糖的化学

2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity第二章糖的化学第一节概述第二节重要单糖第三节单糖的性质第四节寡糖第五节多糖的化学第六节多糖提取分离和纯化2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity一糖的定义与分布糖类(saccharide):是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称.最初,糖类化合物用Cn(H2O)m表示,统称碳水化合物(carbohydrate)鼠李糖(C6H12O5)、脱氧核糖(C5H10O4)糖类是地球上数量最多的一类有机化合物,在植物占80%,动物占2%,微生物占10%～30%第一节概述2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity二糖类的生物学意义生物体内的主要能源物质生物体的结构成分在生物体内转变为其他物质:脂类,蛋白,核酸细胞识别的信息分子：神经活动、细胞识别和信息传递2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity三糖的分类：单糖:不能水解的最简单糖类,组成糖类物质的基本结构单位.寡糖:有2～10个分子单糖缩合而成,水解后产生单糖.多糖:由多分子单糖或其衍生物所组成,水解后产生原来的单糖或其衍生物.2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity第二章糖的化学第一节概述第二节重要单糖第三节单糖的性质第四节寡糖第五节多糖的化学第六节多糖提取分离和纯化2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity第二节重要单糖丙糖：甘油醛和二羟基丙酮2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityD-赤藓糖D-苏糖D-甘油醛D-核糖D-阿拉伯糖D-来苏糖D-木糖D-阿洛糖D-阿卓糖D-葡萄糖糖D-甘露糖D-古洛糖D-艾杜糖D-半乳糖D-塔罗糖庚糖：D-景天庚糖长链糖可认为是用插入到甘油醛的羰基和相邻的醇基之间的延长产物H-C-OH2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityD-赤藓酮糖D-核酮糖D-木酮糖D-塔格酮糖D-阿洛酮糖D-山梨糖D-果糖庚糖：D-景天庚酮糖2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity第二章糖的化学第一节概述第二节重要单糖第三节单糖的性质第四节寡糖第五节多糖的化学第六节多糖提取分离和纯化2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity第三节单糖的性质一单糖的物理性质2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity1.不对称碳原子:与四个不同的原子或基团共价连接并因此失去对称性的四面体碳原子,常用C*表示.2.构型(configuration):单糖有D-及L-两种异构体.凡在理论上可由D-甘油醛衍生出来的单糖皆为D-型糖.透视式Fisher投影式2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity构型确定方法：以单糖离羰基最远一个不对称碳在空间上的排布与甘油醛的不对称碳原子上的羟基在空间上的排布相比较而确定.D-葡萄糖(D-glucose)CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456D型和L型以甘油醛作标准2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity3.旋光性(opticity):物质具有使经过的偏振光旋转一定角度的能力,用＋－表示.存在不对称碳原子.比旋光度通常,规定旋光管的长度为1dm,待测物质溶液的浓度为1g/mL,在此条件下测得的旋光度叫做该物质的比旋光度,用[α]表示.比旋光度仅决定于物质的结构,是物质特有的物理常数.变旋现象(mutarotation)：一个有旋光性的溶液放置后,其比旋光度改变的现象.2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity4.葡萄糖的环状结构葡萄糖的链状结构不能解释一些性质：醛基不能和NaHSO3反应,也不能和Schiff试剂反应葡萄糖的变旋现象30℃乙醇中结晶＋112.2(α)98℃吡啶中结晶＋18.7(β)＋52.72020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity当一个醇与一个醛反应时形成一个半缩醛,与一个酮反应形成时半缩酮,再结合一个醇可以分别形成缩醛或缩酮.但葡萄糖只能形成半缩醛2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity水溶液中Glc主要以环状结构存在五元环：呋喃型六元环：吡喃型2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity链环式互变规则F式右边羟基写在H式的平面之下D型的羟甲基在平面之上,L型在平面之下碳原子顺序按顺时针方向排列Haworth投影式2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity葡萄糖：D-葡萄糖(D-glucose)CHOCCCCCH2OHHOHOHHHOHHOH123456α-D-葡萄糖HOHCOCH2OHOHOHOH123456β-D-葡萄糖HOHCOCH2OHOHOHOH62020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity葡萄糖溶液变旋的原因：-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖变旋葡萄糖环化溶液中的-构型、-构型以及直链形式葡萄糖处于平衡中,-构型的旋光度为＋112.2°、-构型为＋18.7°,稳定后比旋达到＋52.6°2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityA.