有机化学糖类省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第十六章第十六章 糖糖 类类 第一节第一节 单单 糖糖第二节第二节 双糖和多糖双糖和多糖 l 双双 糖糖 l 多多 糖糖 l 构型和开链结构构型和开链结构l 变旋光现象和环状结构变旋光现象和环状结构 l 单糖性质单糖性质 1邓健 制作 刘俊义 审校第1页第十五章第十五章 糖糖 类类(saccharide)糖类糖类又叫做又叫做碳水化合物碳水化合物(Carbohydrate)，是自是自然界中存在最多一类有机物。植物干重然界中存在最多一类有机物。植物干重50%80%为糖类化合物。糖是主要食物之一。为糖类化合物。糖是主要食物之一。糖类是绿色植物吸收空气中糖类是绿色植物吸收空气中 CO2,经过复杂光合作用而产生。经过复杂光合作用而产生。第十五章 糖 类 上页上页下页下页首页首页2人民卫生电子音像出版社第2页 绝大多数糖类分子由绝大多数糖类分子由C、H、O三种元素三种元素组成，大多数化合物含有组成，大多数化合物含有通式通式Cn(H2O)m。l 元素组成元素组成l 定定 义义葡萄糖葡萄糖 果果 糖糖 糖类是一类多羟基醛糖类是一类多羟基醛(酮酮)以以及经过水解产生这些醛酮物质。及经过水解产生这些醛酮物质。第十五章 糖 类 上页上页下页下页首页首页3邓健 制作 刘俊义 审校第3页单糖单糖：不能水解糖不能水解糖。如葡萄糖、果糖、核糖等。如葡萄糖、果糖、核糖等 双糖：双糖：水解后产生水解后产生2分子单糖分子单糖。如蔗糖、麦芽糖等。如蔗糖、麦芽糖等 寡糖寡糖(低聚糖低聚糖)：水解后产生水解后产生310个分子单糖个分子单糖。如棉子糖。如棉子糖 多糖多糖(高聚糖高聚糖)：完全水解后生成完全水解后生成10个分子以上单糖个分子以上单糖 属天然高分子化合物。如淀粉、纤维素等属天然高分子化合物。如淀粉、纤维素等 依据糖类水解情况分为四类：依据糖类水解情况分为四类：l 分类分类 广义而言，碳水化合物也包含其衍生物。广义而言，碳水化合物也包含其衍生物。如如:糖醇、脱氧糖、糖酸、糖醛酸、氨基糖等。糖醇、脱氧糖、糖酸、糖醛酸、氨基糖等。第十五章 糖 类 上页上页下页下页首页首页4人民卫生电子音像出版社第4页第一节第一节 单单 糖糖(monosaccharide)最简单糖是最简单糖是甘油醛甘油醛,它是研究糖类化学结构参考物它是研究糖类化学结构参考物,也也是合成复杂糖类化合物起始原料。是合成复杂糖类化合物起始原料。有些糖羟基可被氢原子有些糖羟基可被氢原子或氨基取代或氨基取代,它们分别被称为它们分别被称为去氧糖去氧糖和和氨基糖氨基糖。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 甘油醛甘油醛 2-去氧核糖去氧核糖 2-氨基葡萄糖氨基葡萄糖 上页上页下页下页首页首页5邓健 制作 刘俊义 审校第5页一、单糖构型和开链结构一、单糖构型和开链结构第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （一、构型和开链结构）除丙酮糖外，单糖都含有手性碳原子。如葡萄除丙酮糖外，单糖都含有手性碳原子。如葡萄糖有四个手性碳原子，所以有糖有四个手性碳原子，所以有24=16个即八对对映异个即八对对映异构体。葡萄糖只是其中一对对映体。所以，只以结构体。葡萄糖只是其中一对对映体。所以，只以结构式构式 表示是不够，还必须确定它构型。表示是不够，还必须确定它构型。Glucose 葡萄糖葡萄糖(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛五羟基己醛上页上页下页下页首页首页6人民卫生电子音像出版社第6页 即使可用即使可用R/S 构型法命名糖类构型法命名糖类,但最惯用是但最惯用是 “D/L D/L 构型标识法构型标识法构型标识法构型标识法”+“”+“俗名俗名俗名俗名”来命名糖类化合物。来命名糖类化合物。D-甘油醛甘油醛 凡离羰基最远手性碳构型与凡离羰基最远手性碳构型与凡离羰基最远手性碳构型与凡离羰基最远手性碳构型与D-D-甘油醛相同者为甘油醛相同者为甘油醛相同者为甘油醛相同者为D D型型型型,反之为反之为反之为反之为L L型型型型L-甘油醛甘油醛 D-葡萄糖葡萄糖 L-葡萄糖葡萄糖 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （一、构型和开链结构）上页上页下页下页首页首页7邓健 制作 刘俊义 审校第7页 糖构型普通用费歇尔式表示，但为了书写方便糖构型普通用费歇尔式表示，但为了书写方便,也能够使用简写式。