文档介绍：6 糖化学
--基础知识
大多数单糖都是手性化合物
醛糖和***糖可以形成环式的半缩醛
单糖可有不同的构象
一些单糖衍生物在生物学上是很重要的
二糖是两个单糖通过糖苷键连接形成的
单糖和大多数多糖是还原糖
多糖是单糖残基的聚合物
淀粉和糖原是葡萄糖的同多糖
纤维素和几丁质是结构同多糖
肽聚糖是细菌细胞壁的主要成分
糖蛋白有三种主要类型
单糖是多羟基的醛或***。单糖一般分为醛糖和***糖。醛糖中氧化数最高的碳原子指定为C-1,它被画在醛糖的Fischer投影式的顶部。***糖中氧化数最高的碳原子是C-2。
最小的单糖是三碳糖,即含有3个碳原子的糖。含有1个或2个碳的化合物虽具有(CH2O)n通式,但不具有糖的典型特性。三碳醛糖称之甘油醛,甘油醛是个手性分子,分子中的C-2是个不对称碳。
三碳***糖称之二羟***,它没有不对称碳,是个非手性分子。其它所有单糖都可以看作是这两个单糖的碳链的加长,都是手性分子。
大多数单糖都是手性化合物
L-甘油醛
D-甘油醛
二羟***
长链的醛糖和***糖都可以认为是用一个手性的H-C-OH插入到甘油醛的羰基和相邻的醇基之间的延长产物。
D-甘油醛
D-葡萄糖
D-半乳糖
***糖含有的手性碳原子比同一经验公式的醛糖的少,例如***丁糖只有2个立体异构体(D-赤藓***糖和L-赤藓***糖) ,而醛丁糖则有4个立体异构体。
二羟***
D-果糖
D-葡萄糖存在着两种类型,每一种都含有5个(而不是4个)不对称碳,这个额外的不对称碳的来源是分子内的环化反应,导致形成一个新的手性碳,这两个新的立体异构体称为异头物。
当一个醇与一个醛反应时形成一个半缩醛,与一个***反应形成时半缩***,再结合一个醇可以分别形成缩醛或缩***。但葡萄糖只能形成半缩醛。
醛糖和***糖可以形成环式的半缩醛
在单糖分子中,含有5个或更多碳原子的醛糖和含有6个或更多碳原子的***糖的羰基在溶液中都可以与分子内的一个羟基反应形成环式半缩醛。环式半缩醛可以是5员环或6员环结构,环结构中的一员是氧,来自形成半缩醛的羟基。六员环糖类似于吡喃,所以又称之为吡喃糖,而五员环糖类似于呋喃,称之为呋喃糖。
环化单糖中氧化数最高的碳(象醛糖或***糖中的羰基碳那样与氧共享4个电子)称为异头碳。在环式结构中,异头碳是手性碳,所以环化的醛糖或***糖可以呈现两种异头构型中的一种,即-或-构型。
吡喃
呋喃
葡萄糖环化
-D-吡喃葡萄糖
- D-吡喃葡萄糖
D-葡萄糖
变旋
在溶液中,有能力形成环结构的醛糖和***糖,它们的不同环式和开链形式处于平衡中。
例如在31℃下,D-葡萄糖以大约64%的-D-吡喃葡萄糖和36% -D-吡喃葡萄糖的平衡混合物存在,溶液中只有很小的一部分是以呋喃或开链形式存在。
处于平衡中的单糖的各种不同形式的丰度反映了每种形式的相对稳定性。