基礎(chǔ)有機化學(xué)糖類化合物課件

1、單糖的構(gòu)造式、構(gòu)型和環(huán)狀結(jié)構(gòu)；單糖的性質(zhì)和重要反應(yīng)；雙糖的兩種連接方式；多糖的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。單糖構(gòu)型、環(huán)狀結(jié)構(gòu)的表示方法；單糖的重要反應(yīng)。第十九章 糖類化合物單糖的構(gòu)造式、構(gòu)型和環(huán)狀結(jié)構(gòu)；單糖構(gòu)型、環(huán)狀結(jié)構(gòu)的表示方 碳水化合物如：糖、淀粉 、纖維素等，都是天然有機化合物，它們對維持動植物的生命起著重要的作用。 植物的驕傲通過光合作用產(chǎn)生碳水化合物 人類的遺憾自身沒有合成碳水化合物的能力CO2+nH2O C （H2O)n + O2 葉綠素光(C6H10O5 )n + nH2O nC6H10O5酶淀粉等 碳水化合物如：糖、淀粉 、纖維素等，都是天然有機 地球上每年由綠色植物經(jīng)光合作用合成的碳水化合

2、物達數(shù)千億噸。它是構(gòu)成植物的組織基礎(chǔ)，又是人類和動物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也為工業(yè)提供如糧、棉麻、竹、木等眾多的天然的有機原料。 地球上每年由綠色植物經(jīng)光合作用合成的碳水化合物達數(shù)千億名稱來由：H ：O（原子個數(shù)比） = 2 ：1，與H2O相同 通式： Cn(H2O)m 碳水化合物不是以C和H2O的形式存在，如： 鼠李糖C6H12O5，其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)均與碳水化合物相同，但卻不符合上面的通式。 HCHO = C H2O； CH3COOH = C2(H2O)2 甲醛 醋酸 “碳水化合物”已失去原來的涵義 碳水化合物組成元素C、H、O均不是碳水化合物名稱來由：H ：O（原子個數(shù)比） = 2 ：1，與H2

3、O相同分類：單糖 （monosacchardes )低聚糖（Oligosaccharides ) 水解生成210個單糖分子多(聚)糖（Polysaccharides） 水解 生成物10 個單糖分子 碳水化合物： 從結(jié)構(gòu)上看，碳水化合物指多羥基醛或多羥基酮以及水解后能生成多羥基醛或多羥基酮的一類化合物（稱為糖）。分類：單糖 （monosacchardes ) 碳水化合 如：將羥基寫在上端，從靠近羰基的一端開始編號己醛醣的立體異構(gòu)體：2416 如：將羥基寫在上端，從靠近羰基的一端開始編號構(gòu)造式： 己醛糖 己酮糖 己醛糖有24=16種旋光異構(gòu)體，己酮糖有23=8種旋光異構(gòu)體。葡萄糖和果糖分別是其中的

4、一個旋光異構(gòu)體 *構(gòu)造式： 己醛糖 己酮糖 己醛糖有24=16種旋光異構(gòu)體 因含CHO，故屬醛糖 因含C=O，故屬酮糖 按分子中所含碳原子數(shù)目還可分為： 四碳糖（丁糖）；五碳糖（戊糖）；六碳糖（己糖）最重要的是：己糖：葡萄糖；戊糖：核糖。 最簡單的單糖是三碳糖 最簡單的單糖是三碳糖 若分子種有n 個不同的手性碳原子，每個手性碳可有兩種立體構(gòu)型，故有2n種立體異構(gòu)體。1、構(gòu)型的表示方法 葡萄糖為例： 使用最多的式Fisher投影式 在這方面的研究，德國化學(xué)家Fischer,研究單糖的結(jié)構(gòu)最為突出，為此曾獲1902年Nobel化學(xué)獎。 若分子種有n 個不同的手性碳原子，每個手性碳可有兩種立基礎(chǔ)有機

5、化學(xué)糖類化合物2、相對構(gòu)型：編號最大的一個手性碳原子的構(gòu)型與D(+)甘油醛相同D-構(gòu)型！2、相對構(gòu)型：編號最大的一個手性碳原子的構(gòu)型與D(+)甘油 上式為Fischer投影式，另一種用Haworth式表示：六元環(huán)平面Haworth式的形成過程可表示如下：差向異構(gòu)體：只有一個手性碳原子構(gòu)型相反，其他手性碳原子構(gòu)型完全相同。 3、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)（P250） 上式為Fischer投影式，另一種用Haworth式表 吡喃環(huán) ，具有六元環(huán)的糖類稱為吡喃糖。具有五元環(huán)的糖類稱為呋喃糖。 氧環(huán)式結(jié)構(gòu)的確定，對變旋光現(xiàn)象就有了一個令人信服的解釋： 這是因為異構(gòu)體和異構(gòu)體兩種晶體在水溶液中可以通過開鏈式互變，并