常见几个表示方法为：也能够使用简写式。常见几个表示方法为：第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （一、构型和开链结构）上页上页下页下页首页首页8人民卫生电子音像出版社第8页自然界中存在自然界中存在D-酮糖，其酮羰基普通在酮糖，其酮羰基普通在C2位上。位上。D-果糖果糖 D-山梨糖山梨糖 D-核酮糖核酮糖 D-木酮糖木酮糖 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （一、构型和开链结构）上页上页下页下页首页首页9邓健 制作 刘俊义 审校第9页第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）二、单糖变旋光现象和环状结构二、单糖变旋光现象和环状结构 单糖是多羟基醛单糖是多羟基醛(酮酮)开链结构开链结构,得到了一些化学反应证实。得到了一些化学反应证实。但单糖其它一些性质却是开链结构不能解释。但单糖其它一些性质却是开链结构不能解释。1.单糖晶体单糖晶体IR谱无谱无C=O;醛糖醛糖PMR谱无醛氢特征峰谱无醛氢特征峰 上页上页下页下页首页首页10人民卫生电子音像出版社第10页+52.3+52.3o o 2.存在变旋光现象存在变旋光现象。冷乙醇中结晶葡萄糖冷乙醇中结晶葡萄糖 mp146,新配溶液新配溶液D+112,放置过程中放置过程中D 降低降低,最终变至最终变至+52.3;热吡啶溶液中结晶葡萄糖热吡啶溶液中结晶葡萄糖mp150,新配溶液新配溶液D+18.7,放置过程中放置过程中D 变高变高,最终也变至最终也变至+52.3。l l变变变变旋旋旋旋现现现现象象象象:一一一一个个个个构构构构型型型型糖糖糖糖其其其其旋旋旋旋光光光光度度度度在在在在溶溶溶溶液液液液中中中中会发生改变会发生改变会发生改变会发生改变,最终到达一恒定值现象。最终到达一恒定值现象。最终到达一恒定值现象。最终到达一恒定值现象。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页11邓健 制作 刘俊义 审校第11页 醛与醇能够生成半缩醛和缩醛，醛与醇能够生成半缩醛和缩醛，g g 或或 d d-羟基醛则主要以环状半缩醛形式存在：羟基醛则主要以环状半缩醛形式存在：糖类分子中现有糖类分子中现有C=O,又在又在或或位有位有-OH,故可形成较稳定故可形成较稳定4碳碳1氧五员杂环氧五员杂环(呋喃型呋喃型)或或5碳碳1氧六员杂环氧六员杂环(吡喃型吡喃型)。*第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页12人民卫生电子音像出版社第12页 因为形成环状半缩醛，原来没有手性羰基碳原子变因为形成环状半缩醛，原来没有手性羰基碳原子变成了手性中心，所以同一单糖有两种不一样环状半缩醛，成了手性中心，所以同一单糖有两种不一样环状半缩醛，即即、两种异构体，它们是非对映体，这种仅仅端基不两种异构体，它们是非对映体，这种仅仅端基不一样异构称为一样异构称为端基异构体端基异构体(anomer,异头物异头物)。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页13邓健 制作 刘俊义 审校第13页(64%)(64%)(36%)(36%)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 吡喃吡喃 l l变变变变旋旋旋旋现现现现象象象象化化化化学学学学本本本本质质质质:一一一一个个个个环环环环状状状状结结结结构构构构经经经经过开链结构转变为其它环状结构。过开链结构转变为其它环状结构。过开链结构转变为其它环状结构。过开链结构转变为其它环状结构。D=(18.764%)+(112 36%)=+52.3 因为开链结构含量极低因为开链结构含量极低,因而没有显著羰基特征光谱因而没有显著羰基特征光谱 (0.02%)(0.02%)平衡含量平衡含量平衡含量平衡含量 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页14人民卫生电子音像出版社第14页l 开链式与开链式与Haworth式关系：式关系：1.OO 在六边形在六边形右上角右上角2.