有机化学-第19章糖

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1、单糖的构造式，构型和环状结构；单糖的性质和重要反应；还原性双糖和非还原性双糖；多糖的结构及其应用。单糖构型、环状结构的表示方法；单糖的重要反应。糖类也称碳水化合物，是自然界中分布最广的一类有机化合物，广泛存在于动物、植物、微生物体内。植物界为最多，约占植物干体重的50~80%，是绿色植物光合作用形成的。糖类化合物是生物机体的重要碳源和能源，葡萄糖代谢的正常调节对生命运动非常重要。纤维素是植物的结构多糖，甲壳素是昆虫和甲壳类动物的结构多糖。动物器官组织中的糖，以游离糖形式，或与蛋白质、脂类等结合成复合糖存在，具有多种生理功能。1

2、糖类化合物的涵义糖类也称为碳水化合物，糖类化合物中的一些重要成员都具有甜味，或水解后的产物具有甜味。可用通式Cm(H2O)n表示，好像是碳原子和水分子按一定比例关系形成的。葡萄糖、果糖：C6H12O6，可表示为C6(H2O)6；蔗糖：C12H22O11，可表示为C12(H2O)11。碳水化合物的名称是历史上沿用下来的，早期研究发现，这类化合物都含有碳、氢、氧三种元素。随着研究的深入，发现有的糖不符合碳水比例：脱氧核糖C5H10O4，鼠李糖C6H12O5。而另一些化合物，虽分子式符合碳水比例的通式，但性质上却毫无共同之处。糖类化合物的涵义：

3、多羟基醛或多羟基酮，以及它们的脱水缩合物和衍生物。甲酸CH2O，乙酸C2H4O2，乳酸C3H6O3。还有一些糖除了C、H、O外，还含有N、S等元素。糖类化合物的名称常使用俗名。2糖类化合物的分类根据分子中碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、己糖……根据羰基的位置不同：醛糖、酮糖。单糖：是天然糖类化合物的单体，不能再水解成更简单的糖，如葡萄糖和果糖等。低聚糖：也叫寡糖，水解时生成2~8个单糖分子，可看作是单糖脱水缩合而成的。双糖，由两个单糖单位组成，如麦芽糖和蔗糖等。三糖、四糖……，由三个、四个……单糖单位组成。多糖：是由许多单糖分子缩聚而成的大

4、分子，如淀粉、纤维素等。3存在与来源糖类化合物广泛存在于自然界，是植物进行光合作用的产物。葡萄糖在植物体内还要进一步结合生成多糖——淀粉及纤维素。葡萄糖单糖是最重要的糖，也是其他糖的基本结构单位，分为醛糖和酮糖两大类。1单糖的构造式经元素分析得到实验式CH2O，测定分子量为180；在化学史上，对葡萄糖和果糖构造式的确定，是用化学方法测定结构的典型事例。确定其分子式为C6H12O6。单糖分子中所含的碳原子数通常为3~7个。确定葡萄糖和果糖的分子式：C6H12O6能和一分子HCN加成，能和一分子NH2OH成肟；用CH3COCl完全乙酰化，水解

5、后分析结果，可得每分子C6H12O6能和5分子的CH3COCl作用；说明分子中有5个羟基。用钠汞齐还原得到己六醇，用HI彻底还原得到正己烷；说明分子中有一个羰基。说明C6H12O6分子为直链。确定分子链类型和官能团的种类、个数：确定分子中羰基的位置：用稀硝酸氧化葡萄糖，得到6个碳的二元酸；说明葡萄糖的羰基位于链端，为醛糖。用稀硝酸氧化果糖，得到5个碳的二元酸；说明果糖的羰基位于第二个碳上，为酮糖。由于同一个碳原子上不可能连有两个羟基，由此可得出它们的构造式。葡萄糖和果糖的构造式：己醛糖己酮糖己醛糖有24=16种旋光异构体，己酮糖有23=8

6、种旋光异构体。葡萄糖和果糖分别是其中一对对映体。2单糖的立体构型最简单的单糖是甘油醛，分子中有一个手性碳原子。D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛存在一对对映异构体，一种为左旋，一种为右旋。D-(+)-glyceraldehydeL-(-)-glyceraldehyde当时为了研究方便，人为的规定了以甘油醛为标准的相对构型，规定如下：(1)相对构型在二十世纪初，还没有测定有机化合物真实构型的方法，即无法确定哪一种构型为左旋，哪一种构型为右旋。在Fischer投影式中：其他的单糖与甘油醛比较，如编号最大的手性碳原子的构型与D-甘油醛相同，就

7、属D型，反之为L型。羟基在左边的甘油醛为左旋，用L标记它的构型。羟基在右边的甘油醛为右旋，用D标记它的构型；当时为了研究方便，人为的规定了以甘油醛为标准的相对构型，规定如下：(1)相对构型在二十世纪初，还没有测定有机化合物真实构型的方法，即无法确定哪一种构型为左旋，哪一种构型为右旋。在Fischer投影式中：其他的单糖与甘油醛比较，如编号最大的手性碳原子的构型与D-甘油醛相同，就属D型，反之为L型。羟基在左边的甘油醛为左旋，用L标记它的构型。羟基在右边的甘油醛为右旋，用D标记它的构型；D-(+)-葡萄糖D-(-)-果糖D-(+)-甘油醛L

8、-(-)-葡萄糖L-(+)-树胶糖L-(-)-甘油醛D和L只表示单糖的相对构型与甘油醛的关系，与旋光方向无关。自然界中存在的糖都是D型，L型多为人工合成的。1951年，用X射线衍射法证明，单糖