第十三章碳水化合物 13.1指出下列化合物中,哪个能还原斐林溶液,哪个不能,为什么? OMe CH,OH CHOH 中ap=0e CHOH CHOH CHOH 答:(2)能还原斐林溶液,因为在碱的作用下酮糖能够转变成醛糖:(1)(3)(4)不 能还原成斐林溶液,因为(1)是糖苷,(3)是内酯,(4)是多元醇 132果糖是酮糖,为什么也可以象醛糖一样和 Fehling试剂, Tollens试剂反应? 答:因为果糖在碱性溶液中可部分转变成甘露糖和葡萄糖,反应结果产生醛基,即由于 在碱的作用下酮糖转变为醛糖的结果。因此,像葡萄糖一样,酮糖也可以还原试剂 试剂 13.3写出下列糖的构型式: (1)a-呋喃果糖(哈沃斯式) (2)D-(+)-葡萄糖的C-2差向异构体 (3)β-D-甲基吡喃甘露苷(稳定构象式) 解: HOHC CH,OH QH OMe HOH 133写出下列各化合物的旋光异构体的投影式(开链式): )丁醛酸(2)戊醛酸(3)丁酮酸 答:(1)丁醛酸旋光异构体的数目n=22=4个 CHO CHO CHO CHO CH OH CH OH CH OH CH OH (2)戊醛酮旋光异构体的数目n=2=8个
第十三章 碳水化合物 13.1 指出下列化合物中，哪个能还原斐林溶液，哪个不能，为什么？ CH OMe (CHOC)3 CH2 OH CH O C CH2 OH CH2 OH O C O CH CH2 OH (CHOH)3 O CH2 OH CH2 OH (CHOH)3 (1) (2) (3) (4) 答：（2）能还原斐林溶液，因为在碱的作用下酮糖能够转变成醛糖；（1）（3）（4）不 能还原成斐林溶液，因为（1）是糖苷，（3）是内酯，（4）是多元醇 。 13.2 果糖是酮糖，为什么也可以象醛糖一样和 Fehling 试剂，Tollens 试剂反应？ 答：因为果糖在碱性溶液中可部分转变成甘露糖和葡萄糖，反应结果产生醛基，即由于 在碱的作用下酮糖转变为醛糖的结果 。因此，像葡萄糖一样，酮糖也可以还原 试剂， 试剂。 13.3 写出下列糖的构型式： （1） α-呋喃果糖（哈沃斯式） （2） D-（+）-葡萄糖的 C-2 差向异构体 （3） β-D-甲基吡喃甘露苷（稳定构象式） 解： HOH2C H OH HO O H H OH OH HO HO CH2OH CHO CH2 OH OMe CH2 OH (1) (2) O (3) 13.3写出下列各化合物的旋光异构体的投影式（开链式）： （1）丁醛酸 （2）戊醛酸 （3）丁酮酸 答：（1）丁醛酸 旋光异构体的数目 n＝22 ＝4 个 CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH (2) 戊醛酮 旋光异构体的数目 n=23 =8 个
CHO CHO CHO CH,OH CH, OH CH2OH CHOH CHO CHO CHO CHO CHOH CHOH CH2 O CH2OH (3)丁酮酸旋光异构体的数目n=2个 CHOH CH OH H—C-OHHO—c—H CH OH CHOH 134下列两异构体分别与过量苯肼作用,结果有何不同? CHO CHO CHOH HOH (2)CH2 CHOH CHOH CHOH CHOH
CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH (3)丁酮酸 旋光异构体的数目 n=2 个 C C CH2OH CH2OH H OH O C C CH2OH CH2OH HO H O 13.4下列两异构体分别与过量苯肼作用，结果有何不同？ CHO CH2 CHOH CHOH CH2OH CHO CHOH CH2 CHOH CH2OH (1) (2) 答：