编号最大编号最大伯醇基伯醇基伯醇基伯醇基在上方在上方:D-构型构型3.半缩醛半缩醛半缩醛半缩醛OHOH与伯醇基同侧：与伯醇基同侧：型；反侧：型；反侧：型型4.其余基：左上右下其余基：左上右下D-glucoseHaworth式式-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页15邓健 制作 刘俊义 审校第15页课堂练习课堂练习:由由由由D-D-甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖FischerFischer投影式写出其投影式写出其投影式写出其投影式写出其HaworthHaworth式式式式 Left:ULeft:Up p Left:ULeft:Up p ciscis:anomeranomerD-sugar Right:Right:Down Down 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页16人民卫生电子音像出版社第16页 Haworth 式把环看成平面，原子和原子式把环看成平面，原子和原子团垂直排布在环上下方，仍不能完全表示出团垂直排布在环上下方，仍不能完全表示出葡萄糖立体结构。更符合实际情况是葡萄糖立体结构。更符合实际情况是,稳定稳定六元环应是椅式构象。六元环应是椅式构象。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页17邓健 制作 刘俊义 审校第17页不论是不论是a a 式式 还是还是b b式式,都存在椅式都存在椅式-椅式相互转换椅式相互转换:占优势构象是占优势构象是 e 键取代最多构象。键取代最多构象。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页18人民卫生电子音像出版社第18页-D-(+)-葡萄糖葡萄糖-D-(+)-葡萄糖葡萄糖 D-葡萄糖葡萄糖(0.02%)(0.02%)(36%)(64%)-异构体较异构体较异构体较异构体较-异构体异构体异构体异构体稳定稳定稳定稳定,平衡含量要高平衡含量要高平衡含量要高平衡含量要高于于于于-异构体异构体异构体异构体 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页19邓健 制作 刘俊义 审校第19页问题问题:写出写出写出写出 和和和和-D-D-吡喃半乳糖构象式。吡喃半乳糖构象式。吡喃半乳糖构象式。吡喃半乳糖构象式。指出在水溶液中哪种更稳定。指出在水溶液中哪种更稳定。指出在水溶液中哪种更稳定。指出在水溶液中哪种更稳定。D-半乳糖半乳糖 -D-D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖吡喃半乳糖吡喃半乳糖 -D D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖吡喃半乳糖吡喃半乳糖 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （二、变旋光和环状结构）上页上页下页下页首页首页20人民卫生电子音像出版社第20页试问：（试问：（1）以下单糖是何构型？）以下单糖是何构型？（2）它吡喃型哈沃斯式是怎样（写出过程）？）它吡喃型哈沃斯式是怎样（写出过程）？（3）它）它-体稳定构象是什么？体稳定构象是什么？21设计与制作 邓 健第21页三、单糖物理性质三、单糖物理性质 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （三、单糖物理性质）l 单糖都是白色晶体，单糖都是白色晶体，水溶性较大水溶性较大，常易形成，常易形成过饱和溶液过饱和溶液(糖浆糖浆),难溶于醇等有机溶剂。难溶于醇等有机溶剂。水水-醇混合溶剂惯用于糖重结晶；不纯糖极难结晶，醇混合溶剂惯用于糖重结晶；不纯糖极难结晶，当前常采取层析方法分离纯化。当前常采取层析方法分离纯化。l 单糖都有甜味，单糖都有甜味，但程度各不相同，果糖最甜。但程度各不相同，果糖最甜。l 含有环状结构单糖有变旋光现象。