第十七章糖类化合物 主要内容 第一节单糖 第二节寡糖和多糖 第三节扩展性知识 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 1 第十七章 糖类化合物 主要内容 第一节 单糖 第二节 寡糖和多糖 第三节 扩展性知识
糖的定义和分类 糖类是一类多羟基醛(或酮),或通过水解能产生这 些醛酮的物质 糖分为三类:单糖、寡糖和多糖 单糖—不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。 低聚糖(寡糖)—含2~10个单糖结构的缩合物。以二糖最为多 见,如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。 多糖—含10个以上单糖结构的缩合物。如淀粉、纤维素等。 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 2 糖的定义和分类 糖类是一类多羟基醛（或酮），或通过水解能产生这 些醛酮的物质。 糖分为三类：单糖、寡糖和多糖。 单糖 —— 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。 低聚糖（寡糖）——含2~10个单糖结构的缩合物。以二糖最为多 见，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。 多糖 ——含10个以上单糖结构的缩合物。如淀粉、纤维素等
第一节单糖 单糖可根据分子中所含碳原子的数目分为戊糖、己糖等 自然界中存在最广泛的单糖是葡萄糖(多羟基醛)、果糖(多羟 基酮)和核糖。 开链结构及构型 1.单糖的构造式 葡萄糖、果糖等的结构已在上个世纪由被誉为“糖化学之父” 的费歇尔( Fischer)及哈沃斯( Haworth)等化学家的不懈 努力而确定。 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 3 单糖可根据分子中所含碳原子的数目分为戊糖、己糖等。 自然界中存在最广泛的单糖是葡萄糖（多羟基醛）、果糖（多羟 基酮）和核糖。 1. 单糖的构造式 葡萄糖、果糖等的结构已在上个世纪由被誉为“糖化学之父” 的费歇尔（Fischer）及哈沃斯（Haworth）等化学家的不懈 努力而确定。 第一节 单糖 一、开链结构及构型
2.单糖的构型 葡萄糖有四个手性碳原子,因此,它有24=16个对映异构体。 所以,只测定糖的构造式是不够的,还必须确定它的构型。 (1)相对构型的确定 糖的相对构型D和L系列)是以D(+)甘油醛和L-(-)甘油醛作为 标准,将其进行与糖类化合物有关联的一系列反应联系,得到 相应的糖类。 19世纪末,20世纪初,费歇尔(E° Fischer)首先对糖进行了 系统的研究,确定了葡萄糖的结构。葡萄糖的构型如下: 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 4 2. 单糖的构型 葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有2 4=16个对映异构体。 所以，只测定糖的构造式是不够的，还必须确定它的构型。 (1) 相对构型的确定 糖的相对构型(D和L系列)是以D-(+)甘油醛和L-(-)甘油醛作为 标准，将其进行与糖类化合物有关联的一系列反应联系，得到 相应的糖类。 19世纪末，20世纪初，费歇尔（E•Fischer）首先对糖进行了 系统的研究，确定了葡萄糖的结构。葡萄糖的构型如下：
凡离羰基最远的C构型与D甘油醛相同者为D型,反之为L型 CHO CHO OH HO HO CHO H-t-oH HO HoHH H HOHH H CHOH OH HO D型 CH2OH○ L型 OH HO CH2OH CH2OH D-(+)葡萄糖 L-()葡萄糖 十六个己醛糖中十二个是费歇尔一个人取得的(于1890年完成 合成)。所以费歇尔被誉为“糖化学之父”。也因而获得了 1902年的诺贝尔化学奖。(38岁出成果,50岁获诺贝尔化学奖) 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 5 H CHO OH HO H H OH H OH CH2 OH HO CHO H H OH HO H HO H CH2 OH D-(+) 葡萄糖 L ( ) 葡萄糖 凡离羰基最远的C*构型与D-甘油醛相同者为D型，反之为L型。 十六个己醛糖中十二个是费歇尔一个人取得的（于1890年完成 合成）。所以费歇尔被誉为“糖化学之父” 。也因而获得了 1902年的诺贝尔化学奖。（38岁出成果，50岁获诺贝尔化学奖）
