3、甜度（sweetness） • 以蔗糖为参照物，规定为100。
糖 果糖 转化糖 蔗糖 葡萄糖 木糖
甜度 173.3 130 100 74.3
40
糖 鼠李糖 麦芽糖 半乳糖 棉子糖 乳糖
甜度 32.5 32.5 32.1 22. 6 16.1
4、溶解度
• 水溶性：单糖分子中有多个羟基，增加了水溶性， 热水中溶解度极大。
• 氧化成醛糖二酸（氧化醛基和伯醇基）
• 氧化成糖醛酸（氧化伯醇基，保留醛基）
COOH
CHO
COOH
(CHOH)n Br2－H2O (CHOH)n 浓HNO3 (CHOH)n
CH 2OH 糖酸
CH 2OH 醛糖
（生物体内） CHO
COOH 糖二酸
(CHOH)n
COOH 糖醛酸
2、单糖的还原
3、单糖的成脎作用
第一章 糖类（Carbohydrate）化学
本章学习目标
• 掌握 糖的概念、生物学功能 典型单糖（葡萄糖）的结构和性质
• 熟悉 低聚糖、多糖的结构和性质
• 了解 其他糖及糖衍生物的结构、用途
1.1 糖的概念
1.1.1 糖类的分布及其重要性 • 分布
植物：约占其干重的85-90% 动物：低于2% 微生物：10-30% • 根本来源：绿色细胞的光合作用
• 链状单糖分子：C-C键可自由旋转，可有各种构 象
• 环状单糖分子 吡喃糖：船式构象，椅式构象（稳定） 呋喃糖：信封式构象（柔性大）
1.2.4 单糖的物理性质
1、旋光性（opticity） ：旋光物质使偏振光的偏振 面发生旋转的能力，也称旋光度或光学活性。右 旋（+），左旋（-）
• 除二羟丙酮外，几乎所有的单糖及其衍生物都有 旋光性。旋光性是鉴定糖的一个重要指标。
例：葡萄糖、果糖、果糖1，6-二磷酸、淀粉、纤维 素等
1.1.4 糖的分类
按糖的聚合度分类 单糖（monosaccharide）：不能被水解成更小分 子的糖(含碳数3-7个),分为醛糖、酮糖 寡糖（oligosaccharide）：由2--10个单糖分子 缩合而成（二糖、三糖、四糖、五糖等） 多 糖 （ polysaccharide ） ： 同 多 糖 （ 淀 粉 、 糖 原）、杂多糖（透明质酸、半纤维素） 结合糖(复合糖，糖缀合物)：糖脂、糖蛋白(蛋白 聚糖)、糖-核苷酸等
D-葡萄糖 Fischer投影式
单糖链、环结构的关系
• 单糖的链状结构、环状结 构以及吡喃、呋喃式彼此 并非孤立存在，而是互相 转变的。
• α-与β-型的互变是通过醛 式或水化醛式来完成的。
α-D-呋喃 葡萄糖
α-D-吡喃 葡萄糖
链式 葡萄糖
β- D-呋 喃葡萄糖
β-D-吡喃 葡萄糖
1.2.3 单糖的构象（conformation）
• 单糖微溶于乙醇，不溶于乙醚、丙酮等非极性有 机溶剂。
1.2.5 单糖的化学性质
• 由醛、酮基产生的性质
单糖的氧化 单糖的还原 单糖的成脎 单糖的异构化 发酵
• 由羟基产生的性质
成酯作用 成苷作用 脱水作用 氨基化作用 脱氧
由醛、酮基产生的性质
1、单糖的氧化 氧化成醛糖酸(氧化醛基) Feiling试剂:CuSO4、NaOH、酒石酸钾钠 Benedict试剂:CuSO4、Na2CO3、柠檬酸钠 定性定量检测还原糖
2、单糖的D系和L系
• 醛糖：醛糖可看成是由 甘油醛的醛基碳下端逐 个插入C*延伸而成的。 D系醛糖（由D-甘油醛 衍生）、L系醛糖（由 L-甘油醛衍生）
• 酮糖：由二羟丙酮衍生
单糖构型（configuration）：分子中离羰基碳最远 C*的构型
CH2OH
OH
OH
OH OH
OH
含n个C*的化合物，旋光异构体的数目2n，组成对映体2n/2 对
1.1.2 糖类的生物学作用
重要能源物质：淀粉、糖原 在生物体内转变成其它物质 生物体.3 糖的化学概念
元素组成： 多数糖由C、H、O组成，实验式Cn （H2O）m。少数含N、P、S 化学本质：
D-葡萄糖
D-果糖
糖类是多羟基醛、多羟基 酮及其缩聚物和衍生物的 总称。
1.2.2 单糖的环状结构
1、不能用单糖开链结构解释的性质 • 葡萄糖的醛基不如一般醛类的醛基活泼 • 变旋现象：单糖新配制的溶液旋光度会发生改变。
根本原因：糖 的羟基和酮基 发生分子内的 亲核加成反应， 形成环状半缩 醛
2、异头物
概念：羰基碳上形成的差向异构体。 α /β 异头物的判断：异头碳的羟基与最末C*的羟 基取向。 同：α 不同：β
3、吡喃糖和呋喃糖
• 开链单糖形成环状半缩醛时，容易出现五元环和 六元环的结构。
D-葡萄糖主要以吡 喃糖（稳定）形式 存在，呋喃糖次之； D-果糖以2种形式 存在
4、单糖Haworth式的书写
将吡喃糖写成六角平面，将呋喃糖写成五角平面 书写原则：①顺时针画平面，左上右下; ②氧桥一端反
向; ③D-型糖末端-CH20H写在环平面上，L-型糖末 端-CH20H写在环平面下; ④异头碳羟基与末端羟甲 基反式为α，顺式为β
成脎作用：单糖的第 1、2碳与苯肼(氰化 氢或羟胺)结合后形 成晶体糖脎的过程
由于糖脎分子借氢键 形成稳定的鳌环结构， 因此单糖的醛基或酮 基与苯肼的反应，只 发 生 在 C1 和 C2 上 ， 不再继续下去。
• 糖脎为黄色晶体，不溶于水
• 成脎作用可用来鉴别某些单糖
• D-葡萄糖、D-果糖和D-甘露糖生成同一种糖脎，
• 比旋光度:表示旋光性的大小。某一温度下，某物
质一定浓度的溶液在1dm长的旋光管内钠光下的
旋光读数

t

C l
×100
2、变旋性（mutarotation）
• 许多单糖新配制的溶 液会发生旋光度的改 变，这种现象称变旋。
• 变旋的原因：α-型分 子与β-型分子互变
• α-型与β-型互变达到 平衡时，旋光度不再 发生改变
1.2 单糖
1.2.1 单糖的链状结构 1、链状结构的验证 • 能和费林试剂或其他醛试剂反应，说明有醛基 • 能与乙酸酐结合，产生具5个乙酰基的衍生物，证明
有5个羟基 • 分子式的确定（CH2O）6 • 经钠汞齐(钠汞合金)作用，被还
原成具6个羟基的山梨醇，证明 葡萄糖的六个碳连成一条直链 • 链状结构式的写法