含有环状结构单糖有变旋光现象。这是开链式这是开链式这是开链式这是开链式与环式进行可逆半缩醛与环式进行可逆半缩醛与环式进行可逆半缩醛与环式进行可逆半缩醛/酮反应结果酮反应结果酮反应结果酮反应结果。上页上页下页下页首页首页22邓健 制作 刘俊义 审校第22页第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）四、单糖化学性质四、单糖化学性质 多个醇羟基含有醇普通性质；羰基含有醛多个醇羟基含有醇普通性质；羰基含有醛酮性质酮性质;含有环式半缩醛羟基特有性质。含有环式半缩醛羟基特有性质。因为这些官能团处于同一分子内而因为这些官能团处于同一分子内而相互影响，所以又显示一些特殊性质。相互影响，所以又显示一些特殊性质。上页上页下页下页首页首页23人民卫生电子音像出版社第23页(一一)成苷反应成苷反应 糖半缩醛糖半缩醛(酮酮)羟基与另一含活泼羟基与另一含活泼H化合物化合物(如如:HO-,H2N-,HS-等等)脱水生成脱水生成糖苷糖苷(glycoside)-D-甲基吡喃葡萄糖苷甲基吡喃葡萄糖苷-D-甲基吡喃葡萄糖苷甲基吡喃葡萄糖苷 D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 此反应只发生在半缩醛此反应只发生在半缩醛/酮羟基上酮羟基上,该羟基又叫该羟基又叫苷羟基苷羟基苷羟基苷羟基 苷羟基苷羟基第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页24邓健 制作 刘俊义 审校第24页 O-O-苷苷苷苷,N-,N-苷苷苷苷S-S-苷苷苷苷,C-,C-苷苷苷苷 糖糖苷苷含含有有缩缩醛醛性性质质，无无变变旋旋光光现现象象，无无还还原原性性(指指不不能能还还原原Tollens试试剂剂等等弱弱氧氧化化剂剂)，碱中稳定，酸中水解。，碱中稳定，酸中水解。苷元苷元苷键苷键(或或)糖苷糖苷 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页25人民卫生电子音像出版社第25页 糖苷广泛分布于自然界中，很多苷含有生物糖苷广泛分布于自然界中，很多苷含有生物活性。糖基存在可增加糖苷水溶度，同时当与酶活性。糖基存在可增加糖苷水溶度，同时当与酶作用时经常是分子识别部位。作用时经常是分子识别部位。氮苷氮苷(尿苷尿苷)碳苷碳苷(伪尿苷伪尿苷)硫苷硫苷(黑芥子苷黑芥子苷)第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页26邓健 制作 刘俊义 审校第26页（二）氧化反应（二）氧化反应 单糖能被氧化单糖能被氧化,在不一样条件下得到不一样氧化产物。在不一样条件下得到不一样氧化产物。1.与与Tollens、Benedict和和Fehling试剂反应试剂反应 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页27人民卫生电子音像出版社第27页D-果糖果糖 D-葡萄糖葡萄糖 D-甘露糖甘露糖 烯二醇烯二醇烯二醇烯二醇 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页28邓健 制作 刘俊义 审校第28页 酮糖因为在碱性条件下能经过互变异构产生醛酮糖因为在碱性条件下能经过互变异构产生醛糖糖,故也可被故也可被Tollens、Fehling等碱性弱氧化剂等碱性弱氧化剂氧化。氧化。凡是与凡是与Tollens、Benedict和和Fehling试剂反应糖试剂反应糖称为称为还原糖还原糖，不反应称为，不反应称为非还原糖非还原糖。全部。全部单糖和一单糖和一些含有苷羟基寡糖都是还原糖。些含有苷羟基寡糖都是还原糖。有些寡糖及多糖不有些寡糖及多糖不能还原弱氧化剂，属于能还原弱氧化剂，属于非还原糖非还原糖非还原糖非还原糖。因为因为Benidict 试剂试剂比比Fehling 试剂稳定性试剂稳定性好，临床检验中惯用作好，临床检验中惯用作尿糖定性检测。尿糖定性检测。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页29人民卫生电子音像出版社第29页2.与溴水反应与溴水反应 溴水可选择性地将醛基氧化成羧基。因为在酸性溴水可选择性地将醛基氧化成羧基。