第十二章单糖 (课件)《有机化学(第二版)》同步教学（化学工业出版社）

第十二章 单糖 糖又称碳水化合物，是自然界存在最广泛的一类有机物。 糖主要由碳、氢和氧三种元素组成。通式为Cm(H2O)n，形式上像碳和水的化合物，故称碳水化合物。 如葡萄糖、果糖等的分子式为C6H12O6，蔗糖的分子式为C12H22O11。 有些糖如鼠李糖(C6H12O5)和脱氧核糖（C5H10O4) 从化学结构上与糖相似，但组成并不符合Cm(H2O)n 通式。 某些化合物如乙酸（C2H4O2）和乳酸（C3H6O3）等，分子组成虽然符合上述通式，但其结构和性质与糖相差甚远，不属于糖类。 单糖 不能再被水解成为更简单糖分子的糖 。 从结构上看，糖是多羟基醛或多羟基酮，以及水解后能生成多羟基醛或多羟基酮的一类有机化合物。 糖 多糖 水解后每一分子能生成10个以上单糖分 子的糖。例如淀粉、纤维素等都是多糖。 低聚糖 水解后每一分子能生成2~10个单糖分 子的糖。例如二糖(蔗糖、麦芽糖等)、 三糖等都是低聚糖。 第一节 单糖 第二节 二糖 第三节 多糖 第四节 核酸简介 第一节 单 糖 根据分子中所含碳原子的数目分类 一、单糖的分类 碳水化合物的命名：以俗名最为常用。 醛糖 酮糖 根据分子的结构分类 这两种分类方法常结合使用。例如，核糖是戊醛糖，葡萄糖是己醛糖，果糖是己酮糖等。 自然界中的单糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布最为普遍。 丙糖 丁糖 戊糖 己糖 单糖 二、单糖的结构 1. 单糖的链状结构 D-葡萄糖 D-果糖 费歇尔投影式 构造式 除丙酮糖外，所有的单糖分子中都含有手性碳原子，因此有立体异构体。 己醛糖分子中有四个手性碳原子，有24=16个立体异构体。葡萄糖是其中的一种。 己酮糖分子中有三个手性碳原子，有23=8个旋光异构体，果糖是其中的一种。 单糖的名称可用R/S标记法，表示时需要把每一个手性碳原子标记出来。如天然葡萄糖的名称是：（2R，3S，4R，5R）-2，3，4，5，6-五羟基己醛。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单糖的名称还可以用D/L标记法表示，就是凡分子中离羰基最远的手性碳原子的构型，与D-甘油醛的构型（-OH在右侧）相同的糖，其构型属于D型。反之，则属于L型。 D-葡萄糖 D-果糖 D-甘油醛 2.单糖的环状结构 实验事实 (1) 葡萄糖不能与亚硫酸氢钠饱和水溶液反应。 (2) 葡萄糖与乙醇反应时，1mol葡萄糖仅与 1mol乙醇而不是2mol乙醇生成缩醛。 (3) 用新配置的葡萄糖水溶液测定其比旋光度， 所得数值是+112°。且随着时间的推移，比旋光度 数值连续下降，直至降到+52.7°才不发生变化。这种比旋光度会发生变化的现象，叫做变旋光现象。 以上这些现象用开链式结构无法解释。 D-葡萄糖分子中，同时含有醛基和羟基，因此能发生分子内的加成反应，生成环状半缩醛。在溶液中单糖的开链式结构可转化为环状结构。 单糖的环状结构投影式不能反映各个基团的相对空间关系。一般采用哈沃斯（Haworth） 透视式来表示单糖的半缩醛环状结构。 如何确定单糖的D、L-构型和α、β-构型 确定 D、L -构型：环上碳原子的位次按顺时针方式排列，编号最大手性碳上的羟甲基在环平面上方的为 D-构型； 羟甲基在环平面下方为 L-构型。若按逆时针方式排列，则与上述判别恰好相反。 D-构型 L-构型 确定α、β-构型 半缩醛羟基与编号最大手性碳上的羟甲基在环的异侧为α-构型；反之，半缩醛羟基与羟甲基在环的同侧为β-构型。 α-构型 β-构型 1. 氧化反应 三、单糖的性质 (1) 与托伦试剂、费林试剂反应 醛糖具有醛基，能被弱氧化剂氧化。酮糖能在弱碱性条件下转变为醛糖，所以单糖都可与托伦试剂、费林试剂反应，分别生成银镜和氧化亚铜红棕色沉淀。 凡能被托伦试剂和费林试剂氧化的糖叫做还原糖 。不能被氧化的糖叫做非还原糖。单糖都是还原糖。可以利用这两个反应来区别还原糖和非还原糖。 (2) 与溴水的反应 酮糖不与溴水反应，可用溴水来区别醛糖 和酮糖。 (3) 与