第十九章碳水化合物-糖 (carbohydrate)(sugar (saccharides) IERSITY 搜工学 化学生物工程赛
第十九章 碳水化合物-----糖 (carbohydrate) (sugar) (saccharides) 化学生物工程系
在动植物体内大量存在 xCO2+yH2O阳光 叶绿素 (H2O)y +xO2 (chlorophyll) Cx(H2O)y+xO2 xCO2+yH2O+能量 通式Cm(H2On从结构上看碳水化合物是多羟基醛酮或其 缩聚物 1单糖:不能水解的多羟基醛酮eg葡萄糖( glucose),果糖 ( monosaccharides)( fructose)核糖( ribose)等。 2低聚糖:能水解成两三个或几个分子单糖的碳水化合物 ( oligosaccharides)例如:蔗糖( sucrose),麦芽糖( maltose)。 3多糖:水解成10个以上单糖分子的化合物 polysaccharides
◼ 在动植物体内大量存在: ◼ 通式Cm(H2O)n从结构上看碳水化合物是多羟基醛酮或其 缩聚物。 ◼ 1单糖: 不能水解的多羟基醛酮.eg.葡萄糖(glucose),果糖 (monosaccharides) (fructose),核糖(ribose)等。 ◼ 2低聚糖: 能水解成两三个或几个分子单糖的碳水化合物 (oligosaccharides) 例如：蔗糖(sucrose),麦芽糖(maltose)。 ◼ 3多糖： 水解成10个以上单糖分子的化合物 (polysaccharides) (chlorophyll)
NERSITY CH2 CH H C CH, CH3 H, C N CH 3 H CH H CO, CH3 CH H CH CH FIGURE 22 1 Chlorophyll a tThe structure of chlorophyll a was established largely through the work of H. Fischer(Munich), R. Willstatter(Munich), and J.B. Conant(Har- vard). a synthesis of chlorophyll a from simple organic compounds was achieved by R. B Woodward(Harvard)in 1960, who won the Nobel Prize in 1965 for his outstanding contr butions to synthetic organic chemistry. I
Classification of monosaccharides (1)According to the number of carbon atoms present in the molecule triose tetrose pentose hexose (2)According to whether they contain an aldehyde or keto group. aldose ketose ()These two classification are frequently combined for example: C5 aldopentose ketopentose
◼ Classification of Monosaccharides: (1)According to the number of carbon atoms present in the molecule. triose tetrose pentose hexose (2)According to whether they contain an aldehyde or keto group. aldose ketose (3)These two classification are frequently combined. for example : C5 aldopentose ketopentose
CH,OH CHOH CH C=0 cH C=O CHOH CHOH (CHOH), (CHOH), CHOH CHOH CHOH CH,OH CH,OH CHOH An aldose A ketose An aldotetrose A ketopentose RSI
ERSITY §19.1.单糖的结构 多羟基醛糖、酮糖 理工 单糖的构型 戊醛糖有23-8个对映体,己醛糖有24=16个对映体。以 (+)葡萄糖为例 ■1.开链式结构 CHO CHO CHO H OH OH HO HO OH H OH OH CH,OH HOOH CH2OH ■2.构型的标记:以D-(+)-甘油醛为标准,以编号最大的 个手性C原子的构型与D(+)-甘油醛相比较