因为在酸性条件下条件下(溴水溴水pH=6.00),糖不发生差向异构化糖不发生差向异构化,所以溴所以溴水只氧化醛糖而不氧化酮糖。水只氧化醛糖而不氧化酮糖。可用于判别酮糖与醛糖。可用于判别酮糖与醛糖。溴水红棕色溴水红棕色褪去褪去第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页30邓健 制作 刘俊义 审校第30页3.与稀硝酸反应与稀硝酸反应 硝酸是比溴水强氧化剂。它不但能够氧化糖醛基，还能硝酸是比溴水强氧化剂。它不但能够氧化糖醛基，还能够氧化糖伯醇羟基够氧化糖伯醇羟基,生成二元羧酸生成二元羧酸,称为称为糖二酸糖二酸糖二酸糖二酸。D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖 D-半乳糖二酸半乳糖二酸 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页31人民卫生电子音像出版社第31页D-葡萄糖二酸经选择性还原可得葡萄糖二酸经选择性还原可得D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸。D-葡萄糖葡萄糖 D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸D-葡萄糖二酸葡萄糖二酸 D-葡萄糖醛酸在肝脏中可与一些葡萄糖醛酸在肝脏中可与一些醇、酚等有毒物质生成苷，然后醇、酚等有毒物质生成苷，然后排出体外排出体外,从而起到解毒作用。从而起到解毒作用。酮糖用稀硝酸氧化时酮糖用稀硝酸氧化时酮糖用稀硝酸氧化时酮糖用稀硝酸氧化时,碳链断裂碳链断裂碳链断裂碳链断裂,生成各种小分子羧酸混合物。生成各种小分子羧酸混合物。生成各种小分子羧酸混合物。生成各种小分子羧酸混合物。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页32邓健 制作 刘俊义 审校第32页（三）酸性条件下脱水反应（三）酸性条件下脱水反应 在弱酸性条件下，含在弱酸性条件下，含-羟基羰基化合物易发羟基羰基化合物易发生生-羟基与羟基与-氢脱水反应，生成氢脱水反应，生成,不饱和羰基化不饱和羰基化合物。糖类化合物含有上述结构特征合物。糖类化合物含有上述结构特征,所以在酸所以在酸性条件下易脱水生成二羰基化合物。性条件下易脱水生成二羰基化合物。第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页33人民卫生电子音像出版社第33页 强酸条件下强酸条件下(如如12%HCl),戊醛糖在加热下戊醛糖在加热下,分子内起脱分子内起脱水作用生成水作用生成呋喃甲醛呋喃甲醛。已醛糖则得到。已醛糖则得到5-羟甲基呋喃甲醛羟甲基呋喃甲醛。己醛糖己醛糖 第十五章 糖 类 第一节 单 糖 （四、单糖化学性质）上页上页下页下页首页首页34邓健 制作 刘俊义 审校第34页 双糖和多糖都是单糖经过分子双糖和多糖都是单糖经过分子间脱水以苷键连接而成化合物。间脱水以苷键连接而成化合物。第二节第二节 双糖和多糖双糖和多糖 第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）一、双糖一、双糖 双糖可由二个相同或不一样单糖分子脱水而成。双糖可由二个相同或不一样单糖分子脱水而成。所以所以双糖也是一个苷双糖也是一个苷双糖也是一个苷双糖也是一个苷 上页上页下页下页首页首页35人民卫生电子音像出版社第35页 双糖物理性质与单糖相同。是否含有变旋光作用双糖物理性质与单糖相同。是否含有变旋光作用则要看双糖分子中是否还保留有游离苷羟基。则要看双糖分子中是否还保留有游离苷羟基。l 什么什么 单糖？单糖？对于二糖化学结构，必须明确：对于二糖化学结构，必须明确：l 什么什么-OH？l 什么什么 苷键（苷键（a a-型还是型还是b b-型）？型）？第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）双糖依据其是否含有还原性又分为双糖依据其是否含有还原性又分为还原糖还原糖和和非还非还原糖原糖两类。两类。上页上页下页下页首页首页36邓健 制作 刘俊义 审校第36页(一一)麦芽糖麦芽糖(maltose)-H2Oa a-1,4-苷键苷键 可看作是一个可看作是一个D-葡萄糖葡萄糖a a-苷羟基苷羟基与另一个与另一个D-葡萄糖葡萄糖C4-OH脱水而形成脱水而形成a a-葡萄糖苷葡萄糖苷,二者以二者以a a-1,4-苷键苷键结合。