第二节 糖类结构
H3CCO2
还可与无机酸生成如硝酸酯、硫酸酯、磷酸酯。
O 5、苷的生成 C H CH2OH CH2OH OH O HO HO O HO OH HO HO OH OH OH OH OH CH2OH H2O CH3OH H2O CH3OH + 干HCl + H 干 HCl H 糖苷 CH2OH CH2OH O HO HO O HO HO OCH3 OH OH 配基 OCH
提出——环状半缩醛结构 HO * H C
苷原子 1 O C
苷羟基
H
OH
HO H H H O OH
2 OH H 动态平衡 HO 3 H H H 4 OH 5 OH
H * OH C
OH
HO H O
H
H
OH
6 CH2OH CH2OH CH2OH α-D-(+)葡萄糖 开链式 β -D-(+)-葡萄糖 ~36% β-D-(+)~64% 葡萄糖 0.01% α-D-(+)葡萄糖 0 0 [α]D=+112 平衡混合的比旋光度=+52.7[β]D=+19
HO
CHO OH
断裂1个C-C键,消耗一个HIO4
最甜的糖醇,其代谢不需胰岛素,加入糖尿病 人的食品中作为甜味剂(可减肥,口感好。)
3、脎 的 生 成
单糖与苯肼→苯腙;苯肼过量→不溶于水的黄色晶体 说明; 1、还原糖才 能成脎; 2、只发生在 C1~C2上 (确定构型)
CHO
3PhNHNH2
பைடு நூலகம்
CH=NNHPh NNHPh
第二节 糖类的结构与性质
一、单糖的结构与性质
二、低聚糖
三、多糖
四、糖类的测定方法
复习
碳水化合物也叫糖类(天然有机物) 维持动植物 的生命
nCO2 + nH2O + 太阳能
纺织、造纸、食品 工业部门的重要原料
叶绿素 Cn(H2O)m +nO2
糖在生物体内的代谢——逆过程(生命的能源) “万物生长靠太阳!” 通式Cm(H2O)n,因而取名为碳水化合物。 1、定义:是一类多羟基醛或多羟基酮以及水解可 生成多羟基醛或多羟基酮的化合物。
+Cu2O↓
COOH
酮糖和醛糖在稀碱下的互变: CH=O 醛糖 CHOH CH—OH C—OH
酮糖也可以被费林试剂 或托伦试剂氧化。
CH2OH C=O 酮糖
烯二醇
还原糖: 能还原费林试剂或托伦试剂的糖 非还原糖: 不能…. 与溴水反应: 区别醛糖和酮糖! CHO COOH O
Br2/H2O
Br2/H2O
相对密度法 折光法 旋光法
还原糖法
直接滴定法 (改良的兰—爱农法) 高锰酸钾法 萨氏法 3,5—二硝基水杨酸 酚—硫酸法 蒽酮法 半胱氨酸—咔唑法
化学法
碘量法
比色法
二、还原糖的测定
• 还原糖概念:具有还原性的糖。 • 所有的单糖都是还原糖; • 低聚糖中的乳糖、麦芽糖是还原糖。 • • 低聚糖中的蔗糖是非还原糖,多糖也是非还原 糖。但蔗糖、多糖都可以水解成还原糖。通过测定 水解后的还原糖来测定蔗糖或多糖。 • • 所以说:还原糖的测定是糖类定量的基础。
α-1,4苷键
C6H12O6 + C6H12O6 葡萄糖 葡萄糖
2、蔗糖 ①主要通过提炼甘蔗汁、甜菜汁制得。 ②是非还原糖,无银镜、斐林反应,无变旋光现象。 ③是人们不可缺少的食用糖。 α-1,2-苷键
C12H22O11 蔗糖 + H2 O 水解 酶 C6H12O6 + C6H12O6 果糖 葡萄糖
•
第三十五讲——总结
一、掌握单糖——葡萄糖、果糖的结构(开链/哈武斯/ 构象式)和化学性质。 1、羰基:氧化、还原,可与HCN、H2NOH、苯肼
2、羟基:可以成醚和酯,苷羟基还具有特殊性质。
二、会用化学方法鉴别还原糖与非还原糖(葡萄糖、 果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素) 1、葡萄糖、果糖——用溴水 2、还原糖、非还原糖——托伦试剂/斐林试剂 3、淀粉——碘
H HO H H
O CH2OH C H O OH 葡萄糖 果糖 HO H H H OH OH 分子式:C6H12O6 H OH OH CH2OH CH2OH 单糖——不能水解的最简单的糖 溶于水,有甜味。 低聚糖——每分子可水解为2~10个单糖分子 多数不溶于水,无甜味。 多糖——能水解产生大量的单糖分子
甜味:果糖 > 蔗糖 > 麦芽糖 > 葡萄糖
三 多糖(简介)
是一类天然高分子化合物,分子量极大,水解 后可得到大量单糖。 其中主要的是——淀粉和纤维素
1、淀粉:白色无定形粉末,存在于植物的根和种子中。
(C6H10O5)n 完全水解 葡萄糖 酶
C2H5OH + CO2
非还原糖,不发生银镜和斐林反应。
(C6H10O5)n 酒化酶
工业上利用淀粉为原料可制酒精
2、纤维素 ①植物细胞壁的主要成分 完全水解 ②分子量比淀粉大 (C6H10O5)n 葡萄糖 纤维酶 ③无银镜和斐林反应 ④主要用于造纸和纺织工业
思考:如何鉴别葡萄糖\果糖\蔗糖\淀粉?
