有机化学 Organic Chemistry 教材:徐寿昌主编高等教育出版社 第十八章碳水化合物
第十八章 碳水化合物 教材:徐寿昌主编 高等教育出版社 有机化学 Organic Chemistry
第十八章碳水化合物 结构上为多羟基醛、酮或其聚合物 概论 2.单糖的结构 3.单糖的反应 二糖 5.多糖
第十八章 碳水化合物 结构上为多羟基醛、酮或其聚合物 1. 概论 2. 单糖的结构 3. 单糖的反应 4. 二糖 5. 多糖
、分类: c单糖:不能再水解的多羟基醛或多羟基酮及其 衍生物。能溶解于水,大多数有甜味。 如葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、核糖等。 低聚糖(寡糖):水解时生成2~10分子单糖的 化合物。如麦芽糖(水解时生成两分子 葡萄糖)、蔗糖(水解时生成一分子葡 萄糖和一分子果糖)、纤维二糖和乳糖 等 多糖:水解时生成的单糖分子在10以上的糖叫 多糖。没有甜味、难溶解于水。如淀粉、 纤维素等。 另:还可分为还原糖和非还原糖
一、分类： •单糖：不能再水解的多羟基醛或多羟基酮及其 衍生物。能溶解于水，大多数有甜味。 如葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、核糖等。 •低聚糖（寡糖）：水解时生成2~10分子单糖的 化合物。如麦芽糖（水解时生成两分子 葡萄糖）、蔗糖（水解时生成一分子葡 萄糖和一分子果糖）、纤维二糖和乳糖 等。 •多糖：水解时生成的单糖分子在10以上的糖叫 多糖。没有甜味、难溶解于水。如淀粉、 纤维素等。 另：还可分为还原糖和非还原糖
18-1碳水化合物的概念 碳水化合物又称为糖类。它们是一类重要的天然 有机化合物碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素. 例如,纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖、肝糖等等 从化学结构上来看,碳水化合物是多羟基醛或 多羟基酮,或者是通过水解能生成多羟基醛(或酮) 的化合物 可以用通式C(H2O)来表示 例如:葡萄糖C6H12O可以写成C6H2O)6 蔗糖C12H2O1可以写成C12(H2O)1 有些不符合上述通式(例如鼠李糖C6H12O
18-1 碳水化合物的概念 有些不符合上述通式（例如鼠李糖C6H12O5 ) 碳水化合物又称为糖类。它们是一类重要的天然 有机化合物,碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素. 从化学结构上来看，碳水化合物是多羟基醛或 多羟基酮，或者是通过水解能生成多羟基醛（或酮） 的化合物。 例如，纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖、肝糖等等 可以用通式Cx (H2O)y来表示 例如:葡萄糖C6H12O6可以写成 C6 (H2O)6 蔗糖C12H22O11可以写成 C12(H2O)11
自然界中存在的碳水化合物都具有旋光性,并且 对对映体中只有一个异构体天然存在。 如:在自然界中只有右旋的葡萄糖存在, 左旋的葡萄糖是没有的。 碳水化合物的分类: 碳水化合物根据结构和性质,可以分为单糖、低 聚糖和多糖三类
自然界中存在的碳水化合物都具有旋光性，并且 一对对映体中只有一个异构体天然存在。 如：在自然界中只有右旋的葡萄糖存在, 左旋的葡萄糖是没有的。 碳水化合物的分类： 碳水化合物根据结构和性质，可以分为单糖、低 聚糖和多糖三类
8-2单糖的结构 葡萄糖—存在于葡萄汁和其他果汁中,以及植物的 根、茎、页等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然 葡萄糖为右旋糖。 果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋 糖,是常见糖中最甜的糖。 核糖、2-脱氧核糖——是核酸的组成部分。 18-2-1单糖的开链结构 葡萄糖是开链的五羟基己醛 CH,-CH-CH-CH-CH- CHO OH OHOHOHOH 醛糖
葡萄糖——存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的 根、茎、页等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然 葡萄糖为右旋糖。 果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋 糖，是常见糖中最甜的糖。 核糖、2-脱氧核糖——是核酸的组成部分。 醛糖 18-2 单糖的结构 18-2-1 单糖的开链结构 葡萄糖是开链的五羟基己醛
结构的确定: (1)分子式为CH12O6;用钠汞齐还原生成己六醇; 用H进一步还原可得正己烷; (2)葡萄糖可与羟胺、苯肼等羰基试剂作用,证明有 羰基;可用溴水氧化为糖酸(证明为醛基) (3)葡萄糖与乙酸酐作用,可以生成五乙酰基衍生物 说明含有五个羟基,由于两个羟基若连在同一碳原子 上的结构不稳定,所以这五个羟基分别连在五个碳原 子上
（1）分子式为C6H12O6；用钠汞齐还原生成己六醇； 用HI进一步还原可得正己烷； （2）葡萄糖可与羟胺、苯肼等羰基试剂作用，证明有 羰基；可用溴水氧化为糖酸（证明为醛基） （3）葡萄糖与乙酸酐作用，可以生成五乙酰基衍生物 说明含有五个羟基，由于两个羟基若连在同一碳原子 上的结构不稳定，所以这五个羟基分别连在五个碳原 子上。 结构的确定：
果糖是开链的五羟基-2-已酮 CH2 cH-cH--CH℃CH2酮糖 OH OH OHOH O OH CHO CH,OH ICHO CHOH CO 2CHOH CHOH CHOH 3CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH 丁醛糖 戊酮糖 己醛糖
酮糖
H O HO- H (O H OH b HO OH HiC-OH CEO a OHD甘露糖 HO HO一 OH OH CH,OH OH OH CH,OH CH,OH CH,OH HO D-果糖 D葡萄糖 烯醇中间体 OH 差向异构化: OH CH,OH 在一个含多个手性中心的分子中,只有一个手性中心构型发 生转化的现象
CH2OH OH HO OH OH CH2OH C C H OH OH HO OH OH C H O CH2OH C H O HO OH OH CH2OH C O CH2OH HO OH OH H a a b b c c HO D-葡萄糖 烯醇中间体 D-甘露糖 D-果糖 差向异构化： 在一个含多个手性中心的分子中，只有一个手性中心构型发 生转化的现象
二.单糖的结构 最简单的单糖是2,3-二羟基丙醛俗名甘油醛含有一个手性碳原子 1.开链结构( Fischer投影式) CHO CHO H→OH HO--H CH,OH CH,OH D-(+)-甘油醛 L-()-甘油醛 D型:结构式中,位号最大的手性碳原子的构型与D(+) 甘油醛中C2构型一致。 L型:结构式中,位号最大的手性碳原子的构型与L()-甘 油醛中C-2构型一致
二. 单糖的结构 最简单的单糖是2，3-二羟基丙醛俗名甘油醛含有一个手性碳原子 1. 开链结构 （ Fischer投影式） H OH CHO CH2OH HO H CHO CH2OH D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛 D型：结构式中,位号最大的手性碳原子的构型与D-(+)- 甘油醛中C-2构型一致。 L型：结构式中,位号最大的手性碳原子的构型与L-(-)-甘 油醛中C-2构型一致