磷酸糖磷酸丙糖和5-磷酸核糖是最简单的磷酸糖.常见的还有葡萄糖-1-磷酸和葡萄糖-6-磷酸等.5.单糖的重要衍生物：2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityB.脱氧糖2-脱氧-D-核糖是用于DNA合成的构件分子.L-岩藻糖(6-脱氧-L-半乳糖)和L-鼠李糖(6-脱氧-L-甘露糖)广泛存在于植物、动物和微生物中,并且常出现在寡糖和多糖中.2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityC.氨基糖单糖上的羟基为氨基所取代后形成,有时氨基被乙酰化.N-乙酰葡萄糖胺是同多糖几丁质的单体.2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityD.糖醇单糖的羰基氧被还原生成的多羟基醇.甘油和肌醇都是脂的重要成分,核醇是FMN和FAD的成分.木糖醇是木糖的衍生物.D-山梨糖醇是发生在某些组织中的由葡萄糖转化为果糖的代谢途径中的中间产物.2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityE.糖酸糖酸是由醛糖衍生的羧酸,通过醛糖的C-1的氧化可以生成葡糖酸,或者是通过最高编号的碳的氧化产生葡糖醛酸.糖酸是许多多糖的重要成分.2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity二.化学性质1.与酸作用A．Molisch’stest(莫利希试验)鉴定糖类的共同反应2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityB．Seliwanoff’stest(西里瓦诺夫试验)C．Tollen’stest(土伦试验)D．Bial’stest(比亚尔试验,也称苔黑酚试验)2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity2.与碱的反应－异构化2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity3.形成糖苷(缩醛)2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity4.单糖的氧化(即单糖的还原性)弱氧化剂：常用的为含Cu2+或Fe3+的碱性溶液Fehling试剂：CuSO4、NaOH、酒石酸钾钠Benedict试剂：CuSO4、Na2CO3、柠檬酸钠2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity温和氧化剂；Br2-H2O强氧化剂：浓HNO32020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity第二章糖的化学第一节概述第二节重要单糖第三节单糖的性质第四节寡糖第五节多糖的化学第六节多糖提取分离和纯化2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity第四节寡糖1.二糖A蔗糖(sucrose)最丰富的二糖2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity蔗糖的性质：物理性质：白色结晶,易溶于水,很甜.有旋光性,无变旋现象.化学性质：无还原性.蔗糖的转化作用：2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityB麦芽糖(maltose)淀粉水解释放2分子D-葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而成-D-吡喃葡糖酰-(14)-D-葡萄糖糖苷键连接的异头碳必须是-构型,但第二个葡萄糖残基可以呈现或异构体2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityC纤维二糖（cellobiose）纤维素水解可得2分子D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversityD乳糖(lactose)奶中主要的糖由1分子D-半乳糖和1分子D-葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成.2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity二糖总结：SucroseMaltoseLactose组成(均为D型)苷键旋光变旋还原性1Glc,1Fruα,β-1,2+--2Glcα-1,4+++1Glc,1Galβ-1,4+++2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity2三糖：棉籽糖2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity甜度(sweetness)与溶解度天冬氨酰苯丙氨酸甲酯2020年2月12日8时59分烟台大学药学院SchoolPharmacyofYantaiUniversity1.（南师2001）糖是生物体内维持生命活动提供能量的（）A次要来源B主要来源C唯一来源D重要来源2.（清华2002）下列哪个糖不是还原糖（）A果糖B半乳糖C乳糖D蔗糖3.（中山大学2004）糖类除了作为能源之外，它还与生物大分子之间的识别有关，也是合成蛋白质、核算、（）等生物大分子的碳骨架的供体。4（中科大2006）糖类分子里含有的两大官能团（）（）2