有机化学课程教案编写日期：2009 年 12月 28日章、节（或课题、单元）名称第十九章碳水化合物授课学时 3目的要求1、掌握糖类化合物的涵义、分类和命名方法。

2、掌握葡萄糖和果糖的构造式、构型式(Fischer式、Haworth式)和构象式以及确定葡萄糖构型的方法及其推导过程。

3、了解葡萄糖在水溶液中的存在形式(环状半缩醛)，掌握变旋现象和半缩醛羟基的涵义，并能够解释产生变旋现象的原因和α,β-异头物在结构上的差别。

4、掌握糖苷、苷元、吡喃型糖和呋喃型糖的涵义，学会把单糖开链的Fischer 投影式转换成Haworth透视式的方法。

5、掌握单糖的化学性质，并且要注意每个性质的具体用途，比如在化学鉴别方面。

7、掌握双糖中蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖的糖苷键类型和苷键形成的过程。

8、了解淀粉和纤维素的组成及结构特征以及它们在结构、性质上的主要区别和它们不具有还原性的原因；重点：葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素的结构和性质。

难点：1、单糖开链式的Fischer投影式与Haworth透视式的转换2、糖苷、苷元、α-1,4-糖苷键和β-1,4-糖苷键的形成3、蔗糖的结构教学组织教学方法：课堂教学采用多媒体教学，以ppt为主。

作业：P609二、三(6、7、8除外)、五（2、4）、六、十（选做）参考书目文献：1、汪小兰编，有机化学(第三版) ，北京：高等教育出版社，1997, 213~2392、徐寿昌编，有机化学(第二版) ，北京：高等教育出版社，1993, 431~4493、刘庄、丁辰元主编，普通有机化学，北京：高等教育出版社，1993. 300~3124、袁履冰主编，有机化学，北京：高等教育出版社，1999, 393~4205、甘景镐等.天然高分子化学. 北京：很内行教育出版社，1993. 163~2426、杜灿屏等主编. 21世纪有机化学发展战略. 北京：化学工业出版社，2002. 217~220授课小结授课情况基本正常。

蔗糖的结构处学生感觉比较难。

第十九章 碳水化合物19.1 碳水化合物的分类碳水化合物又称为糖类。

如葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、纤维素等。

碳水化合物在自然界中分布广泛，是重要的轻纺原料。

“碳水化合物”一词的由来分子式符合C x (H 2O)y 。

“碳水化合物”的含义多羟基醛酮或能水解成多羟基醛酮的化合物。

碳水化合物可根据分子的大小分为三类：①单糖：本身为多羟基醛酮，不能水解为更简单的糖。

如葡萄糖、果糖等。

单糖一般是结晶固体，能溶于水，绝大多数单糖有甜味。

②低聚糖：能水解为2－10个单糖的碳水化合物。

如麦芽糖、蔗糖等都是二糖。

低聚糖仍有甜味，能形成晶体，可溶于水。

③多糖：能水解生成10个以上单糖的碳水化合物。

一般天然多糖能水解生成100－300个单糖。

如淀粉、纤维素等都是多糖。

多糖没有甜味，不能形成晶体（为无定形固体），难溶于水。

本章应重点了解：葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素的结构和性质。

19.2 单糖根据分子中所含碳的个数，单糖可分为己糖、戊糖等。

分子中含醛基的糖称为醛糖，分子中含有酮基的糖称为酮糖。

例：CHO CHOHCHOHCHOH CHOH CH 2OH12345654321CHOHCHOHCHOHCHO CH 2OHCH 2OHCHOCHOH123654321CH 2OHCHOH CHOHCHOHCH 2OH 己醛糖己酮糖戊醛糖丙醛糖4个 C*16个对映异构3个 C*8个对映异构8个对映异构3个 C*2个对映异构写糖的结构时，碳链竖置，羰基朝上，编号从靠近羰基一端开始。

19.2.1 单糖的构型和标记单糖构型的确定是以甘油醛为标准的。

即单糖分子中距离羰基最远的手性碳原子与D-(+)-甘油醛的手性碳原子构型相同时，称为D型糖；反之，称为L型。

下面是D-醛糖的构型和名称：代表-CHO；代表-CH2OH；代表-OH。

“ ”“ ”“ ”D-(-)-阿拉伯糖D-(+)-木糖D-(-)-来苏糖D-(-)-古罗糖D-(+)-D-(-)-艾杜糖D-(+)-阿洛糖D-(+)-阿卓糖D-(+)-甘露糖D-(+)-半乳糖D-(+)-塔罗糖构型D/L与旋光方向(+)/(-)没有固定的关系：D-(+)-甘油醛D-(+)-葡萄糖D-(-)-核糖自然界中存在的糖通常是D －型的。