§19．1．单糖的结构 ◼ 多羟基醛糖、 酮糖 ◼ 一.单糖的构型： ◼ 戊醛糖有2 3=8 个对映体，己醛糖有2 4=16 个对映体。以 (+)葡萄糖为例。 ◼ 1.开链式结构 ◼ 2.构型的标记：以D-(+)-甘油醛为标准，以编号最大的一 个手性C原子的构型与D-(+)-甘油醛相比较 CHO H OH HO H H OH OH CH2OH H CHO OH OH OH CH2OH HO CHO CH2OH
CH2OH CHO O CHO CH(OH)3 HO H OH OH CH,OH CH,OH H OH CHOH D-(+)-甘油醛 D-(+)葡萄糖 D-(-)-果糖 (glyceraldehyde) 自然界中存在的糖绝大多数是D型的,P375,表16.1 CHO CHO CH3 Cl Cl HO H OH CH2OH ■D-(-)赤藓糖D-(-)苏阿糖 Erythro th neo erythro threo
◼ D-(+)-甘油醛 D-(+)葡萄糖 D-(-)-果糖 ◼ 自然界中存在的糖绝大多数是D型的，P375,表16.1 ◼ D-(-)赤藓糖 D-(-)苏阿糖 ◼ Erythro threo erythro threo CHO CH2OH CHO CH2OH H CH3 Cl H HO CH3 OH CH3 Cl H H CH3 H OH CHO CH2OH H OH CH(OH)3 CH2OH CHO CH2OH H OH H OH HO H C O CH2OH (glyceraldehyde)
ERSITY 二.单糖的环状结构: )变旋现象( mutarotation) 理工 a-D-(+):mp.146℃.[ab20=+113 D(+)-葡萄糖-」(98C时结晶) When an aqueous solution of either form is allowed to stand its rotation changes- 52. 70 ◆这种新配制的溶剂,比旋光度随时间而变化最终达到一个恒 定值的现象 变旋现象 (2)环状结构 ◆D-(+)-葡萄糖在酸催化下与甲醇反应.只能导入一个甲基.说 明它原为一个半缩醛( hemiacetal),得到a-甲基D-(+)葡萄糖苷 和β-甲基D-(-)葡萄糖苷
二. 单糖的环状结构： (1) 变旋现象(mutarotation) α-D-(+): mp. 146℃. [α]D 20=+1130 D-(+)-葡萄糖- （980C时结晶) When an aqueous solution of either form is allowed to stand， its rotation changes——52.7 0 ⧫ 这种新配制的溶剂,比旋光度随时间而变化.最终达到一个恒 定值的现象-------------变旋现象 (2) 环状结构 ⧫ D-(+)-葡萄糖在酸催化下与甲醇反应.只能导入一个甲基.说 明它原为一个半缩醛(hemiacetal),得到α-甲基D-(+)葡萄糖苷 和β-甲基D-(-)葡萄糖苷
CHO CHOH CH,OH OH O OCH OH OH OH OH OCH3 OH OH OH CH,OH α-甲基-D-(+)-葡萄糖苷 开链式 β-甲基D-(+)葡萄糖苷 [a]J20=+1130 (很少) [a]D20=+17 No observable UV or IR absorption band for a carbonyl group 将开链式写成环状式( Haworth formula)的过程 RSI
α-甲基-D-(+)-葡萄糖苷 开链式 β-甲基D-(+)-葡萄糖苷 ◼ [α]D 20=+1130 [α]D 20=+17.50 （No observable UV or IR absorption band for a carbonyl group） ◼ 将开链式写成环状式(Haworth formula)的过程: (很少) OH H OCH3 OH OH CH2OH O CH2OH OH OH HO OH CHO OH OCH3 H OH OH CH2OH O 1 3 2 4 5 6
CHO H OH HO H HH OHH CH2OH OH HOCH? CHO OH CHO H OH OH OHH OH OH CHOH H,OH CH,OH CH,OH O、OH OH CHO— OH OH OH OH OH OH OH OH 不需指明α、β时 D β-D CH2OH Haworth式二者互为异构体 OH HOH OH OH
α-D β-D Haworth 式二者互为异构体 HOH OH OH OH CH2OH O 不需指明α 、β时 CH2OH H OH H OH HO H H OH CHO CHO OH OH H H H OH OH H HOCH2 CHO OH OH OH OH CH2OH 1 3 2 4 5 6 CHO OH OH OH CH2OH OH 1 3 2 4 5 6 OH OH OH OH CH2OH O + OH OH OH OH CH2OH O