结合。结晶状态时游离苷羟基结晶状态时游离苷羟基为为b b-构型，有甜味。有变旋构型，有甜味。有变旋光现象和还原性；能被光现象和还原性；能被a a-葡萄糖苷酶水解。葡萄糖苷酶水解。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）上页上页下页下页首页首页37人民卫生电子音像出版社第37页(二二)纤维二糖纤维二糖(cellobiose)(+)-纤维二糖由纤维素部分水解得到纤维二糖由纤维素部分水解得到。它是它是 -葡萄糖苷葡萄糖苷,两个两个D-葡萄糖单位以葡萄糖单位以-1,4苷键苷键结合。结合。4-O-(-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -1,4 苷键苷键第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）上页上页下页下页首页首页38邓健 制作 刘俊义 审校第38页 (+)-纤维二糖化学性质与纤维二糖化学性质与(+)-麦芽糖相同麦芽糖相同,为为还原糖，有变旋现象。还原糖，有变旋现象。(+)-纤维二糖与纤维二糖与(+)-麦芽麦芽糖虽只是苷键构型不一样糖虽只是苷键构型不一样,但生理上却有很大差异。但生理上却有很大差异。(+)-麦芽糖有甜味，可在人体内分解消化麦芽糖有甜味，可在人体内分解消化,但但(+)-纤维二糖既无甜味，也不能被人体消化吸收。纤维二糖既无甜味，也不能被人体消化吸收。(+)-纤维二糖纤维二糖 (+)-麦芽糖麦芽糖 第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）上页上页下页下页首页首页39人民卫生电子音像出版社第39页 乳糖存在于哺乳动物乳汁中乳糖存在于哺乳动物乳汁中,人乳汁中含量为人乳汁中含量为78%,牛牛乳中含量为乳中含量为45%。它它是半乳糖是半乳糖-苷羟基与葡萄糖苷羟基与葡萄糖C4-OH失水而成失水而成-半乳糖苷半乳糖苷,二者以二者以-1,4苷键苷键结合。结合。(三三)乳糖乳糖(lactose)(+)-乳糖：乳糖：4-O-(-D-吡喃半乳糖基吡喃半乳糖基)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 (+)-乳糖不易溶解乳糖不易溶解,几无甜味几无甜味,有变旋光现象和还原性。医有变旋光现象和还原性。医药上利用其吸湿性小作为药品稀释剂以配制散剂和片剂。药上利用其吸湿性小作为药品稀释剂以配制散剂和片剂。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）上页上页下页下页首页首页40邓健 制作 刘俊义 审校第40页(四四)蔗蔗 糖糖 (sucrose)甘蔗和甜菜中含量最多，故俗称为蔗糖或甜菜糖甘蔗和甜菜中含量最多，故俗称为蔗糖或甜菜糖,甜味甜味仅次于果糖。蔗糖被稀酸水解，产生等量仅次于果糖。蔗糖被稀酸水解，产生等量D-葡萄糖和葡萄糖和D-果糖。果糖。无还原性和变旋光作用无还原性和变旋光作用,说明结构中已无半缩醛羟基。能被说明结构中已无半缩醛羟基。能被-葡萄糖苷酶或葡萄糖苷酶或-果糖苷酶水解生成相同产物果糖苷酶水解生成相同产物,说明其苷键说明其苷键由葡萄糖半缩醛羟基和果糖半缩酮羟基脱水而成。由葡萄糖半缩醛羟基和果糖半缩酮羟基脱水而成。-D-呋喃果糖基呋喃果糖基-D-吡喃吡喃葡萄糖苷葡萄糖苷-D-吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基-D-呋喃呋喃果糖苷果糖苷,-1,2-1,2-苷键苷键苷键苷键第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）上页上页下页下页首页首页41人民卫生电子音像出版社第41页 蔗糖是右旋糖，比旋光度为蔗糖是右旋糖，比旋光度为+66.7，水解后生成等量，水解后生成等量D-葡萄糖和葡萄糖和D-果糖混合物，其比旋光度为果糖混合物，其比旋光度为-19.7，与水解，与水解前旋光方向相反，所以把蔗糖水解反应称为转化反应，水前旋光方向相反，所以把蔗糖水解反应称为转化反应，水解后混合物称为解后混合物称为转化糖转化糖(invert sugar)。