第十八章 碳水化合物 carbohydrates University of Science and Technology of China
University of Science and Technology of China 第十八章 碳水化合物 carbohydrates 有 机 化 学
碳水化合物:包括糖、淀粉和纤维素 自然界分布最广的有机物 通式:C(H2O)m 本质结构:多羟基醛、酮 如: CHO H2C-OH HC-OH C=0 CHO HC-OH HC-OH H2C-OH HC-OH C=0 HC-OH HC-OH HC-OH HC-OH H2C-OH H2C-OH H2C-OH H2C-OH 甘油醛 丙酮糖 己醛糖 己酮糖 (丙醛糖) Organic Chem
Organic Chem 碳水化合物:包括糖、淀粉和纤维素 ——自然界分布最广的有机物 通式:Cn (H2O)m 本质结构:多羟基醛、酮 己醛糖 己酮糖 甘油醛 (丙醛糖) 如: CHO HC OH HC OH HC OH HC OH H2 C OH H2 C C O HC OH HC OH HC OH H2 C OH OH CHO HC OH H2 C OH H2 C C OH O H2 C OH 丙酮糖
单糖 (monosaccharides 分类: 低聚糖(Oligosaccharides)2-l0个单糖 多聚糖(Polysaccharides)>10个单糖 单糖: 戊糖 根据碳原子数不同: 己糖 醛糖 根据羰基的不同: 酮糖 Organic Chem
Organic Chem 分类: 单糖 (monosaccharides ) 低聚糖(Oligosaccharides ) 2-10个单糖 多聚糖(Polysaccharides) > 10 个单糖 根据碳原子数不同: 戊糖 己糖 根据羰基的不同: 醛糖 酮糖 单糖:
例: CHO CH2OH CHO CHOH CHOH c=0 CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH CHOH CHOH CH2OH CH2OH 戊醛糖 己醛糖 己酮糖 (阿拉伯糖) (葡萄糖) (果糖) 将羟基写在上端,从靠近羰基的一端开始编号 Organic Chem
Organic Chem 例: 将羟基写在上端,从靠近羰基的一端开始编号 CHO CHOH CHOH CHOH CH2 OH CHO CHOH CHOH CHOH CHOH CH2 OH CH2 OH C CHOH CHOH CHOH CH2 OH O 戊醛糖 己醛糖 己酮糖 (阿拉伯糖) (葡萄糖) (果糖)
一、单糖的结构、构型和构象 n个手性碳,2种立体异构体。 l.构型的表示方法:Fisher投影式 葡萄糖为例: CHO CHO H一OH -OH HO-H HO- 。X☑ H OH -OH H-OH -OH CH2OH CH2OH Organic Chem
Organic Chem 一、单糖的结构、构型和构象 n 个手性碳,2 n种立体异构体。 1. 构型的表示方法: Fisher投影式 葡萄糖为例: H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH CHO OH HO OH OH CH2OH CHO
2.相对构型: CHO CH2OH H- OH =0 HO- H HO -H CHO CHO H-OH H一 OH HO-H H-OH H-OH H一 -OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH L-()-甘油醛 D-(+)-甘油醛 D-(+)-葡萄糖 D-()-果糖 编号最大的手性碳的构型与D-(+)甘油醛相同 —D构型 与L()甘油醛相同—L构型 Organic Chem
Organic Chem 2. 相对构型: 编号最大的手性碳的构型与D-(+)-甘油醛相同——D构型 与L-(-)-甘油醛相同——L构型 CHO CH2OH HO H CHO CH2OH H OH L-(-)-甘油醛 D-(+)-甘油醛 H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH CH2OH O HO H H OH H OH CH2OH D-(+)-葡萄糖 D-(-)-果糖
二、单糖的环状结构: 实验事实:葡萄糖(醛糖 ①+HCN 醛所特有的反应 ②银镜反应 ①不能生成NaHSO3加成物 品红试验不变色 无醛 IR无Vc=o吸收 的反应 NMR无0=C一H信号 Organic Chem
Organic Chem 二、单糖的环状结构: 实验事实:葡萄糖(醛糖) ①+ HCN ②银镜反应 醛所特有的反应 ①不能生成NaHSO3加成物 品红试验不变色 IR无 νC=O 吸收 NMR 无 O=C-H 信号 无醛 的反应
②发生变旋现象 从98C的水中结晶 得到的葡萄糖 得到的葡萄糖 m.p.146C m.p.150C [a] +1120) +52.70← +18.70 Organic Chem
Organic Chem ②发生变旋现象 从98℃的水中结晶 得到的葡萄糖 得到的葡萄糖 m.p. 146 ℃ m.p. 150 ℃ +112o → +52.7o +18.7o [α]
③只能与一分子的醇作用生成两种苷 H -C-H +2ROH C-OR OR CHO CH2OH CH2OH 一0】 H-OH -0 OH HO- H OH OH H -OH OH OH OH H-OH a-D.葡萄糖36.4% CH2OH B-D-葡萄糖63.6% <0.01% CH3OH CH2OH CH,OH 0) -0 OCH3 OH OCH OH OH OH a-苷 B-苷 Organic Chem
Organic Chem O C H C H OR OR + 2ROH ③ 只能与一分子的醇作用生成两种苷 + O OH OCH3 OH OH CH2OH O OH OH OH OH CH2OH H CH3OH α-苷 α-D-葡萄糖 36.4% H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH < 0.01 % O OH OH OH OH CH2OH β-D-葡萄糖 63.6% H CH3OH O OH OCH3 OH OH CH2OH β-苷
生成环状的半缩醛,增加一个手性碳原子, 有两种构型 98℃下结晶的为B-构型I+18.7 通过开链式存在一个互变平衡, α-构型和B-构型不一样, 但达到平衡时(:36.4%;:63.6%)→52.70 Organic Chem
Organic Chem 生成环状的半缩醛,增加一个手性碳原子, 有两种构型 98℃ 下结晶的为β-构型[α]+18.7 通过开链式存在一个互变平衡, α-构型和β-构型不一样, 但达到平衡时(α:36.4%;β: 63.6%)→ 52.7 O