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第二章糖化学

CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH H COOH OH H OH OH COOH
HNO3
HO H H
CHO
COOH OH OH
H H
H
OH OH COOH
HNO3
H
内消旋的化合物
CH2OH
(d)与高碘酸的反应 与其它邻二醇化合物一样,糖类也能被高碘酸氧 化,碳碳键都发生段裂,反应常常是定量的,每段 裂一个碳碳键消耗一摩尔的高碘酸。 两个羟基的立体结构对反应的影响很大,必须是 相邻的,顺式羟基邻二醇比反式的反应速度快。
3、纤维二糖
(1)纤维二糖是纤维素的结构单位,纤维二糖与麦芽糖
一样,也是一个还原性双糖。
(2)与麦芽糖不同的是纤维二糖只能被苦杏仁酶水解,
它的苷键是ß 型的。
(3)它和麦芽糖一样也有à 两种异构体,也有变旋 和ß 现象。
第三节 多糖 纤维素和淀粉是葡萄糖的高聚物,多糖与单糖、双糖等低聚糖在 性质上有较大的区别。多糖没有还原性和变旋现象,也没有甜味, 而且大多数多糖难溶于水,有的能和水形成胶体溶液。 1、纤维素及其应用 纤维素是由多个纤维二糖聚合而成的高聚物,不管链的长短,纤维 素都是由葡萄糖单体缩聚而成的一个直链高分子。
OH
O
OH
H H
OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
非还原性双糖
2、还原性双糖 在双糖连接中,只有一个单糖分子用半缩醛羟基,
而另一单糖分子仍保留一个半缩醛羟基,在溶液中
它可以变成醛式,有变旋现象,能成脎,有还原性,
能与托伦试剂和斐林试剂作用,所以称为还原性双
糖。(如麦芽糖、乳糖、纤维二糖)
2、麦芽糖
(1)麦芽糖水解后生成两分子的葡萄糖,因此推断它是由两分子的
葡萄糖组成的。
(2)麦芽糖能生成糖脎,能与托伦试剂和斐林试剂作用,即有还原性
因此它是还原性双糖。 (3)它由一分子的D-(+)葡萄糖的半缩醛羟基和另一分子D-(+)葡萄糖 的C4羟基失水而形成的。 (4)麦芽糖中的苷键能被麦芽糖酶水解生成两分子的葡萄糖,故它是à (1,4) 型的苷键。
CH2OH H H OH OH H OH O H OH OH H OH H H H OH CH2OH O H H OH
-D-葡萄糖
-D-葡萄糖

5、环式和链式异构体的互变
葡萄糖分子中它既有链式又有环式,但主要 是环式的。在溶液中它形成了一个环式和链 式异构体的互变体系。 α型、β型及链式三 种异构体达成平衡。

CHO H C OH HO
CHO C H
CH2OH
CH2OH
D- 甘油醛
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH
L-甘油醛
CHO H HO H HO OH H OH H CH2OH
D型
L型



由D-甘油醛衍生的一系列D-异构体简称D型,由L-甘油醛衍生的一系列L-异构体简称 L-型。 D-型糖的特点是离羰基最远的手性碳原子 上的羟基都在费歇尔投影式的右边。 L-型糖的特点是离羰基最远的手性碳原子上 的羟基都在费歇尔投影式的左边。
凡是糖的半缩醛羟基称为苷羟基与另一 羟基化合物失水而生成的缩醛均称为配糖 物或苷,苷是一个缩醛,它较一般的醚容 易形成,也容易分解。

H C
HO
H C CH=O
HO
OH C H
OH C H
CH--OH
H
C
OH C H
OH CH2OH
H
C
OH C H
O
半缩醛羟基
CH2OH
H
C H HO H H
OH

递升:丁糖与氰氢酸加成增加一个碳后, 水解、还原生成戊糖这一方法称为递升。
递降:从己糖可减去一个碳原子生成戊糖, 这一方法称为递降









四、单糖的环状结构 1、环状结构 葡萄糖是一个五羟基己醛可以起醛类物质的一 向一些反应,但以下的一些性质无法解释: (1)与品红试剂不变色 (2)与亚硫酸氢钠不发生加成 (3)有变旋现象 (4)生成配糖化合物 醛应该与两分子醇形成缩醛,但它只能与一分 子醇缩合。 为什么葡萄糖中的醛基只能与一分子的醇缩合 呢?
H
OH
OH H
HO H H
H
O
H
OH
H
OH
H OH
H
H HO H H
OH H
--H2O
OH HO
O H
H H
OH
OH
O
O
OH
O
H H CH2OH OH
H H
CH2OH
CH2OH
CH2OH
还原性双糖
三、重要的双糖 1、蔗糖 (1 ) 蔗糖是甘蔗和甜菜的的主要成分,所以甘蔗和甜菜 是制备蔗糖的主要原料。
CHO H H H H OH OH OH OH CH2OH
+ 5 HIO4
4 HCOOH + HCHO

