個個葡萄糖。葡萄糖。 淀粉淀粉由由直鏈淀粉直鏈淀粉和和支鏈淀粉支鏈淀粉兩部分構(gòu)成，兩部分的比例因植物兩部分構(gòu)成，兩部分的比例因植物的品種而異。的品種而異。OOHOHHOCH2

44、OH O OOHOHCH2OH- -OHOOHOHCH2OH O OOHOHCH2OH O nOOHOHHOCH2OH O OOHOHCH2OH- -OHOOHOHCH2OH O OOHOHCH2OH- -OHOOHOHCH2OH O OOHOHCH2OH O n直鏈淀粉直鏈淀粉麥芽糖部分麥芽糖部分-1 , 4 糖苷鍵糖苷鍵.多糖多糖1.淀粉淀粉直鏈淀粉直鏈淀粉 直鏈淀粉直鏈淀粉的分子的分子并不是一根直的長鏈。并不是一根直的長鏈。X射線分析表明射線分析表明直鏈淀直鏈淀粉粉的分子鏈盤繞成一的分子鏈盤繞成一個個螺旋螺旋、每、每轉(zhuǎn)一圈轉(zhuǎn)一圈約約含含6個葡萄糖個葡萄糖單元：單元： 組成的空腔正好和組成

45、的空腔正好和 I2 分子分子的大小相一致，因此，當?shù)拇笮∠嘁恢?，因此，當?shù)矸鄣矸酆秃偷獾庀嘤鱿嘤鰰r，時，碘碘分子分子鉆入空腔鉆入空腔中，以中，以范德華引力范德華引力結(jié)合與結(jié)合與淀粉淀粉形成形成藍色的復合物藍色的復合物，這一性質(zhì)可用于這一性質(zhì)可用于淀粉淀粉的的檢驗檢驗。淀粉淀粉 + I2 藍色藍色II.多糖多糖1.淀粉淀粉直鏈淀粉直鏈淀粉 支鏈淀粉支鏈淀粉也是由也是由D-葡萄糖葡萄糖組成的，但組成的，但葡萄葡萄糖糖的連接方式與的連接方式與直鏈淀直鏈淀粉粉有所不同，有所不同，葡萄糖葡萄糖分分子之間除以子之間除以-1 , 4-糖苷糖苷鍵鍵相連外，還有以相連外，還有以-1 , 6-糖苷鍵糖苷鍵相連的。

46、分子量相連的。分子量約約10 100 萬萬，約有，約有600 6000 個個葡萄糖葡萄糖單元組單元組成。成。 支鏈淀粉支鏈淀粉在在淀粉淀粉中中的含量約為的含量約為70% 90 %，在熱水中即在熱水中即膨脹膨脹而而糊化糊化，粘性粘性很大。很大。.多糖多糖1.淀粉淀粉支鏈淀粉支鏈淀粉大約相隔大約相隔20個個葡萄糖葡萄糖單元有單元有一個分支一個分支。O.OOHOHHOCH2OH O OOHOHCH2OHOOHOHCH2 O OOHOHCH2OH O OOHOHHOCH2OH O OOHCH2OHOOOHOHHOCH2OH O OOHOHCH2OHOOHOHCH2 O OOHOHCH2OH O OOH

47、OHHOCH2OH O OOHCH2OHO支鏈淀粉支鏈淀粉-1 , 6-糖苷鍵糖苷鍵-1 , 4-糖苷鍵糖苷鍵.多糖多糖1.淀粉淀粉支鏈淀粉支鏈淀粉 纖維素纖維素在自然界分布很廣，可以說是地球上最豐富的有機物，廣在自然界分布很廣，可以說是地球上最豐富的有機物，廣布于布于棉花棉花（93%）、）、亞麻亞麻（80%）、）、木材木材（50%）、）、竹子竹子、蘆葦蘆葦、稻稻草草、野草野草等植物中。是等植物中。是植物細胞壁植物細胞壁的主要成分和構(gòu)成的主要成分和構(gòu)成植物組織植物組織的基礎。的基礎。1. 1. 纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素纖維素的分子量在的分子量在25 25 200200萬萬（隨著纖維素來源不同而異）（隨著纖維素來源不同而異）用用酸酸徹底徹底水解水解得得D- -葡萄糖葡萄糖。 纖維素纖維素用用濃硫酸濃硫酸部分部分水解水解得得纖維