CHO CH- Hc CH H2 CBHSNHNH2 CHOH HOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHO CHOH H-NNHC (2)CH2 CBHSNHNH C-NNHC Hs CHOH CHOH CHOH CHOH CH OH 136用简单化学方法鉴别下列各组化合物。 (1)葡萄糖和蔗糖(2)纤维素和淀粉(3)麦芽糖和淀粉 答:(1)葡萄糖能还原托伦试剂,蔗糖不能。 (2)淀粉与碘作用呈蓝色,纤维素不能 (3)淀粉与碘作用呈蓝色,麦芽糖不能。 13.7写出核糖与下列试剂的反应式 (1)甲醇(2)苯阱(3)溴水(4)稀硝酸 解:HOH2 HOH. C 干燥CH OH OH CH=NNHC6H5 H H CHNHNH NNHCSH5 过量 HOH CHOH
CHO CH2 CHOH CHOH CH2OH C6H5NHNH2 CH CH2 CHOH CHOH CH2OH NNHC6H5 NNHC6H5 CHO CHOH CH2 CHOH CH2OH C6H5NHNH2 CH CHOH CHOH CH2OH NNHC6H5 C (1) (2) 13.6 用简单化学方法鉴别下列各组化合物。 （1）葡萄糖和蔗糖 （2）纤维素和淀粉 （3）麦芽糖和淀粉 答：（1）葡萄糖能还原托伦试剂，蔗糖不能。 （2）淀粉与碘作用呈蓝色，纤维素不能。 （3）淀粉与碘作用呈蓝色，麦芽糖不能。 13.7 写出核糖与下列试剂的反应式。 （1） 甲醇（2）苯阱（3）溴水（4）稀硝酸 HOH2C CH NNHC6H5 O OH OH OH OH OH OH OH H H H H H H H H O CH3OH ClH OMe HOH2C H H H H CH CH2 OH 2 OH OH OH OH CHO C NNHC6H5 C6 H5 NHNH2 (1) 干燥 过量 解：
CHO COOH HHH CH OH CHOH OOH H OH稀HNO3 HHH H OH 138下列哪些糖是还原糖?哪些是非还原糖? (1)甲基一β一D葡萄糖苷(2)淀粉(3)果糖(4)蔗糖(5)纤维素 答:(1),(2),(4)和(5)不能还原 Fehling试剂和 Tollens试剂,所以它们是非还原 糖。果糖可以还原 Fehling试剂和 Tollens试剂,所以它是还原糖 139什么是变旋光现象?那类物质有变旋光现象? 答:从略 3.10为什么蔗糖是一个葡萄糖苷,同时又是一个果糖苷? 答:由于蔗糖是葡萄糖氧环式苷羟基和果糖氧环式苷羟基脱去1分子水生成的,所以它可以 认为是葡萄糖苷,也可以认为是果糖苷 13.11回答下列问题: (1)葡萄糖和果糖在结构上的主要差别 (2)葡萄糖和果糖在化学性质上的异同点 (3)蔗糖和麦芽糖的分子式都是C12H22Ol1,为什么蔗糖没有还原性,而麦芽糖则有还原 性? (4)葡萄糖是还原糖,但由葡萄糖单位构成的淀粉却没有还原性 答:(1)、(2)、(4)答案从略。 (2)从结构上看,蔗糖是由一分子α一D一吡喃葡萄糖C上的苷羟基和1分子β-D 呋喃果糖C2上的苷羟基脱水缩合而成。在蔗糖分子中不存在苷羟基,因此在水 溶液中不可能再转变为开链式,所以没有还原性。从结构上看,麦芽糖是由1分子 α一D一葡萄糖CI上的苷羟基与另1分子D一葡萄糖C4上的醇羟基脱水缩合而成。 在麦芽糖分子中还存在苷羟基,在水溶液中可转变成开链式,因而具有还原性。 13.12D-(+)一葡萄糖有α一和β一两种异构体,它们的熔点和比旋光度不同,分别为: a-D-(+)-葡萄糖mp14℃[a1=+120 β一D-(+)一葡萄糖mpl50℃c=+19o 然而将a一和B一葡萄糖溶于水放置一段时间后,其比旋光度最后都会变成[a=+ 52.5o。(1)试解释原因 (2)计算在达到平衡后,a一和β一异构体各占的摩尔分数 答:(1)答案参见本书第2.12.3解题示例例2.12.1