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （一、双糖）上页上页下页下页首页首页42邓健 制作 刘俊义 审校第42页二、多二、多 糖糖 第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）多糖是由许多单糖分子经过苷键连接而成高分多糖是由许多单糖分子经过苷键连接而成高分子化合物。因为连接方式不一样子化合物。因为连接方式不一样,能够形成直链多能够形成直链多糖糖,支链多糖支链多糖,有时也能形成环状多糖。有时也能形成环状多糖。单糖单位单糖单位单糖单位单糖单位单糖单位单糖单位单糖单位单糖单位苷苷苷苷 键键键键支化点支化点支化点支化点上页上页下页下页首页首页43人民卫生电子音像出版社第43页l 苷键类型苷键类型：-1,4苷键、苷键、-1,4苷键和苷键和-1,6苷键等苷键等 l 物物理理性性质质：多多糖糖无无固固定定熔熔点点、无无甜甜味味、大大多多难难溶溶于于水水，也也难难溶溶于于有有机机溶溶剂剂，多多糖糖长长链链末末端端即即使使仍仍有有苷苷羟羟基，但普通无变旋光现象，也不显还原性。基，但普通无变旋光现象，也不显还原性。l 多多糖糖分分为为匀匀多多糖糖(水水解解后后只只生生成成一一个个单单糖糖,如如淀淀粉粉、纤纤维维素素等等)和和杂杂多多糖糖(水水解解产产物物是是两两种种以以上上单单糖糖或或单单糖衍生物糖衍生物,如粘多糖等如粘多糖等)。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页44邓健 制作 刘俊义 审校第44页(一一)淀淀 粉粉(starch)淀粉为白色、无臭、无味粉状物质，它是由淀粉为白色、无臭、无味粉状物质，它是由-D-葡萄糖单位组成多聚体，是植物中葡萄糖单位组成多聚体，是植物中D-葡萄糖葡萄糖主要储存形式。淀粉是由主要储存形式。淀粉是由直链淀粉直链淀粉(amylose)和和支支链淀粉链淀粉(amylopectin)所组成混合物，前者含量为所组成混合物，前者含量为1030%，后者含量为，后者含量为7090%。淀粉广泛分布于植物界淀粉广泛分布于植物界,是人类获取糖类主要源泉。是人类获取糖类主要源泉。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页45人民卫生电子音像出版社第45页 直链淀粉结构直链淀粉结构 1.直链淀粉直链淀粉：由由-D-吡喃葡萄糖经过吡喃葡萄糖经过-(14)苷键苷键连接而连接而成直链多糖成直链多糖,它可由数百个到它可由数百个到3000 个葡萄糖单位组成。个葡萄糖单位组成。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页46邓健 制作 刘俊义 审校第46页 直链淀粉并不排列成一条直线，这是因为直链淀粉并不排列成一条直线，这是因为-1,4-苷苷键氧原子有一定键角键氧原子有一定键角,且单键可自由转动且单键可自由转动,分子内羟分子内羟基间可形成氢键基间可形成氢键,所以所以直链淀粉含有规则螺旋状空间直链淀粉含有规则螺旋状空间排列排列。每一圈螺旋有。每一圈螺旋有6个个D-葡萄糖单位。葡萄糖单位。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页47人民卫生电子音像出版社第47页 直链淀粉不易溶于冷水直链淀粉不易溶于冷水,能溶于热水。其水能溶于热水。其水溶液与碘产生溶液与碘产生紫兰色反应紫兰色反应，当前认为是直链淀粉螺旋状结构中空穴恰好适合，当前认为是直链淀粉螺旋状结构中空穴恰好适合碘分子进入碘分子进入,依靠分子间引力使碘形成依靠分子间引力使碘形成 紫兰色包结物紫兰色包结物紫兰色包结物紫兰色包结物。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页48邓健 制作 刘俊义 审校第48页l 支链淀粉也称胶淀粉，存在于淀粉外层，支链淀粉也称胶淀粉，存在于淀粉外层，组成淀粉皮质，它不溶于冷水或热水，但组成淀粉皮质，它不溶于冷水或热水，但可在水中膨胀成糊状。可在水中膨胀成糊状。2.支链淀粉支链淀粉l 支链淀粉主链也是由支链淀粉主链也是由-D-吡喃葡萄糖经吡喃葡萄糖经过过-(1,4)苷键苷键连接而成，另外它还含有连接而成，另外它还含有-(1,6)苷键苷键连接支链。