(2)构型的标记和表示方法 (a)构型的标记 糖类的构型习惯用D/L名称进行标记。即编号最大的手性碳 原子上OH在右边的为D型,OH在左边的为L型。 CHO CHO CHO OH HO-H H-OH HoHH 10-H HO H OH CH2OH OH HO-H OH HO D+)甘油醛 CH,OH CH2OH -(+)葡萄糖 -(-)葡萄糖 (b)构型的表示方法 糖的构型一般用费歇尔式表示,但为了书写方便,也可以写 成省写式。其常见的几种表示方法为:
第十七章糖类化合物 6 （a）构型的标记 糖类的构型习惯用D / L名称进行标记。即编号最大的手性碳 原子上OH在右边的为D型，OH在左边的为L型。 （b）构型的表示方法 糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写方便，也可以写 成省写式。其常见的几种表示方法为： （2）构型的标记和表示方法 H CHO OH HO H H OH H OH CH2 OH HO CHO H H OH HO H HO H CH2 OH D-(+) 葡萄糖 L ( ) 葡萄糖 CHO CH2 OH H OH D-(+)甘油醛
CHO CHO CHO △ H-OH OH HO+H≡HO H-OH OH H-OH OH CH2OH CH,OH CH2OH 另一种表示方法是用楔型线表示指向纸平面的键,虚线表示 指向纸平面后面的键。如D-(+)葡萄糖可表示为: CHO H--C-OH H 6 HODC-H HSC-CH2OH OH HD-C-OH OH CHO HL-C-OH OH Cv CH2OH H OH 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 7 OH CH2OH OH HO OH CHO CH2OH CHO OH CH2OH H H OH HO H H OH CHO 另一种表示方法是用楔型线表示指向纸平面的键，虚线表示 指向纸平面后面的键。如D-(+)葡萄糖可表示为： C C C C OH H OH OH H HO H H CH2OH CHO C C CH2OH H H OH C C OH CH H H OH O OH 1 3 2 4 5 6
要求掌握构型的单糖: CHO CH2Oh CHO CHO CHO H-C-OH C=0 HO-C-H H-C-OH H-C-OH HO-C-H Ho -C-H HO-C—H HO-C-H H-C-OH H—C-OH H—C-OH H-—C-OH HO-C-H H-C-OH H-C-OH H-C-OH H-C-OH H-C-OH CH2OH CH?OH CH?OH CH2OH CH2OH D-葡萄糖 D-果糖 D-甘露糖 D半乳糖 D-核糖 D葡萄糖与D甘露糖在构型上只有C2构型不同,称为差向异构 D葡萄糖与D半乳糖也为差向异构。 多个手性碳的非对映体,彼此间只有一个手性碳原子的构型不 同,而其余的都相同者,称为差向异构体。 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 8 要求掌握构型的单糖： CHO H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH D - 葡萄糖 C O HO C H H C OH H C OH CH2OH CH2OH D-果糖 CHO C HO C H H C OH H C OH CH2OH HO H D-甘露糖 D-半乳糖 CHO H C OH HO C H HO C H H C OH CH2OH CHO H C OH H C OH H C OH CH2OH D 核糖 D-葡萄糖与D-甘露糖在构型上只有C2构型不同，称为差向异构。 D-葡萄糖与D-半乳糖也为差向异构。 多个手性碳的非对映体，彼此间只有一个手性碳原子的构型不 同，而其余的都相同者，称为差向异构体
环状结构及构象 (1)单糖的变旋现象( Mutarotation) D一葡萄糖 溶于水 在低温乙醇溶液中结晶 al+112° 在高温吡啶溶液中结晶于水 →[al=+187° 放置 [a]=+52.7→久置不变 环状半缩醛、半缩酮的启迪,糖环形结构的提出: 第十七章糖类化合物
第十七章糖类化合物 9 二、 环状结构及构象 环状半缩醛、半缩酮的启迪，糖环形结构的提出： （1）单糖的变旋现象（Mutarotation ）
OH 干HCL 过去讲过:R-C-H+HQR R OR′ HOCHoCHCHCHO H OOH HOCH2 CH2 CH2 CH, CHO OOH C1为—CHO 在葡萄糖中 环状半缩醛 Cs为OH
第十七章糖类化合物 10 HOCH2CH2CH2CH2CHO OH H O HOCH2CH2CH2CHO OH H O