CH2 OH CH2 OH CH2 OH CHO H H H H H H OH OH OH OH OH OH OH OH COOH COOH COOH Br2 HNO3 OH2 H H H H H H OH OH OH OH CHO (3) (4) 稀 13.8 下列哪些糖是还原糖？哪些是非还原糖？ （１）甲基－β－Ｄ葡萄糖苷 （２）淀粉 （３）果糖（４）蔗糖（５）纤维素 答：（１）,（２），（４）和（５）不能还原 Fehling 试剂和 Tollens 试剂，所以它们是非还原 糖。果糖可以还原 Fehling 试剂和 Tollens 试剂，所以它是还原糖。 13.9 什么是变旋光现象？那类物质有变旋光现象？ 答：从略。 13.10 为什么蔗糖是一个葡萄糖苷，同时又是一个果糖苷？ 答：由于蔗糖是葡萄糖氧环式苷羟基和果糖氧环式苷羟基脱去 1 分子水生成的，所以它可以 认为是葡萄糖苷，也可以认为是果糖苷。 13.11 回答下列问题： （1）葡萄糖和果糖在结构上的主要差别； （2）葡萄糖和果糖在化学性质上的异同点； （3）蔗糖和麦芽糖的分子式都是 C12H22O11，为什么蔗糖没有还原性，而麦芽糖则有还原 性？ （4）葡萄糖是还原糖，但由葡萄糖单位构成的淀粉却没有还原性。 答：（1）、（2）、（4）答案从略。 （2） 从结构上看，蔗糖是由一分子 α－D－吡喃葡萄糖 C1 上的苷羟基和 1 分子 β－D －呋喃果糖 C2 上的苷羟基脱水缩合而成。在蔗糖分子中不存在苷羟基，因此在水 溶液中不可能再转变为开链式，所以没有还原性。从结构上看，麦芽糖是由 1 分子 α－D－葡萄糖 C1 上的苷羟基与另 1 分子 D－葡萄糖 C4 上的醇羟基脱水缩合而成。 在麦芽糖分子中还存在苷羟基，在水溶液中可转变成开链式，因而具有还原性。 13.12 D－（＋）－葡萄糖有 α－和 β－两种异构体，它们的熔点和比旋光度不同，分别为： α－D－（＋）－葡萄糖 m.p 146℃ [ ] 20 α D =+112o β－D－（＋）－葡萄糖 m.p 150℃ [ ] 20 α D =+19o 然而将 α－和 β－葡萄糖溶于水放置一段时间后，其比旋光度最后都会变成[ ] 20 α D ＝＋ 52.5o。（1）试解释原因。 （2） 计算在达到平衡后，α－和 β－异构体各占的摩尔分数。 答：（1）答案参见本书第 2.12.3 解题示例例 2.12.1
(2)当a一和β一异构体溶于水放置后都会达到[a=+5250的平衡混合物 HOH2C HoHH OH、 OH β-D-(+)-葡萄糖 α-D-(+)-葡萄糖 设a一异构体的摩尔百数为x,则β一异构体为1-x,则有 112x+19(1-x)=52.5x=0.36 1-x=0.64 即在平衡混合物中a一异构体占36%,β一异构体占64%
（2） 当 α－和 β－异构体溶于水放置后都会达到[ ] 20 α D ＝＋52.5o的平衡混合物： O HOH2C HO HO OH OH CHO CH2OH OH H H HO OH OH H H O HOH2C HO HO OH OH α -D-(+)-葡 萄糖 β －D-(+)-葡 萄糖 设 α－异构体的摩尔百数为 x，则 β－异构体为 1－x，则有 112x+19(1-x)=52.5 x=0.36 1-x=0.64 即在平衡混合物中 α－异构体占 36％，β－异构体占 64％