21 碳水化合物-糖（课件）- 《有机化学》同步教学（河南师范版）

第二十一章 碳水化合物-糖 Carbohydrates saccharides exit 第一节 糖的定义和分类 第二节 单糖的结构、构型和构象 第三节 单糖的反应 第四节 葡萄糖结构的测定 第五节 双糖 disaccaride 第六节 一些重要的单糖及其衍生物 本章提纲 第一节 糖的定义和分类 Cm(H2O)n 定义： 多羟基的醛或酮或经简单水解能生成这类醛酮的化合物 称为糖。 生物界分布广、含量多。几乎所有的动物、植物、微生物 体内都有，是维持生命不可缺少的物质。 丙醛糖 醛糖 丁醛糖 单糖 戊醛糖 糖 低聚糖 酮糖 己醛糖 多糖 主要的生物学作用：1. 人和动物的主要能源物质。 2. 具有结构支撑功能。 3. 具有复杂多方面的生物活性与功能。 分类： 植物 nCO2 + m H2O Cn(H2O)m + nO2 动物 Cn(H2O)m + nO2 nCO2 + m H2O + 能量 h 叶绿素 CH2OH CHO H OH 甘油醛 最小的醛糖 二羟基丙酮 最小的酮糖 Aldoses Ketoses 第二节 单糖的结构 ★ 一、单糖的链式结构及表示方法 葡萄糖(Fischer投影式） 竖线表示碳链；羰基具有最小编号, 并写在投影式上端； 一短横线代表手性碳上的羟基，交叉点代表手性碳。 投影式不能离开纸面翻转。也不能倒过来写。 (2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-五羟基己醛） 1 2 3 4 5 6 实例 系统命名法 习惯命名法 类别 二、 单糖的命名 D，L表示相对构型 (2R)-2,3- 二羟基丙醛 D-(+)甘油醛 丙醛糖 (2R,3R,4R)-2,3,4,5- 四羟基戊醛 D-(-)-核糖 戊醛糖 (3S,4R,5R)-1,3,4,5,6- 五羟基已-2-酮 D-(-)-果糖 已酮糖 糖有一个或一个以上的手性中心， 立体异构体数目2n个。 自然界中存在的糖多为D型糖。 结构式中,位号最大、离羰基最远的手性碳原子的羟基在右侧为D型；羟基在左侧的为L型。 1、 葡萄糖的变旋现象，某些特性及环型结构的提出 2、 葡萄糖环型结构的画法--哈武斯透视式 3、 葡萄糖的构象式 三、单糖的环状结构 ★ 1、葡萄糖的变旋现象， 某些特性及环状结构的提出 一个有旋光的化合物，放入溶液中，它的旋光度 逐渐变化，最后达到一个稳定的平衡值，这种现 象称为变旋现象。 葡萄糖的变旋现象 D-(+)-葡萄糖 -D-(+)-葡萄糖（无结晶水） -D-(+)-葡萄糖 在乙醇中重结晶 在吡啶中重结晶 在HOAc中重结晶 mp 146oC mp 148-150oC H2O H2O 浓缩 () -D-(+)-葡萄糖 的水溶液 () -D-(+)-葡萄糖 的水溶液 []D = + 113o 放置 []D = + 17.5o 放置 所得溶液 []D = 52.7o (1) D-葡萄糖只能与一个醇（甲醇）形成缩醛。 (2) 不与NaHSO3反应。 (3) IR图谱中没有羰基的伸缩振动。 (4) 1HNMR图谱中没有醛基质子的吸收峰。 (5) 能与斐林试剂、土伦试剂、H2NOH、HCN、Br2水 等发生反应。（有醛基） 葡萄糖的其它特性 无醛基 葡萄糖的链式结构无法合理解释上述各种特性 环状半缩醛、半缩酮的启迪，糖环形结构的提出。 糖环状结构的提出 HOCH2CH2CH2CHO HOCH2CH2CH2CH2CHO 羰基碳成为不对称碳，形成两种非对映异构体， 称正位异构体，分别用，表示。 -D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖 注意： 通常吡喃环中的氧原子写在环的右上角。 2、萄糖环型结构的画法--哈武斯透视式 ★ 吡喃型葡萄糖 萄糖环型结构的画法--哈武斯透视式 呋喃型葡萄糖 向右倒下 绕成环 C3-C4键旋转 -D-呋喃葡萄糖 -D-呋喃葡