连接支链。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页49人民卫生电子音像出版社第49页 支链淀粉可与碘生成紫红色配合物。支链淀粉可与碘生成紫红色配合物。支链淀粉可与碘生成紫红色配合物。支链淀粉可与碘生成紫红色配合物。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页-(1,4)苷键苷键-(1,4)苷键苷键-(1,6)苷键苷键50邓健 制作 刘俊义 审校第50页 直链和支链淀粉均可在酸催化下加热直链和支链淀粉均可在酸催化下加热水解。水解。依据淀粉水解产物与碘液展现颜色，依据淀粉水解产物与碘液展现颜色，可判断淀粉水解程度。可判断淀粉水解程度。淀粉淀粉 I2:蓝紫色蓝紫色蓝紫色蓝紫色蓝紫色蓝紫色蓝紫色蓝紫色红色红色红色红色无无无无 色色色色 无无无无 色色色色 无无无无 色色色色 紫糊精紫糊精 红糊精红糊精 无色无色 糊精糊精麦芽糖麦芽糖 D-葡萄糖葡萄糖 临床上利用临床上利用这一这一原理来测定血清中淀原理来测定血清中淀粉酶活性。粉酶活性。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页51人民卫生电子音像出版社第51页（二）糖元（二）糖元(glycogen)糖元是无色粉末糖元是无色粉末,易溶于水易溶于水,遇碘呈紫红色。糖元主要存在于动遇碘呈紫红色。糖元主要存在于动物肝脏和肌肉中物肝脏和肌肉中,其功效与植物淀粉相同其功效与植物淀粉相同,是葡萄糖贮存形式。是葡萄糖贮存形式。糖元结构与支链淀粉相糖元结构与支链淀粉相同，但同，但分子量更大分子量更大(可含可含5.6106个葡萄糖单位个葡萄糖单位);分支更密，只相隔分支更密，只相隔810个个葡萄糖残基就出现一个葡萄糖残基就出现一个-1,6-苷键。苷键。糖元分枝状结构示意图糖元分枝状结构示意图 第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页52邓健 制作 刘俊义 审校第52页3.纤维素纤维素 纤维素是由纤维素是由D-葡萄糖经葡萄糖经-(1,4)苷键苷键连接连接而成线状多聚体而成线状多聚体,通常可由通常可由 30015000个个 D-葡萄糖单位组成葡萄糖单位组成,其结构中没有分支。其结构中没有分支。纤维二糖纤维二糖 第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页53人民卫生电子音像出版社第53页 由由(1,4)苷键苷键连接纤维素趋向形成连接纤维素趋向形成“直链直链”，每，每100200条彼此平行分子长链经条彼此平行分子长链经过氢键聚集在一起排列成纤维素索。过氢键聚集在一起排列成纤维素索。纤维素纤维素不显还原性不显还原性,在酸中加热加压长时间水解在酸中加热加压长时间水解,可最终水解为可最终水解为D-葡萄糖葡萄糖,若小心水解可生成纤维二糖。若小心水解可生成纤维二糖。纤维素在水、稀酸和稀碱及普通有机溶剂中纤维素在水、稀酸和稀碱及普通有机溶剂中不溶，但能不溶，但能溶于浓硫酸及浓氯化锌溶液溶于浓硫酸及浓氯化锌溶液中，并同中，并同时断链，最好溶剂是氢氧化铜氨溶液。时断链，最好溶剂是氢氧化铜氨溶液。第十五章 糖 类 第二节 双糖和多糖 （二、多糖）上页上页下页下页首页首页54邓健 制作 刘俊义 审校第54页1.单糖结构单糖结构单糖结构单糖结构 构型；开链式与环式互变异构构型；开链式与环式互变异构构型；开链式与环式互变异构构型；开链式与环式互变异构2.单糖性质单糖性质单糖性质单糖性质 3.成苷；氧化成苷；氧化成苷；氧化成苷；氧化(弱氧化剂弱氧化剂弱氧化剂弱氧化剂,溴水溴水溴水溴水,稀硝酸稀硝酸稀硝酸稀硝酸););脱水脱水脱水脱水4.3.3.二糖二糖二糖二糖 （苷键类型）（苷键类型）（苷键类型）（苷键类型）5.还原性二糖：麦芽糖、纤维二糖、乳糖还原性二糖：麦芽糖、纤维二糖、乳糖还原性二糖：麦芽糖、纤维二糖、乳糖还原性二糖：麦芽糖、纤维二糖、乳糖6.非还原性二糖：蔗糖非还原性二糖：蔗糖非还原性二糖：蔗糖非还原性二糖：蔗糖7.4.4.多糖多糖多糖多糖 （苷键类型）（苷键类型）（苷键类型）（苷键类型）8.淀粉淀粉淀粉淀粉(直链、支链直链、支链直链、支链直链、支链););糖原糖原糖原糖原;纤维素纤维素纤维素纤维素本本 章章 要要 点点55第55页