文档介绍：第十六章碳水化合物(6学时)
碳水化合物(糖)是自然界中存在罪多而又重要的有机化合物。如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
通式为Cm((H2O) n。例如: C6H12 O6 =C =C6(H2O) 6 葡萄糖。但有的并不符合这个通式,而有的无机物虽符合同时却不属于糖类。如:
碳水化合物是一切生命体维持生命活动所必需的能量的主要来源:
定义:糖类化合物是指多羟基醛或酮以及它们失水后结合而成的缩聚物。
分类:
1、据其能否水解及水解后产物的情况将其分成三大类。
(1)单糖:是不能水解的多羟基醛或酮,如葡萄糖、果糖。
(2)低聚糖:是水解后产生2个或几十个单糖分子的糖类。最常见的是二糖,如麦芽糖、蔗糖。
(3)多糖:是水解后产生数十、数百乃至成千上万个单糖分子的糖类。如淀粉、纤维素等。
2、据官能团可分为:醛糖、酮糖
3、据C原子可分为:丙糖、丁糖、戊糖、已糖
三、结构特点:多羟基醛、酮
(H2O)m
单糖
定义:不能水解成更小单位的醛糖或酮糖。例如:葡萄糖、果糖。
分类
1、按照官能团分:分为醛糖和酮糖。
2、按照碳原子数分:分为丙、丁、戊、己等。
结构
1、丙醛糖有一对对映体:
D、L只表示构型,(+)、(-)表示旋光方向,两者之间没有必然的联系。
2、丁醛糖有4个旋光异构体,戊醛糖有8个,而己醛糖则有16个旋光异构体:即 24 =16 (个异构体) 8对对映体。
3、醛糖的 D系列异构体。自然界存在的糖类大多数是D-型的。
葡萄糖的结构
葡萄糖结构的确定:由元素分析和分子量测定确定了葡萄糖的分子式为C6H12O6;其平面结构式为:CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO
开链式
葡萄糖的开链式结构不能解释其下列性质:
1、变旋现象:α异构体[α] = +112°→+52°
β异构体[α] = +19°→+52°
2、不与NaHSO3加成,不使品红醛变色,只与一分子甲醇作用生成半缩醛。
3、成苷反应(形成缩醛)。
环氧式
1、定义:葡萄糖具有分子内的醛基与醇羟基形成半缩醛的环状结构。由于六元环最稳定,故由C5上的羟基与醛基进行加成,形成半缩醛,并构成六元环状结构,组成环的原子中除了碳原子外,还有一个氧原子。所以糖的这种环状结构又叫做氧环式结构。
(1)α型:半缩醛羟基与决定构型的-OH在环的同侧;
(2)β型:半缩醛羟基与决定构型的-OH在环的异侧。
推论:Fischer式中,半缩醛羟基在右侧(与氧桥同侧)为α型;在左侧(与氧桥异侧)为β型。
2、环状结构的表示方法:
3、单糖的透视式—哈武斯式:
α-D-(+)-吡喃葡萄糖β-D-(+)-吡喃葡萄糖
哈武斯式人不能确切表示葡萄糖的结构,可以用类似于环己烷的构象式表示:
葡萄糖::较大基团全都处于平伏键上,,稳定的优势构象。
4、旋光现象:因为氧环式和开链式在水溶液中互变并处于动态平衡,所以产生旋光现象。
果糖的结构
果糖是一个己酮糖,分子式也是C6H12O6,是葡萄糖的同分异构体。其结构式中C3、C4、C5的构型与葡萄糖相同。
开链式
结构:
环氧式
α-D-(-)-吡喃果糖α-D-(-)-呋喃果糖
单糖的物理性质
白色固体,有甜味。在水中溶解度很大,由于分子中有多个羟基,在水中溶解度大,(常能形成过