第十七章碳水化合物 、基本概念 1、碳水化合物基本含义: 组成符合Cn(H2O)m通式 2、单糖、二糖、低聚糖、多糖; 还原糖、非还原糖 3、变旋现象(单糖的 Haworth结构中讲) 4、差向异构(单糖的立体构型中讲)
第十七章 碳水化合物 一、基本概念 1、碳水化合物基本含义： 组成符合 Cn(H2O)m 通式 2、单糖、二糖、低聚糖、多糖； 还原糖、非还原糖 3、变旋现象（单糖的 Haworth 结构中讲） 4、差向异构（单糖的立体构型中讲）
单糖的结构 单糖从分子结构上讲都是多羟基醛或 多羟基酮,据此常把单糖分为醛糖和酮 糖,其典型代表是葡萄糖(醛糖)和果糖 (酮糖)。 葡萄糖的构造式:CH2 CH CH CHCH CHO OH OHOHOHOH 果糖的构造式:CH2 CHCH CHC CH2 OH OHOH OHO OH
二、单糖的结构 单糖从分子结构上讲都是多羟基醛或 多羟基酮，据此常把单糖分为醛糖和酮 糖，其典型代表是葡萄糖（醛糖）和果糖 （酮糖）。 葡萄糖的构造式： 果糖的构造式： CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH OH OHOH OHO OH CH2 CH CH CH C CH2
从单糖的构造式可以看出单糖分子中 常常含有多个手性碳原子,它们应有多种 立体异构体,所以确定各种单糖的分子构 型是很复杂的工作。单糖的分子构型常用 Fischer投影式表示
从单糖的构造式可以看出单糖分子中 常常含有多个手性碳原子，它们应有多种 立体异构体，所以确定各种单糖的分子构 型是很复杂的工作。单糖的分子构型常用 Fischer 投影式表示
天然葡萄糖的分子在相对构型中记作 D-构型,又因为其旋光性是右旋的,故常 表示为D-(+)-葡萄糖,其分子实际构 型为: CHO OH HHH H OH OH CH2OH CHO 可简单表示为: 或
天然葡萄糖的分子在相对构型中记作 D- 构型， 又因为其旋光性是右旋的，故常 表示为 D-（+）-葡萄糖，其分子实际构 型为： OH OH OH CHO H H H H CH2OH HO CHO 可简单表示为： ( 或 )
果糖分子在相对构型中也属于D 构型,左旋的,常表示为D-(-)-果 糖,其分子实际构型为:0n C=0 HO H OH OH CH2OH C=0 可简单表示为:
果糖分子在相对构型中也属于 D 构型，左旋的，常表示为 D-（-）-果 糖，其分子实际构型为： CH2OH C O HO OH CH2OH H OH 可简单表示为： C O
在研究单糖的分子构型时发现常有这种现象,两 种单糖互为立体异构体,分子中含有相同数目的手性碳 原子,且除一个相应的手性碳原子构型相区,其余手 性碳原子的构型都相同。 如D-(+)-葡萄糖,分子构型为 OH HO H H OH CHO H OH HO H HO H CH2OH D(+)-甘露糖分子构型为H十OH H OH CH2OH 象这样的两种立体异构体称差向异构
在研究单糖的分子构型时发现常有这种现象，两 种单糖互为立体异构体，分子中含有相同数目的手性碳 原子，且除一个相应的手性碳原子构型相反外，其余手 性碳原子的构型都相同。 如 D-（+）-葡萄糖，分子构型为 OH OH OH CHO H H H H CH2OH HO D-（+）-甘露糖分子构型为HO HO CH2OH H H H H CHO OH OH 象这样的两种立体异构体称差向异构
单糖的环状结构 葡萄糖、果糖等单糖在水溶液中主要以 环状结构存在。如葡萄糖在水溶液中存在以 下平衡: CHO CHOH H OH CHOH O H HO H OH H H OH H Oh OH HO OH H- OH HO H OH H OH ∽37 CH2OH C63% x-D-葡萄糖 C0.1% β-D葡萄糖
三、单糖的环状结构 葡萄糖、果糖等单糖在水溶液中主要以 环状结构存在。如葡萄糖在水溶液中存在以 下平衡： OH OH OH CHO H H H H CH2OH HO -D-葡萄糖 ∽37% ∽0.1% ∽63% -D-葡萄糖 O OH H H H HO OH H OH H CH2 OH O H H H H HO OH H OH OH CH2 OH
在单糖中把六元环状结构称吡喃 式,五元环状结构称为呋喃式, 所以: CHoOH H O OH 也称KoH"HXβ-D-吡喃葡萄糖, HO H H OH CH,OH H H 而称KHa-D-吡喃葡萄糖 HO OH OH
在单糖中把六元环状结构称吡 喃 式，五元环状结构称为呋喃式， 所以：也称 -D-吡喃葡萄糖， 而称 -D-吡喃葡萄糖 O H H H H HO OH H OH OH CH2 OH O OH H H H HO OH H OH H CH2 OH
由于α-D-葡萄糖的比旋光度为+1120, β-D-葡萄糖的比旋光度为+19°,在常温下用 水或乙醇结晶的葡萄糖的mp.为146°C,主 要是α-异构体,所以新配制的水溶液 ]0=+112°,而在高温下用CH3COOH或吡 啶结晶的葡萄糖的mp为150°C,主要是β 异构体,所以新配制的水溶液[0=+19, 以上两种葡萄糖溶液经放置达到平衡后其比 旋光度都是+52°,这种现象称做变旋现象。 变旋现象:具有旋光性的物质受到熔 剂或其他外界条件的影响,比旋光度 发生改变或消失,这种现象称变旋现 象
由 于-D-葡萄糖的比旋光度为+112， -D-葡萄糖的比旋光度为+19，在常温下用 水或乙醇结晶的葡萄糖的 m.p.为 146C， 主 要 是 - 异 构 体 ， 所 以 新 配 制 的 水 溶 液 =+112，而在高温下用 CH3COOH 或吡 啶结晶的葡萄糖的 m.p.为 150C，主要是- 异构体，所以新配制的水溶液 =+19， 以上两种葡萄糖溶液经放置达到平衡后其比 旋光度都是+52，这种现象称做变旋现象。 20 D 20 D 变旋现象：具有旋光性的物质受到熔 剂或其他外界条件的影响，比旋光度 发生改变或消失，这种现象称变旋现 象
为什么βD葡萄糖比α-D-葡萄糖稳定。 OH OH HO HO HO OH OH OH H OH β-D-葡萄糖构象 α-D-葡萄糖构象 从两种异构体的构象可以看出在βD葡 萄糖构象中所有大基团都处于e键,所以这 是D-(+)-葡萄糖的最稳定构象
为什么-D-葡萄糖比-D-葡萄糖稳定。 O H OH H H H H HO OH HO OH O OH OH H H H H HO H HO OH -D-葡萄糖构象 -D-葡萄糖构象 从两种异构体的构象可以看出在-D-葡 萄糖构象中所有大基团都处于 e 键，所以这 是 D-（+）-葡萄糖的最稳定构象