糖類化合物課件

1、關(guān)于糖類化合物第一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）單糖的構(gòu)造式第三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)構(gòu)的確定：(1) 元素分析法測得實驗式CH2O，測定分子量為180，確定其分子式為C6H12O6。(2) 確定結(jié)構(gòu)和官能團（化學方法）。與一分子HCN加成，與一分子NH2OH生成肟，說明分子中有一個羰基。用CH3COCl完全乙?；夂蠓治鼋Y(jié)果，每分子能和5分子的CH3COCl作用，說明分子中有5個羥基。用鈉汞齊還原得到己六醇，用HI徹底還原得到正己烷，說明分子為直鏈。(3) 確定羰基的位置，與氫氰酸加成水解生成六羥基酸，再用H

2、I還原得正庚酸，說明鏈端醛基。第四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）單糖的構(gòu)型第六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 D-(+)-甘油醛 L-()-甘油醛 1. D/L構(gòu)型簡介第七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 D-(+)-甘油醛D-(+)-葡萄糖 D-()-果糖L-()-甘油醛L-()-葡萄糖 L-(+)-樹膠糖 第八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月D-（+）-葡萄糖 第十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月幾點說明：D

3、、L只表示單糖的相對構(gòu)型與甘油醛的關(guān)系，與旋光方向無關(guān)。自然界中存在的糖都是D型，L型多為人工合成的。1951年，用X射線衍射法證明，單糖的真實構(gòu)型正好同原來規(guī)定的相對構(gòu)型一致。 第十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月書寫方法：常見的表示構(gòu)型的方法有透視式和費歇爾投影式。 2. 構(gòu)型的標記與表示方法標記方法： D/L法：此法只能表示出編號最大的手性碳原子的構(gòu)型。 R/S法：可以表示出每一個手性碳原子的構(gòu)型，但較為復(fù)雜。第十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）單糖的反應(yīng) 構(gòu)型的確定1.成脎反應(yīng) 單糖與苯肼作用生成脎，醛糖生成脎后，C2不再是手性碳原子，其余的手性碳原子構(gòu)型保持

4、不變。 第十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）用3 mol苯肼，是由于要用苯肼做氧化劑，氧化C2上的羥基，在反應(yīng)中，糖分子上的羰基先和苯肼生成腙，這時C2上的羥基會被苯肼氧化成羰基，進一步于苯肼反應(yīng)生成脎。 （2）成脎反應(yīng)，發(fā)生在C1和C2兩個碳原子上，因此，C3、C4、C5構(gòu)型相同的糖，生成的糖脎相同。 （3）糖脎都是不溶于水的黃色晶體，不同的糖脎晶形不同，在反應(yīng)中生成的速度不同，熔點也不相同可利用成脎反應(yīng)和脎的不同性質(zhì)來對糖類進行鑒定。 第十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月氧化反應(yīng) (1)和托倫、斐林試劑的反應(yīng) D-葡萄糖酸注意：酮糖也能被托倫試劑或斐林試劑氧化，

5、這是由于在堿性試劑中，酮糖能通過烯醇式中間體，使羰基轉(zhuǎn)移到C1上，而以上二種試劑都是堿性的。 第十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月差向異構(gòu)體定義：在含多個手性碳的同分異構(gòu)體中，只有一個手性碳原子的構(gòu)型相反，其他手性碳原子構(gòu)型完全相同的異構(gòu)體，稱為差向異構(gòu)體。差向異構(gòu)化：含多個手性碳原子的化合物，通過化學反應(yīng)，使其中一個手性碳原子轉(zhuǎn)變?yōu)槠湎喾礃?gòu)型過程。單糖在堿性溶液中會發(fā)生差向異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)過程是在堿性溶液中羰基發(fā)生烯醇化，通過烯醇式中間體和其差向異構(gòu)體達成平衡。 D-(+)-葡萄糖 1,2-烯醇式 D-(+)-甘露糖 D-()-果糖 第十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月(

6、2)和溴水反應(yīng) 應(yīng)用： 溴水能氧化醛糖使其成為糖酸，但不氧化酮糖，原因是溴水是酸性試劑，pH = 6，不能使酮糖通過烯醇式中間體異構(gòu)化。因此可利用這個反應(yīng)區(qū)別醛糖和酮糖。糖酸易形成內(nèi)酯，難于分離得到。第十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 (3)和硝酸反應(yīng) D-葡萄糖D-葡萄糖二酸D-果糖 D-阿拉伯糖二酸 第十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 稀HNO3的氧化能力比溴水強，能使醛糖氧化成糖二酸，可根據(jù)生成的糖二酸是否旋光，來推測糖的結(jié)構(gòu)。酮糖在同樣的條件下氧化，導(dǎo)致C1C2鍵斷裂，生成少一個碳的糖二酸。糖二酸也容易形成內(nèi)酯。(4)和高碘酸反應(yīng) D-赤蘚糖 第二十張，PPT共