① 物理法 ② 化学法 物理法
③ 色谱法
④酶 法 ⑤ 发酵法 ⑥ 重量法
HIO4氧化:邻二醇结构的碳链处及羰基与羰基α-C链 CHO 处均发生断裂得到醛及酸。 CHOH + 2HIO4 CH2OH HCHO +2HCOOH
OH + 5HIO4 HCHO + 5HCOOH OH CH2OH 2、还原反应 化学还原剂(如LiAlH4,NaBH4等)还原,催化加氢, ———变成对应的糖醇。 CHO CH2OH D-木糖 NaBH4 D-木糖醇
结论:直链、一个醛基、五个羟基
——链型的醛式的碳架结构 2、构型的确定 德国化学家费舍尔(E.Fischer)通过一系列化学反应 确定了4个手性碳的构型。(1902年获诺贝尔奖) D-(+)-葡萄糖——开链式的表示(菲舍尔投影式)
O CHO △ CHO C H OH H * OH HO HO * H OH H * OH OH H * OH CH2OH CH2OH CH2OH 单糖的构型 : 以甘油醛为标准来确定 —— 或L葡萄糖 天然葡萄糖也可称为 : (2R, 3S, 4R, 5R) -D (+) CHO CHO D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛 OH HO CHO OH CHO HO HO OH H HO OH HO H OH
★ ★“氧环式”结构的表达——哈武斯环状透视结构式 O OH H H H C H 顺时针 CHO OH 转成水平 HOCH2 H H HO HO OH H OH H H OH H 5 CH2 OH 变曲成 H OH OH CHO 环状形式 4 CH2OH H OH
H CH2 OH
H OH H
HO
1
含有Cu2+的试剂是:菲林试剂:
• 斐林试剂:由碱性酒石酸铜甲、乙两液配制而成。 • 斐林试剂中酒石酸钾钠铜是一种氧化剂,反应的终 点可用次甲基蓝作指示剂,在碱性、沸腾环境下还
原呈无色。根据斐林试剂完全还原所需的还原糖量
,计算出样品还原糖量。
斐林试剂
• 斐林试剂是德国化学家斐林(Hermann von Fehling, 1812年--1885年)在1849年发明的。它是由氢氧化钠的质量 分数为0.1 g/mL的溶液和硫酸铜的质量分数为0.05 g/mL的溶 液,还有酒石酸钾钠配制而成的。 它与可溶性的还原性糖(葡萄糖)、果糖和麦芽糖)在加热 的条件下,能够生成砖红色的氧化亚铜沉淀。因此,斐林试 剂常用于鉴定可溶性的还原性糖的存在与否。
2、分类:按是否水解及水解产物不同分为三大类 碳水 化合物
单糖是构成低聚糖和多糖的基本单位
丙糖 丁糖 醛糖 按所含羰基的类型 按含碳原子的数目 戊糖 酮糖 己糖 一)、单糖的结构和命名 CHO 1、命名 H OH H HO CHO H CHO CHO (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6五羟基己醛 OH CHO H OH H OH HO H H OH OH DH ( + )葡萄糖 CH OH HO OH H H 2 OH CH H OH H OH 2 H O OH H OH CH2OH CH2OH HO H CH2OH (3S,4R,5R)-1,3,4,5,6CH2OH 五羟基-2-己酮 H OH D木糖 核糖 D-苏阿糖 D-赤藓糖 H D-OH D(-)果糖 CH2OH
H OH H
O H
1 2
H
2
O OH
HO
3
OH
HO
H OH H
H
H
OH
O
H
OH
练习:写出D-(+)-吡喃葡萄糖的开链式、哈武斯式 CH2OH △ CH OH
2
H
O H CHOH OH H
HO
O OH OH OH
HO H OH
★ ★ “氧环式”结构的表达——“构象式”
H
4 5
CH2 OH
H OH H
O OH
3
2
H
OH
HO
H
H
旋转C4-C5键
CH2OH
OH
H
4
5
CH2 OH
H OH H
O H
1 2
β-D-(+)-葡萄糖
H
HO
OH
3
OH
HO
H OH H
CH=O
α-D-(+)-葡萄糖
H
OH
H
OH
练习:写出α-D-(+)-葡萄糖、β- D-(+)-葡萄糖的 哈武斯结构式 CH OH
H
4 5
CH2 OH
3