例如，果糖也是一种D-型糖：果糖是一种己酮糖，开链式为：C=O果糖分子中有3 个*C ，23＝8个对映异构体。

由于C 5的构型与D-(+)-甘油醛相同，天然果糖是D －型的；实验测量得，果糖是左旋的。

所以，果糖的全称为：D-(-)-果糖。

19.2.2 单糖的氧环式结构实验事实：D 第一种 低于50℃水溶液中析出 146 82 +112° 第二种 高于98℃水溶液中析出 150 154 ＋19°两种晶体溶于水后，比旋光度（[α] D 20）都将随着时间的改变而改变，最后逐渐变成[α]D 20＝52.5°,发生所谓“变旋现象”：变旋现象随时间的变化，物质的比旋光度逐渐地增大或减小，最后达到恒定值的现象。

②ÆÏÌÑÌÇÎå¼×»ùÆÏÌÑÌÇËļ׻ùÆÏÌÑÌÇ£¨£££££££¨£££££££¨££££££+324££÷££££³££ù££±££££££ù£££³£££££÷££²£³££££££OH££££££££££ù££以上两种实验现象无法用开链式得到解释。

但人们从下述反应中得到启发：CH 3-CH-CH 2-CH 2-CHOOHCH 2CH OCHCH 2OH H 3C g-££ù££²³£°££££²³£°£££CH 2CH 2OCH CH 2CH 2OH££ù£d-OHCH 2-CH 2-CH 2-CH 2-CHO葡萄糖中醛基碳的γ－或δ－位上也有羟基，也可以五元或六元环状半缩醛形式存在：2OH 120£££²³£CHOCH 2OHOHO CH 2OHOHHb-D-(+)-££££O CH 2OHHOHa-D-(+)-££££[a]20D =+112£m.p=146 C £[a]20D =+19£m.p=150 C £££²££¨Haworthʽ£©£¨Haworthʽ£©££²££££a-b--OH££££££££ù££-OH££££££££ù££环的生成使原来的羰基碳变成了＊C （苷原子），生成了苷原子构型不同的两种氧环式结构：α-D-(+)-葡萄糖苷羟基与C 5上的－CH 2OH 位于异侧（第一种结晶）； β-D-(+)-葡萄糖苷羟基与C 5上的－CH 2OH 位于同侧（第二种结晶）。

α-D-(+)-葡萄糖与β-D-(+)-葡萄糖互为差向异构体或异头物。

葡萄糖的环状半缩醛结构可以解释变旋现象：OCH2OHOHHb-D-(+)-££££2OHa-D-(+)-££££[a]20D=+112£m.p=146 C£[a]20D=+19£m.p=150 C£££²££¨Haworthʽ£©£¨Haworthʽ£©££²££££36%64%¼«ÉÙÊÒÎÂÏÂÔ¼Õ¼葡萄糖的环状半缩醛结构还可解释实验事实②：3243H2O/H+HCH2OCH3CHOHOOCH3H3COOCH3£££££³£ù£££££³£ù£££CHOHOCH2OHOHHOOH£µ££µ£££¨££££在水溶液中，果糖主要以五元氧环式存在：OHOH2C CH2OHOHHOOHH654321OHOH22OH654321a-D-(-)-£££b-D-(-)-£££C=O654321(C5£££³£ù££££ù£££´)(C5£££³£ù££££ù££´) a-D-(-)-££´£££b-D-(-)-££´£££由于葡萄糖的环状半缩醛结构含有吡喃环（O）结构，所以葡萄糖的六元氧环式结构的全称为：α－D－（＋）－吡喃葡萄糖β－D－（＋）－吡喃葡萄糖19.2.3 单糖的构象x-射线研究表明，氧环式葡萄糖通常采取最稳定的椅式构象：a-D-(+)-££££2OH HO HOOCH 2OH HO HOOHHb-D-(+)-£££££££ù££ù£££ú£ù£££e-£û£££ù££a-£û ££a-££¨££ó£ ££££¨£££° ££b-64%¼«ÉÙ36%ÊÒÎÂÏÂÔ¼Õ¼问题：上述两种椅式构象能否翻转，进行a-、e-键互换形成另一种椅式构象？答案：不能！因为翻转后，a-键取代多，不稳定。