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有机化学第19章 糖类化合物


CHO H C OH HO C H H CH2OH OH
4C
OH
H CH O 1
OH C C
3
2
H OH
还常用“赤式”和“苏式”来表示含有两个相邻而不相 同的手性碳原子的化合物。
与赤藓糖一样两个相同的原子或基团在碳链的同侧,为赤式; 与苏阿糖一样在碳链两侧,为苏式。
糖 —— 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物,或水解后 能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。 由C、H、O三种元素组成,符合Cn(H2O)m的通式, 所以称为碳水化合物。
葡萄糖的分子式为C6H12O6,可表示为C6(H2O)6, 蔗糖的分子式为C12H22O11,可表示为C12(H2O)11等。
但有的糖不符合碳水化合物的比例。
己醛糖有24=16种立体异构体。
* *** CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH
葡萄糖
己醛单糖的 3 C D型异构体
CHO OH
CH2OH
CHO
OH
4C
D-(-)-赤藓糖
OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
CHO HO D-(-)-苏阿糖
OH CH2OH
CHO OH D-(-)-核糖
OH
CHO
HO OH 5 C
OH CH2OH
D-(-)-树胶糖
OH CH2OH
CHO OH D-(+)-木糖
CHO HO
HO
HO
OH CH2OH
D-(+)-异木糖
OH
CH2OH
CHO
CHO
OH HO
OH
OH
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
D-(+)-阿洛糖 D-(+)-阿卓糖
CHO
CHO
OH HO
三、分类
根据其单元结构分为:
单糖

低聚糖
多糖
醛糖 酮糖
丙糖 丁糖 戊糖 己糖
第一节 单 糖
单糖 —— 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。
结构: 醛糖、酮糖
CHO H OH
CH2OH
最简单的醛糖
CH2OH C=O
CH2OH
最简单的酮糖
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。
第十九章
糖类化合物
本章要求:
1、掌握指定单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈武斯 式、椅式。α、β构型、己醛糖的变旋现象;
2、掌握单糖的反应; 3、掌握还原性糖、差向异构体的概念; 4、掌握二糖的结构; 5、了解多糖; 6、了解碳水化合物的涵义、分类和命名。 7、了解糖苷。
概论
一、碳水化合物的涵义
HO
HO
6C
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
D-(+)-葡萄糖 D-(+)-甘露糖
CHO
CHO
CHO
OH HO
OH
OH
OH HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
CH2OH
D-(-)-古罗糖
CH2OH
CH2OH
D-(-)-艾杜糖 D-(+)-半乳糖
CHO HO HO HO
OH CH2OH
D-(+)-塔罗糖
(2)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。
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
CHO 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:
一、单糖的构造式
葡萄糖:
1. 碳氢定量分析,实验式 CH2O 2. 经分子量测定,确定分子式为C6H12O6
3. 能与一分子HCN加成,与一分子NH2OH缩合成肟, 说明它有一个羰基。 4. 能生成酯。酯化后再水解,一分子酰基化后的葡萄糖 可得五分子乙酸,说明分子中有五个羟基。 5. 葡萄糖用钠汞齐还原后得己六醇;己六醇用HI彻底还原 得正己烷。这说明葡萄糖是直链化合物。
* ** CH2 CH CH CH C CH2 OH OH OH OH O OH
果糖
二、单糖的构型
(1)相对构型(D系列和L系列)
最简单的单糖是2,3-二羟基丙醛俗名甘油醛。
D —羟基处在右边; L —羟基处在左边。 构型与旋光性之间没有一一对应关系。
其它物质的构型可通过化学转化与标准物质 相联系而确定。
2、构型的标记和表示方法
(1)构型的标记
糖类的构型习惯用D / L名称进行标记。 编号最大的手性碳原子上 (相距醛(酮)基最远的手性碳上)
OH在右边的为D型,OH在左边的为L型。
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
D-(+) 葡萄糖
CHO HO H
H OH HO H HO H
鼠李糖C5H12O5(甲基糖);脱氧核糖C5H10O4。
有些化合物的组成符合碳水化合物的比例,但不是糖。
甲酸(CH2O)、乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)等。
二、存在与来源
植物 xCO2 + mH2O
日光 叶绿素
(CH2O)n + xO2
动物
(CH2O)n + xO2
xCO2 + mH2O + 能量
6. 确定羰基的位置。葡萄糖与HCN加成后水解生成六羟基酸, 后者被HI还原后得正庚酸,这进一步证明葡萄糖是醛糖。
葡萄糖:分子式为C6H12O6,(2,3,4,5,6-五羟基己醛)
* *** CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH
葡萄糖
果糖为:(1,3,4,5,6-五羟基己酮)
CH2OH
L ( ) 葡萄糖
此外也采用R、S标记法。
CHO
H
OH
CH2OH D-(+)-甘油醛
(R)-(+)-甘油醛
CHO
HO
H
CH2OH
CHO
H OH
HO
H
H
OH
L-(-)-甘油醛 (S)-(-)-甘油醛
H
OH
CH2OH D-(+)-葡萄糖
(2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-五羟基已醛)
葡萄糖的构型如下:
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
D-(+) 葡萄糖
CHO HO H
H OH HO H HO H
CH2OH
L ( ) 葡萄糖
十六个己醛糖都已经合成得到,其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。
CHO H OH
HgO
CH2OH
D-(+)-甘 油 醛
COOH H OH
[H]
CH2OH
DD-(-))--甘甘油 酸醛
COOH H OH
CH3
D-(-)-乳 酸
把其它糖类化合物和甘油醛联系起来,确定 其相对构型。
差向异构体—— 含多个手性中心的旋光异构体中,相应的 手性碳只有一个手性中心的构型不同,其余构型都相同的两 种糖称为差向异构体。
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