7、五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 用HIO4氧化相鄰兩個碳上都帶有羥基的化合物，或一個帶有羥基一個羰基的化合物時，碳鏈發(fā)生破裂，糖類也能發(fā)生這樣的反應(yīng)。 反應(yīng)特點：每破裂一個碳碳單鍵，消耗一分子HIO4，因此是研究糖類結(jié)構(gòu)最有力的手段之一。反應(yīng)中醛基、仲醇基氧化為甲酸，伯醇基氧化為甲醛。 第二十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月還原反應(yīng) D-木糖(旋光)D-木糖醇(不旋光 )可根據(jù)還原成的糖醇旋光性與否，推測糖的結(jié)構(gòu)第二十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.遞升和遞降 通過一定的化學反應(yīng)，生成比原來多一個碳原子的糖稱為遞升。 D-樹膠糖 D-葡萄糖 第二十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)

8、作于2022年6月通過化學反應(yīng)，生成比原來少一個碳的糖稱為遞降 D-葡萄糖 D-樹膠糖第二十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月1實驗事實在單糖的紅外光譜中，沒有羰基的特征吸收峰。 葡萄糖是五羥基己醛，理應(yīng)具有醛的所有特征反應(yīng)，事實：可以被托倫試劑氧化，能和HCN加成，但不與NaHSO3加成，也不能使品紅試劑變色。 變旋現(xiàn)象：葡萄糖晶體有兩種，-型熔點146，新制的溶液比旋光度為+112 ，-型熔點150，新制的溶液比旋光度為+19 ，放置一段時間后，比旋光度都轉(zhuǎn)變?yōu)?52 。 生成糖苷：糖苷是類似于縮醛的一類物質(zhì)，醛可以和兩分子醇生成縮醛，醛糖只能和一分子醇生成糖苷，若存在自由醛基，應(yīng)

9、能和兩分子醇發(fā)生反應(yīng)，事實并非如此。 第二十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 結(jié)論事實說明糖分子中的羰基不是自由的羰基，很可能是和分子中的羥基形成了環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu)。第二十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 單糖在IR中沒有羰基的伸縮振動，在NMR譜中沒有醛基質(zhì)子的吸收（糖主要不是鏈狀結(jié)構(gòu)而是環(huán)狀結(jié)構(gòu)） 葡萄糖甲苷 第二十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.環(huán)的大小 用(CH3)2SO4把葡萄糖甲苷完全甲基化再水解，除去縮醛甲基，當它以開鏈形式存在時，哪個碳上的羥基游離存在，則此羥基就是和羰基形成環(huán)狀半縮醛的羥基。 第二十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月用X

10、射線衍射法證明，糖的環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu)都是以五元或六元環(huán)形式存在的。 第二十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.環(huán)狀結(jié)構(gòu)的表示方法 費歇爾投影式：就是前面所用的方法，但它是不合理的，表現(xiàn)在5個碳原子不可能在同一條直線上，氧橋過長與事實不符，因此它不能夠反映每個基團的相對空間關(guān)系。哈武斯透視式：是一種比較接近真實的表示方法 第三十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月370.163第三十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月果糖 D-果糖 -D-呋喃果糖 -D-吡喃果糖第三十四張，PPT共

11、五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.變旋光現(xiàn)象的解釋第三十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月5.成苷反應(yīng) 第三十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、重要的單糖1.葡萄糖2.果糖果糖是酮糖酮糖的鑒別：用間苯二酚-鹽酸與之共熱，立刻呈現(xiàn)深紅色，醛糖無此反應(yīng)。果糖與Ca(OH)2生成絡(luò)合物C6H12O6Ca(OH)2H2O，極難溶于水，可用于果糖的檢驗。第三十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.半乳糖4.核糖和脫氧核糖 D-核糖 -D-呋喃核糖第三十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 D-2-脫氧核糖-D-2-脫氧呋喃核

12、糖 第四十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 雙糖雙糖中兩個單糖分子有兩種可能的連接方式：兩個半縮醛羥基相互結(jié)合生成縮醛，此時分子中已不再有半縮醛羥基，不能開環(huán)形成自由醛基，因此不能成脎，無變旋現(xiàn)象，沒有還原性，所以稱為非還原性雙糖。一分子單糖以半縮醛羥基和另一分子單糖的其他羥基縮合，此時分子中仍保留一個半縮醛羥基，在溶液中可以變?yōu)樽杂扇┗虼四艹呻?，有變旋現(xiàn)象，有還原性，能與托倫試劑等弱氧化劑反應(yīng)，所以稱為還原性雙糖。第四十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月非還原性糖還原性糖第四十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月4-O-D-吡喃葡萄糖苷基-D-吡喃葡萄糖 麥芽糖 第四十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月4-O-D-吡喃葡萄糖苷基-D-吡喃葡萄糖纖維二糖 第四十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月4-O-D-吡喃半乳糖苷基-D-吡喃葡萄糖乳糖 第四十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 多糖1.纖維素第四十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月纖維素的應(yīng)用1. 造紙2. 人造纖維3. 硝化纖維素（纖維素硝酸酯 ）4. 羧甲基纖維素第四十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.淀粉直鏈淀粉第