第十四章 糖类（课件）- 《有机化学》同步教学（华中科技大学版）

第十四章 糖 类 十 目录 第一节单糖 第二节低聚糖 第三节多糖 学习目标 掌握 糖的概念和分类；单糖的结构和性质；还原 性糖和非还原性糖。 熟悉 糖的变旋光现象；二糖的结构特点; Fischer投影式和Haworth式表示立体异构 体的方法。 了解 淀粉、纤维素、糖原的结构和性质。 你知道生活中有哪些糖? 葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素…… 人们对糖类物质的认识从它燃烧总生成CO₂ 和H₂O 开始，故认 为糖类物质的组成元素是C 、H 、O ; 而且很多糖类物质中H 、O 个 数之比为2:1,故把它们称为碳水化合物，通式为C,(H₂O)m 但实际上： (1)在糖分子中，氢原子和氧原子并不是以结合成水的形式存在； (2)符合C₇ (H₂O), 的不一定是糖类化合物。 CH₂O 、C₂ H₄O₂ 、C₃ H₆O₃ (3) 不符合此通式的不一定不是糖类化合物 脱氧核糖 CsH₁₀O₄ (4)有甜味的不一定是糖。 例如：甘油、木糖醇 (5)没有甜味的也可能是糖。 例如：淀粉、纤维素 糖类 ≠ 碳水化合物 糖类 ≠ 甜味物质 强 调 ： ● 元素组成 绝大多数糖类分子由C、H、O 三种元素组成，大多数化合物具 有通式C,(H₂O)m ● 定义 糖类是一类多羟基醛(酮)以及通过水解产生这些醛酮的物质。 C H₂—CH—CH— OH OH OH OH OH OH OH OH 葡萄糖 果 糖 ●分类 根据糖类水解情况分为四类： 单糖：不能水解的糖。如葡萄糖、果糖、核糖等。 双糖：水解后产生2分子单糖。如蔗糖、麦芽糖等。 寡糖(低聚糖):水解后产生3~10个分子单糖。如棉子糖。 多糖(高聚糖):完全水解后生成10个分子以上单糖，属天然高分子化合物。如淀粉、 纤维素等。 第一节单糖 一、结构 二、性质 第一节单糖 单「醛糖：丙醛糖，丁醛糖，戊醛糖，己醛糖，庚醛糖… 糖 2酮糖：丙酮糖，丁酮糖，戊酮糖，己酮糖… 最简单的糖是甘油醛，它是研究糖类化学结构的参照物，也是合成复杂糖类化合物 的起始原料。有些糖的羟基可被氢原子或氨基取代，它们分别被称为脱氧糖和氨基糖。 2-氨基葡萄糖 2-脱氧核糖 甘油醛 一 、结构 ( 一 )开链结构 1.除丙酮糖外，单糖都含有手性碳原子。如葡萄糖有四个手性碳原子，因此 有24=16个即八对对映异构体。天然葡萄糖只是其中的一对对映体。所以，只以 构造式表示是不够的，还必须确定它的构型。 CHO H-*OH HO- *-H H-*-OH H-*OH CH₂OH 2,3,4,5,6-五羟基己醛 (16个对映异构体) 糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写方便，也可以使用简写式。常见的几 种表示方法为 CHO H- —+OH HO· +H H+ OH H: OH CH₂OH CHO CH₂OH CHO OH OH OH CH₂OH HO · CHO ⅡⅡ' -OH CH₂OH D-甘油醛 H· OH HO- —H H- OH H- OH CH₂OH D-葡萄糖 2. 虽然可用R/S 构型法命名糖类，但最常用的是“D/L 构型标记法”+“俗名” 来命名糖类化合物。 凡离羰基最远的手性碳构型与 D-甘油醛相同者为D型，反之为L型 CHO HO- H- OH HO H HO- — H CH₂OH L-葡萄糖 CHO HO —H CH₂OH L-甘油醛 CHO 100* [α]p= +112°(乙醇中结晶) 80° α ]60° +52.7° 40° [α]p=+18.7 (吡啶中结晶) ●变旋现象： 一种构型的糖其旋光度在溶液中会发生 改变，最终达到一恒定值的现象。 (二)变旋光现象和环状结构 冷乙醇中结晶葡萄糖的熔点为146℃,新配的溶液[α]p+112°, 放置过程中 [a]。降低，最后变至+52.7°;热吡啶溶液中结晶的葡萄糖熔点为150 ℃,新配的溶 液[a]o+18.7°,放置过程中[a]o变高，最后也变至+52.7°。