第十八章 碳水化合物 niversity of science and echnology of china
University of Science and Technology of China 第十八章 碳水化合物 有 机 化 学
碳水化合物:包括糖、淀粉和纤维素 —自然界分布最广的有机物 通式:Cn(H2O) C6H12O5鼠李糖一甲基戊糖不是Cm(H2O)n 本质结构:多羟基醛、酮如: cH2 OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH_cHo己醛糖 cH2OH- CHOH-CHOH- CHOH -C_cHo己酮糖 H2C-cH-cHOH2C-C—cHz OHOH OHO OH 甘油醛(丙醛糖)丙酮糖 Organic chem
Organic Chem 碳水化合物：包括糖、淀粉和纤维素 ——自然界分布最广的有机物 通式：Cm（H2O）n C6H12O5 鼠李糖－甲基戊糖不是Cm（H2O）n 本质结构：多羟基醛、酮 如： CH2OH CHOH CHOH CHOH CHOH CHO 己醛糖 CH2OH CHOH CHOH CHOH C CHO O 己酮糖 H2C CH OHOH CHO H2C C OHO CH2 OH 甘油醛（丙醛糖） 丙酮糖
单糖( monosaccharides 分类:〈低聚糖( Oligosaccharides)水解为2-10个单糖 多聚糖( Polysaccharides)水解>10个单糖 戊糖 单糖:根据分子中碳原子数目: 己糖 醛糖 根据羰基上连接基团的不同: 酮糖 Organic chem
Organic Chem 分类： 单糖 （monosacchardes ) 低聚糖（Oligosaccharides ) 水解为2－10个单糖 多聚糖（Polysaccharides） 水解 > 10 个单糖 单糖：根据分子中碳原子数目： 戊糖 己糖 根据羰基上连接基团的不同： 醛糖 酮糖
如: CHO CH,OH CHO CHOH C=O CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH CH2OH CHOH 戊醛糖已醛糖 己酮糖 阿拉伯糖)(葡萄糖)(果糖) 将羟基写在上端,从靠近羰基的一端开始编号 Organic chem
Organic Chem 如： CHO CHOH CHOH CHOH CH2OH CHO CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH CH2OH C CHOH CHOH CHOH CH2OH O 戊醛糖 己醛糖 己酮糖 （阿拉伯糖） （葡萄糖） （果糖） 将羟基写在上端，从靠近羰基的一端开始编号
§一、单糖的结构、构型和构象 若分子种有n个手性碳原子,每个手性碳可有两种立 体构型,故有2种立体异构体 1、构型的表示方法: 葡萄糖为例: CHO CHO CHO H-OH OH Ho→H HO OH OH OH OH CHOH CH2OH 使用最多的式 Fisher投影式: Organic chem
Organic Chem §一、单糖的结构、构型和构象 若分子种有n 个手性碳原子，每个手性碳可有两种立 体构型，故有2 n种立体异构体。 1、构型的表示方法： 葡萄糖为例： H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH CHO OH HO OH OH CH2OH CHO 使用最多的式Fisher投影式：
2、相对构型: CHO CHO OH HO-H HO-H CHO CHO H OH H-OH HO--H H-OH H OH H OH CH2OH CH,OH CH2OH CHOH L-(-)甘油醛D-(+)甘油醛D-(+)葡萄糖L-(-)果糖 ?最大的一个手性碳原子的构型与D-(+)甘油醛相同 D构型! Organic chem
Organic Chem 2、相对构型： CHO CH2OH HO H CHO CH2OH H OH L－(－)甘油醛 D－(+)甘油醛 H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH CHO O HO H H OH H OH CH2OH D－(+)葡萄糖 L－(－)果糖 ？最大的一个手性碳原子的构型与D－(+)甘油醛相同 ——D构型！
单糖的环状结构: 试验事实:葡萄糖(醛糖) ①+HCN→醛所特 ②银镜反应 有的反应 ①不能生成 NaHCo3加成物品红试验不变色 IR无vC=0吸收;NR无0=C-H信号 ②发生变旋现象 从50℃以下水中结晶, 从>98℃的水中结晶, 得到普通葡萄糖, 得到的葡萄糖 m.p146℃ m.p150℃ [a]+1120→+52.70<[α]+18.7° o ③_CH+2RoH—xcoR 但葡萄糖只能与一分子 OR的醇作用生成两种苷 inic Chem
Organic Chem 二、单糖的环状结构： 试验事实：葡萄糖（醛糖） ①＋ HCN → ②银镜反应 醛所特 有的反应 ①不能生成NaHCO3加成物品红试验不变色 IR无 νC＝O 吸收；NMR 无 O＝C－H 信号 ②发生变旋现象 从50℃以下水中结晶， 从>98℃的水中结晶， 得到普通葡萄糖， 得到的葡萄糖 m.p 146 ℃ m.p 150 ℃ [α]+112 o → +52.7o [α]+18.7o ③ O C H C H OR OR + 2ROH 但葡萄糖只能与一分子 的醇作用生成两种苷
CH,OH CHO CH,OH OH o、。oH OH -HoH OH OH OH H OH OH OH H-OH OH a-D-葡萄糖36.4% CH,OH β-D-葡萄糖63.4% 0.01% CH,OH CH,OH CHOH CHbOH o、OcH 3 OH OH OH OCH3 OH OH OH 苷 β苷 Organic Chem
Organic Chem O OH OCH3 OH OH CH2OH O OH OH OH OH CH2OH H CH3OH α-苷 α-D- 葡萄糖 36.4％ H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH < 0.01 % O OH OH OH OH CH2OH β-D- 葡萄糖 63.4％ H CH3OH O OH OCH3 OH OH CH2OH β-苷
生成环状的半缩醛,增加一个手性碳原子,有两种构型 98℃下结晶的为阝一构型【a】+187 通过开链式存在一个互变平衡,a-构型和β一构型不 样,但达到平衡时→5270 如何用透视式表示出将碳链结构变成环状结构的过程: ①先将碳链放成水平; ②将碳链水平位置弯成六元环; ③沿C4-C轴旋转到水平位置,才能与C1成环。 Organic chem
Organic Chem 生成环状的半缩醛，增加一个手性碳原子，有两种构型 98℃ 下结晶的为β－构型【α 】+18.7 通过开链式存在一个互变平衡，α－构型和β－构型不 一样，但达到平衡时→ 52.7 O 如何用透视式表示出将碳链结构变成环状结构的过程： ①先将碳链放成水平； ②将碳链水平位置弯成六元环； ③ 沿C4－C5轴旋转到水平位置，才能与C1成环
CHO OH CH2OH HoHH CH2OH OH H CHO CHO OH OH OH OH OH OH CH,OH CH2OH CH2OH O OH OH OH D—构型的CH2OH向上oH OHOH H OH OH a-构型 β-构型 Organic chem
Organic Chem H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH CHO CH2OH OH OH OH CHO OH OH OH OH CH2OH O OH OH OH CH2OH OH + O OH OH OH CH2OH OH α－构型 β－构型 D－构型的CH2OH向上