(3)还原反应
单糖可以还原成糖醇,有时可以把一个旋 光的糖变为无旋光的糖醇。 。
CHO H HO H OH H CH2OH OH H OH CH2OH

NaBH 4
H OH CH2OH
HO H
OH H OH OH CH2OH OH H H
CH = NNH C O H OH OH CH2OH
H2NNH
OH H H
氧化
D-- 葡萄糖
NNH CH = H2NNH
C OH H H
NNH
H OH OH
CH2OH
D-- 葡萄糖脎
因为生成糖脎的反应是发生在C1和C2上,所以,若 在C1和C2上构型不同而其他碳原子的构型相同的差 向异构体,必然生成同一个脎。(葡萄糖脎)
CH2OH O H OH OH CH2OH
H
O H H OH
OH
OH
OH OH H
CH2OH
-D(-)-吡喃式果糖
-D-(-)-吡喃式果糖
CH2OH O H H OH
D-(-)-果糖
CH2OH OH H
CH2OH O H OH H CH2OH OH
HO
H
HO
-D(-)-呋喃式果糖
-D-(-)-呋喃式果糖


一、单糖的结构式 1、葡萄糖的碳、氢定量分析后,测定其分子式。 2、它能起银镜反应,能与一分子HCN起加成反应。 与一分子羟胺缩合生成圬,这都说明它的分子中 有一个羰基。 3、葡萄糖能起酰化反应生成酯,一分子葡萄糖消 耗五分子乙酸,说明分子中有五个羟基。
4、葡萄糖用钠汞齐还原后得己六醇,己 六醇用碘化氢彻底还原得正己烷,这说明 它是直链化合物。 5、因为醛氧化后得相应的酸,碳链不变, 而酮糖氧化后引起碳链的断裂,应用这一 性质可以确定它是醛糖或是酮糖。
第二节 双糖




双糖:单糖分子中半缩醛羟基与另一分子单糖中 的羟基脱水而形成糖苷,这种糖苷因是两个单糖 分子形成的,所以称为双糖。 一、双糖的两种可能连接方式 1、通过两个单糖分子的半缩醛羟基脱去一分子水 而相互连接成双糖: 2、通过第一个单糖分子的半缩醛羟基与第二个单 糖分子中的醇羟基脱去一分子水而相互连接的双 糖。

(b)与溴水的反应 溴水可以氧化醛糖,但不能氧化酮糖,利用这 一性质鉴别醛糖和酮糖。 。
CHO COOH H HO H H OH H OH OH CH2OH H OH H OH OH CH2OH
Br2 + H2O
HO H H
D-葡萄糖
葡萄糖酸
(c)与硝酸的反应 稀硝酸的氧化性比溴水强,能使醛糖氧化为 糖二酸。酮糖在相同的条件下氧化,导致1-2键 的段裂

(2)氧化反应 (a)吐伦试剂、费林试剂的氧化 醛糖和酮糖都能被这两种试剂氧化。 凡是能被这两种弱氧化剂氧化的糖都称 为还原性糖,否则称非还原性糖。所以 用这两种试剂无法区别醛糖和酮糖。
C6H12O7 + Ag
C6H12O7 + Cu2O
C6H12O6 + Ag(NH3)2+
C6H12O6 + Cu(OH)2
存在不足以显示反应的进行。

酮糖也有变旋现象。果糖的α型和β型有六 元环和五元环。因此果糖在溶液中可能有 五种构型即酮式、六元环的α型和β型,五 元环的α型和β型。
由于五元环的糖可以看作呋喃的衍生物所 以称呋喃式。 六元环的糖称为吡喃式


H H O H H OH OH OH H
HO H H
H CH2OH

第一节 单糖 已知的单糖主要是多羟基的醛和多 羟基的酮及其衍生物,所以通常把单糖 分为两大类—醛糖和酮糖。 含有四个碳原子的多羟基醛和酮称丁糖, 含有五个碳原子的多羟基醛和酮称戊糖,
含有六个碳原子的多羟基醛和酮称己糖。 单糖中最重要最常见的是葡萄糖和果糖,而 且从结构和性质上都可以作为各种糖的代 表,所以主要以葡萄糖和果糖为例来讨论 单糖的结构、构型、构象和它们的理化性 质。
OCH 3
H
C
OCH 3
OCH3 H OCH3 O
NaOH
H OH
+ ( CH3)2SO4 O
CH3O H H
CH2OCH3
H
C H CH3O H H
OCH 3
H
C
OH
H
CHO OCH3 H OCH3 OH CH2OCH3
OCH3 H OCH3
H
H
O
+
CH3O H H
OCH3 H3CO H H OCH3 O H
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