第15章糖类新.ppt
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1、第15章 糖类,Saccharide,糖类亦称碳水化合物(carbohydrate) ,是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。 糖类由C,H,O三种元素组成,H和O的比例通常为2:1,可用通式Cm(H2O)n表示。因此曾称为碳水化合物。 鼠李糖(C6H12O5)、脱氧核糖(C5H10O4)等不符合Cm(H2O)n通式。 乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)等不具有糖类的性质。 所以,碳水化合物这个名称并不确切,但因使用已久,迄今仍在沿用。,15.1 糖的概念和分类,从化学构造 上看,糖类化合物是多羟基醛、多羟基酮以及脱水缩合物。,根据含有的单糖单位分为三类: 单糖:不能水解的
2、多羟基醛或多羟基酮。如葡萄糖、果糖等。 低聚糖或寡糖:由210个单糖分子脱水形成的糖。如二糖:蔗糖、麦芽糖等。 多糖:由10个以上单糖分子脱水形成的糖。如淀粉、糖原、纤维素等。,15.2 单糖,一般是含有3-6个碳原子的多羟基醛或多羟基酮。 最简单的单糖是丙醛糖 (甘油醛)和丙酮糖(二羟基丙酮)。,丙醛糖 (甘油醛),丙酮糖 (二羟基丙酮),15.2.1 单糖的分类和命名,按碳原子数,分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。 自然界中主要是戊糖和己糖。 根据构造,分为醛糖和酮糖。多羟基醛称为醛糖,多羟基酮称为酮糖。 葡萄糖为己醛糖,果糖为己酮糖。 单糖中最重要的与人们关系最密切的是葡萄糖。 单糖常根据其
3、来源而用俗名。,除丙酮糖外,一般的单糖均有手性碳。 己醛糖的分子式为C6H12O6,4个不同的手性碳原子,有16(24)个具有旋光性的异构体, D-葡萄糖是其中之一。,15.2.2 单糖的结构,D-葡萄糖,1.单糖链状结构及构型,单糖的结构常用费歇尔投影式来表示。,用R/S构型标记较麻烦,常用D/L构型表示法。,单糖构型的书写方法,单糖的相对构型,D/L构型表示法:只考虑与羰基相距最远的一个手性碳的构型。 自然界存在的单糖多属D型糖,如D-己醛糖。,D-葡萄糖,D-果糖,D-甘露糖,D-半乳糖,差向异构体,差向异构体:只有一个手性碳的构型不同的非对映体,如: D-葡萄糖和D-甘露糖; D-葡萄
4、糖和D-半乳糖,2. 单糖的环状结构,单糖的链状结构无法解释“异常现象” : (a)从乙醇中结晶,熔点146,新配水溶液的D为+112,放置后下降到+52.17以后维持不变;从吡啶中结晶,熔点150,新配水溶液的D为+18.7,放置后上升到+52.17以后维持不变。 (这种比旋光度自行转变为定值的现象称为变旋光现象。) (b)1mol葡萄糖只能与1mol醇/干HCl作用?,葡萄糖既有醛基,也有醇羟基,可以形成分子内半缩醛。 哪个碳原子上的羟基进攻-CHO? 绝大多数为C-5上的羟基,经加成反应形成稳定的六元环。,以C4-C5为轴转120,90,正常键角,a,b,-D-吡喃葡萄糖(36%),-D
5、-吡喃葡萄糖(64%),(左上右下),D-葡萄糖链状结构,型和型是非对映异构体,它们的不同点是C-1上的构型,因此又称为异头物或端基异构体。 C-1上新形成的羟基称半缩醛羟基或苷羟基,(1)哈沃斯(Haworth)式,由于链状结构与环状结构形成平衡体系过程中的比旋光度变化所引起的。 凡能形成环状结构的单糖,都会产生变旋光现象。 开链和环状相互转化的糖类,都会产生变旋光现象。,为什么? (a)从乙醇中结晶,熔点146,新配水溶液的D为+112,放置后下降到+52.17以后维持不变;从吡啶中结晶,熔点150,新配水溶液的D为+18.7,放置后上升到+52.17以后维持不变。,为什么? (b)1mo
6、l葡萄糖只能与1mol醇/干HCl作用?,(2)变旋光现象,-D-呋喃果糖,-D-呋喃果糖,D-果糖,自然界绝大多数的单糖以环状结构存在。 六碳醛糖多是吡喃糖,五碳醛糖多是呋喃糖。 D-果糖可形成吡喃糖也可形成呋喃糖,(3)构象式,为什么开链结构与环状结构形成平衡体系中-D-葡萄糖64% ,而-D-葡萄糖仅占36%?,-D-吡喃葡萄糖,-D-吡喃葡萄糖,(均在e键上),15.2.3 单糖的物理性质(了解),单糖是具有不同甜味的白色晶体。 极易溶于水,难溶于有机溶剂。 单糖有旋光性,其溶液有变旋光现象。,15.2.4 单糖的化学性质 1.碱性条件下的反应 2.氧化反应 3.还原反应(不作要求)
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