河南师范大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第二十一章 碳水化合物-糖 Carbohydrates saccharides

本章提纲 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

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 分类： 糖 低聚糖 帘糖 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

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 叶绿素 nCO2 m H2O hv C(H2O)m+n2 动物 C(H2O)m+nO2 nC02+mH20+能量 CHO CH2OH H-OH C=0 CH,OH CH2OH 甘油醛 最小的醛糖 二羟基丙酮 最小的酮糖 Aldoses Ketoses

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 CH2OH C=O CH2OH 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) 1 CHO CHO CHO H OH OH 3 HO H HO OH 三 H OH OH OH 6CH2OH CH2OH CH2OH 竖线表示碳链；羰基具有最小编号，并写在投影式上端； 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)

第二节 单糖的结构 ★ HO CHO H H H H OH OH OH CH2OH CHO OH OH OH CH2OH HO CHO CH2OH 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

CHO OHC OH HO- HO OH OH HO OH HO- CH2OH HOH>C 互为对映体 CHO CH2OH CHO OH OH HO HO- HO- HO OH OH OH OH OH HO CH2OH CHO CH2OH 葡萄糖 古洛糖

OH HO OH OH HO HO OH HO CHO CH2OH OHC HOH2C 互为对映体 OH HO OH OH CHO CH2OH OH HO OH OH CH2OH CHO CHO CH2OH OH HO HO HO 葡萄糖 古洛糖

二 单糖的命名 D,L表示相对构型 实例 系统命名法 习惯命名法 类别 CHO (2R)-2,3 H OH 二羟基丙醛 D-(+)甘油醛 丙醛糖 CH2OH CHO H OH (2R,3R,4R)2,3,4,5 H OH 四羟基戊醛 D-()核糖 戊醛糖 OH CH2OH CH2OH 0 (3S,4R,5R)-1,3,4,5,6 HO H 五羟基已-2-酮 D-(小果糖 已酮糖 H OH H OH 糖有一个或一个以上的手性中心， CH2OH 立体异构体数目2个。 自然界中存在的糖多为D型糖

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 CHO H OH CH2OH CHO CH2OH OH OH OH H H H (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2 n个。 自然界中存在的糖多为D型糖。 CH2OH HO H H OH H OH CH2OH O

CHO CHO H OH H -0H H OH H OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH D-(+)甘油醛 D-()赤藓糖 D-(+)苏阿糖 D-()核糖 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。 CHO NH2 HO OH OH CH2OH CH,OH CH2OH CH2OH D-(+)葡萄糖 L-()葡萄糖 D()果糖 2-氨基-D-葡萄糖

OH CHO CH2OH D-(+)-甘油醛 CHO OH OH H H CH2OH D-(-)-赤藓糖 CHO HO OH H H CH2OH D-(+)-苏阿糖 H CHO CH2OH CHO CH2OH CHO CH2OH D-(+)-葡萄糖 L-(-)-葡萄糖 CH2OH CH2OH O D-(-)-果糖 D-(-)-核糖 CHO CH2OH NH2 HO OH OH 2-氨基-D-葡萄糖 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

三、单糖的环状结构女 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

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 葡萄糖的变旋现象 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

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

在乙醇中重结晶 D-(+)葡萄糖 在吡啶中重结晶 -D-(+)葡萄糖（无结晶水）一 在HOAc中重结晶 B-D-(+)葡萄糖 mp 146C mp148-150°C 浓缩 H20 H20 ()-D-(+)葡萄糖 所得溶液 (β)-D-(+)-葡萄糖 放置 放置 的水溶液 [b=52.7 的水溶液 [0ln=+1130 [D=+17.50

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 浓缩 H2O H2O () -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