11.1单糖（课件）-《有机化学》同步教学（北京出版社）

生命的基础物质 第四篇 1 维持正常生命活动的基础物质主要有：糖类、脂类、维生素、蛋白质、无机盐和水等六大类，其中糖类、脂类、维生素、蛋白质为有机化合物，是本篇介绍的主要内容。 生命中的基础有机物质： 2 糖类是生命的基础能源，油脂是重要的体内能源，类脂是组织细胞的基本结构成分，甾族（ D 族维生素、胆固醇等）、萜类（ 维生素 A 及胡萝卜素等）具有重要的生理作用，是人类重要的营养物质，蛋白质是构成细胞的基本物质，是生物体的基本组成成分，是生命活动的主要物质基础。一切生命活动过程都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命。认识、理解和研究生命活动要从生命的基础物质开始。 3 第十一章 糖类 4 1. 理解糖类概念和分类； 2. 掌握单糖的结构和主要化学性质； 3. 了解医药中重要的单糖（葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖）。 学习目标 5 糖类与医药 糖类的重要生理作用是供给生命活动中所需的能量。一般来说，人体所需能量的70% 以上是由糖类氧化分解提供的。糖类也是组织细胞的重要组成成分。糖类与脂类结合形成糖脂，是构成神经组织和生物膜的成分；而核糖和脱氧核糖分别是核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）的组成成分。糖类与蛋白结合形成糖蛋白，如消化道、呼吸道分泌的黏液中的糖蛋白，起着保护和润滑作用。有些糖类药物具有特殊的生物活性，如肝中的肝素有抗凝血作用，黄芪多糖和茯苓多糖能提高机体免疫能力，具有抗肿瘤等作用。 糖类由C、H、O 三种元素组成。从结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮或它们的脱水缩合物。 【走进医药】 6 1 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮，如葡萄糖、果糖等。 单糖 2 水解后生成2～10 个单糖，如麦芽糖、蔗糖和乳糖等。 低聚糖 3 水解后生成许多单糖，如淀粉、糖原、纤维素和黏多糖等。 多糖 糖类根据能否水解以及水解的情况不同，可以分为以下三大类： 单糖是不能再水解的糖。根据分子中所含官能团，可分为醛糖和酮糖。根据分子中所含碳原子的数目，又可分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖等。自然界的单糖大多以戊醛糖、己醛糖和己酮糖的形式存在。与医学关系密切的单糖主要有葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖、氨基糖等。 第一节　单糖 一、单糖的结构 ( 一) 葡萄糖的结构 葡萄糖的分子式为C6H12O6，属己醛糖。 1. 葡萄糖的开链式 糖类的结构为方便起见，常用以下方式表示：横线表示羟基，竖线表示碳链，横线与竖线的相交点为碳原子，“△”表示醛基，“○”表示羟甲基。 9 一、单糖的结构 ( 一) 葡萄糖的结构 己醛糖分子中含有4 个手性碳原子，有24=16（种）对映异构体。糖类的构型习惯用D、L构型法标记。在这16 种对映异构体中，有八对对映异构体，其中八个D-型，八个L-型。在单糖分子中，与羟甲基（C6）相连的手性碳原子（C5）上的羟基，在右边的属于D型，在左边的是L 型。以下是八种D型己醛糖立体构型的投影式。 10 一、单糖的结构 ( 一) 葡萄糖的结构 2. 葡萄糖的环状结构 （1）葡萄糖的氧环式结构： 葡萄糖分子中C1的醛基与C5的羟基发生分子内的羰基加成反应，生成环状的半缩醛。糖分子环状结构中C1上的半缩醛羟基称为苷羟基，苷羟基在空间有两种排列方式，苷羟基与C5上的羟基排在同侧的称α型，排在异侧的称β型。因为葡萄糖的环状结构是由一个氧原子和五个碳原子形成的六元环，与 吡喃 结构相似，故称为吡喃葡萄糖。 11 一、单糖的结构 12 一、单糖的结构 ( 一) 葡萄糖的结构 2. 葡萄糖的环状结构 （2）葡萄糖的哈沃斯式： 因为氧环式结构中的氧桥键过长，为了更好地反映单糖的空间结构，常用哈沃斯式表示。 葡萄糖的哈沃斯式书写方法为：先画出含有一个氧原子的六元环，标出碳原子的编号，如（Ⅲ）式。将（Ⅰ）式中（除C5上的基团外）位于碳链右边的原子或原子团写在环平面的下方，碳链左边的原子或原子团写在环平面的上方，C5上的羟甲基写在环平面的上方，氢原子在环平面的下方，如（Ⅲ）式。在葡萄糖的哈沃斯式中，苷羟基在环平面的下方为α 型，在环平面的上方为β 型，如图所示。 13 一、单糖的结构 14 一、单糖的结构 15 一、单糖的结构 （二）果糖的结构 果糖的分子式为C6H12O6，属己酮糖，与葡萄糖互为同分异构体。 1. 果糖的开链式 果糖开链式分子中C2连有酮基，其余五个碳原子上各连有一个羟基，除C1、C2外，C3、C4、C5上羟基的空间位置与葡萄糖相同。 16 一、单糖的结构 （二）果糖的结构 2. 果糖的环状结构式 果糖以游离状态存在时，C2上的酮基与C6上的羟基反应生成半缩酮，主要以六元环（吡喃型 ）形式存在（ 约 80%）；当以结合状态（如蔗糖中）存在时，C2上的酮基与C5上的羟基反 应生成半