中国科技大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第十八章 碳水化合物 carbohydrates

第十八章 碳水化合物 carbohydrates University of Science and Technology of China

University of Science and Technology of China 第十八章 碳水化合物 carbohydrates 有 机 化 学

碳水化合物：包括糖、淀粉和纤维素 自然界分布最广的有机物 通式：C(H2O)m 本质结构：多羟基醛、酮 如： CHO H2C-OH HC-OH C=0 CHO HC-OH HC-OH H2C-OH HC-OH C=0 HC-OH HC-OH HC-OH HC-OH H2C-OH H2C-OH H2C-OH H2C-OH 甘油醛 丙酮糖 己醛糖 己酮糖 (丙醛糖) Organic Chem

Organic Chem 碳水化合物：包括糖、淀粉和纤维素 ——自然界分布最广的有机物 通式：Cn (H2O)m 本质结构：多羟基醛、酮 己醛糖 己酮糖 甘油醛 （丙醛糖） 如： CHO HC OH HC OH HC OH HC OH H2 C OH H2 C C O HC OH HC OH HC OH H2 C OH OH CHO HC OH H2 C OH H2 C C OH O H2 C OH 丙酮糖

单糖 (monosaccharides 分类： 低聚糖(Oligosaccharides)2-l0个单糖 多聚糖(Polysaccharides)>10个单糖 单糖： 戊糖 根据碳原子数不同： 己糖 醛糖 根据羰基的不同： 酮糖 Organic Chem

Organic Chem 分类： 单糖 （monosaccharides ) 低聚糖（Oligosaccharides ) 2－10个单糖 多聚糖（Polysaccharides） > 10 个单糖 根据碳原子数不同： 戊糖 己糖 根据羰基的不同： 醛糖 酮糖 单糖：

例： CHO CH2OH CHO CHOH CHOH c=0 CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH CHOH CHOH CH2OH CH2OH 戊醛糖 己醛糖 己酮糖 (阿拉伯糖) (葡萄糖) (果糖) 将羟基写在上端，从靠近羰基的一端开始编号 Organic Chem

Organic Chem 例： 将羟基写在上端，从靠近羰基的一端开始编号 CHO CHOH CHOH CHOH CH2 OH CHO CHOH CHOH CHOH CHOH CH2 OH CH2 OH C CHOH CHOH CHOH CH2 OH O 戊醛糖 己醛糖 己酮糖 （阿拉伯糖） （葡萄糖） （果糖）

一、单糖的结构、构型和构象 n个手性碳，2种立体异构体。 l.构型的表示方法：Fisher投影式 葡萄糖为例： CHO CHO H一OH -OH HO-H HO- 。X☑ H OH -OH H-OH -OH CH2OH CH2OH Organic Chem

Organic Chem 一、单糖的结构、构型和构象 n 个手性碳，2 n种立体异构体。 1. 构型的表示方法: Fisher投影式 葡萄糖为例： H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH CHO OH HO OH OH CH2OH CHO

2.相对构型： CHO CH2OH H- OH =0 HO- H HO -H CHO CHO H-OH H一 OH HO-H H-OH H-OH H一 -OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH L-（)-甘油醛 D-(+)-甘油醛 D-(+)-葡萄糖 D-()-果糖 编号最大的手性碳的构型与D-(+)甘油醛相同 —D构型 与L()甘油醛相同—L构型 Organic Chem

Organic Chem 2. 相对构型： 编号最大的手性碳的构型与D-(+)-甘油醛相同——D构型 与L-(-)-甘油醛相同——L构型 CHO CH2OH HO H CHO CH2OH H OH L-(-)-甘油醛 D-(+)-甘油醛 H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH CH2OH O HO H H OH H OH CH2OH D-(+)-葡萄糖 D-(-)-果糖

二、单糖的环状结构： 实验事实：葡萄糖（醛糖 ①+HCN 醛所特有的反应 ②银镜反应 ①不能生成NaHSO3加成物 品红试验不变色 无醛 IR无Vc=o吸收 的反应 NMR无0=C一H信号 Organic Chem

Organic Chem 二、单糖的环状结构： 实验事实：葡萄糖（醛糖） ①＋ HCN ②银镜反应 醛所特有的反应 ①不能生成NaHSO3加成物 品红试验不变色 IR无 νC＝O 吸收 NMR 无 O＝C－H 信号 无醛 的反应

②发生变旋现象 从98C的水中结晶 得到的葡萄糖 得到的葡萄糖 m.p.146C m.p.150C [a] +1120) +52.70← +18.70 Organic Chem

Organic Chem ②发生变旋现象 从98℃的水中结晶 得到的葡萄糖 得到的葡萄糖 m.p. 146 ℃ m.p. 150 ℃ +112o → +52.7o  +18.7o [α]

③只能与一分子的醇作用生成两种苷 H -C-H +2ROH C-OR OR CHO CH2OH CH2OH 一0】 H-OH -0 OH HO- H OH OH H -OH OH OH OH H-OH a-D.葡萄糖36.4% CH2OH B-D-葡萄糖63.6% <0.01% CH3OH CH2OH CH,OH 0) -0 OCH3 OH OCH OH OH OH a-苷 B-苷 Organic Chem

Organic Chem O C H C H OR OR + 2ROH ③ 只能与一分子的醇作用生成两种苷 + O OH OCH3 OH OH CH2OH O OH OH OH OH CH2OH H CH3OH α-苷 α-D-葡萄糖 36.4％ H CHO OH HO H H OH H OH CH2OH < 0.01 % O OH OH OH OH CH2OH β-D-葡萄糖 63.6％ H CH3OH O OH OCH3 OH OH CH2OH β-苷

生成环状的半缩醛，增加一个手性碳原子， 有两种构型 98℃下结晶的为B-构型I+18.7 通过开链式存在一个互变平衡， α-构型和B-构型不一样， 但达到平衡时(：36.4%；：63.6%)→52.70 Organic Chem

Organic Chem 生成环状的半缩醛，增加一个手性碳原子， 有两种构型 98℃ 下结晶的为β-构型[α]+18.7 通过开链式存在一个互变平衡， α-构型和β-构型不一样， 但达到平衡时(α:36.4%;β: 63.6%)→ 52.7 O