6、迅速建立平衡。 吡喃環(huán) ，具有六元環(huán)的糖類稱為吡喃糖。具有五元平衡體系中異構(gòu)體的含量較多？4. 構(gòu)象式5、果糖的結(jié)構(gòu)平衡體系中異構(gòu)體的含量較多？4. 構(gòu)象式5、果糖的結(jié)構(gòu)一、氧化反應(yīng)（P242） 單糖可被多種氧化劑氧化，而表現(xiàn)出還原性。其氧化產(chǎn)物因所用氧化劑的不同而異。呋喃吡喃P253一、氧化反應(yīng)（P242） 單糖可被多種氧化劑氧化，而表1. 溴水氧化（P243） 這一反應(yīng)實際上是在醛糖的氧環(huán)式半縮醛碳（即苷原子）上進行的。 證明：在弱酸條件下（PH = 5.0），溴水可將己醛糖氧化為醛糖酸的內(nèi)酯，且-D葡萄糖的氧化速率為- D葡萄糖的250倍。1. 溴水氧化（P243） 這一反應(yīng)實際上是在醛

7、糖的氧2. 弱氧化劑Fehling試劑和Tollens氧化（P242）酮糖可以與Fehling試劑和Tollens作用？酮糖 醛糖 稀堿液象這種能還原Tollens和Fehling試劑的糖,稱之為還原糖2. 弱氧化劑Fehling試劑和Tollens氧化（順 烯醇式 反 烯醇式D (+) 甘露糖D (+) 葡萄糖象這種能還原Tollens和Fehling試劑的糖,稱之為還原糖。 酮糖的氧化較為困難，在強烈條件下，則碳鏈斷裂氧化成較小分子的羧酸。順 烯醇式 反 烯醇式D (+) 甘露糖D 3、用硝酸氧化4、用高碘酸氧化D葡萄糖D葡萄糖二酸1003、用硝酸氧化4、用高碘酸氧化D葡萄糖D葡萄糖二酸1

8、00D-赤蘚糖 反應(yīng)特點：每破裂一個碳碳單鍵，消耗一分子HIO4； 醛基、仲醇基氧化為甲酸，伯醇基氧化為甲醛。 D-赤蘚糖 反應(yīng)特點：每破裂一個碳碳單鍵，消耗一分子HIO二、還原反應(yīng) 常用的還原劑：NaHg、H2 / Ni、NaBH4等。 還原產(chǎn)物：多元醇山梨醇甘露醇D-木糖(旋光) D-木糖醇(不旋光) 二、還原反應(yīng) 常用的還原劑：NaHg、H2 / Ni、三、成脎反應(yīng)（P241） 該反應(yīng)實際上是生成果糖腙后，用一分子具有氧化能力的苯肼將C1的伯醇基氧化成CHO后，再與另一分子苯肼作用而成脎的。葡萄糖果糖三、成脎反應(yīng)（P241） 該反應(yīng)實際上是生成果糖腙后，用比較上述成脎反應(yīng)：1. 兩種糖的

9、成脎反應(yīng)均發(fā)生在C1、C2兩原子上；成脎后兩種糖的差別消失，生成同一種糖脎。 2. C3、C4、C5三個手性碳原子在成脎后構(gòu)型保持不變。 結(jié)論： 僅C1、C2不同的糖，將生成同一種糖脎。換言之，凡生成同一種糖脎的己糖，其C3、C4、C5的構(gòu)型相同。 一般說來，不同的糖將生成不同的糖脎（黃色結(jié)晶）；即使生成相同的糖脎，其反應(yīng)速度、析出脎的時間也不同。結(jié)論：用成脎反應(yīng)來鑒別糖 問題：反應(yīng)成脎后還能與苯肼作用嗎？原因：待反應(yīng)成脎以后，借助氫鍵形成一個較穩(wěn)定的六元環(huán)螯合物。不能比較上述成脎反應(yīng)：1. 兩種糖的成脎反應(yīng)均發(fā)生在C1、C2兩四、成苷反應(yīng) 糖分子中苷羥基上的氫原子被其它原子取代的產(chǎn)物,叫做苷或配糖體。 根據(jù)糖苷的結(jié)構(gòu)，可做出如下判斷：四、成苷反應(yīng) 糖分子中苷羥基上的氫原子被其它原子取代的1. 成苷后，苷羥基消失，水溶液中不能再轉(zhuǎn)變?yōu)殚_鏈式，因此，不具備下列性質(zhì)： A. 沒有變旋光現(xiàn)象； B.