文档介绍：第一章糖
糖糖类物质是含多羟基的醛类或酮类化合物及缩聚物和某些衍生物的总称。
单糖凡不能被水解成更小分子的糖为单糖。单糖又可根据糖分子含碳原子数多少分类,在自然界分
布广、作用大的是五碳糖和六碳糖,分别称为戊糖和己糖。核糖、脱氧核糖属戊糖,葡萄糖、果糖和半乳
糖为己糖。
寡糖凡能水解成少数(2~6 个)单糖分子的为寡糖。其中以双糖存在最为广泛,蔗糖、麦芽糖和乳糖
是其重要代表。
单糖和寡糖能溶于水,多有甜味。
多糖凡能水解为多个单糖分子的糖为多糖,其中以淀粉、糖原、纤维素等最为重要。
糖类的存在糖是生物界中分布极广、含量较多的一类有机物质,几乎所有动物、植物、微生物体内
都含有糖。其中以存在于植物界最多,约占其干重的 80%。生物细胞内、血液里也有葡萄糖或由葡萄糖等
单糖物质组成的多糖(如肝糖原、肌糖原)存在。人和动物的器官组织中含糖量不超过体内干重的 2%。微
生物体内含糖约占菌体干重的 10~30%,它们或以糖或与蛋白质、脂类结合成复合糖存在。
糖类的作用糖类物质的主要生物学作用是通过氧化而放出大量的能量,以满足生命活动的需要。淀
粉、糖原是重要的生物能源;它也能转化为生命必需的其它物质,如蛋白质和脂类物质。纤维素是植物结
构糖。
第一节单糖
一、单糖的结构
单糖的种类虽然很多,但在结构及性质上均有共同之处,因此,可以葡萄糖为例来阐述单糖的结构。
葡萄糖是最常见的单糖之一,又是许多寡糖和多糖的组成成分。它可以游离形式存在于水果、谷类、
蔬菜和血液中,也可以结合形式存在于麦芽糖、淀粉、纤维素、糖原及其它葡萄糖衍生物中。
(一) 葡萄糖的化学组成和链状结构
分析纯净的葡萄糖,其成分是碳、氢和氧,相对分子质量 180,分子式为 C6H12O6。
葡萄糖及与葡萄糖同属己醛糖的甘露糖和半乳糖的链状结构式是:
CHO
H OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
葡萄糖葡萄糖甘露糖半乳糖
(简化链式)
在糖的简化链状结构式中,用“├”表示碳链及不对称碳原子羟基的位置,“△”表示醛基“—CHO”,
“—”表示羟基“—OH”,“○”表示第一醇基。
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(二) 葡萄糖的环状结构
葡萄糖不仅以直链结构存在,还以环状形式存在,因为葡萄糖的某些物理性质和化学性质不能用糖的
直链结构来解释,例如:葡萄糖不能发生醛的 NaHSO3 加成反应。葡萄糖不能和醛一样与两分子的醇形成
缩醛。只能和一分子醇形成半缩醛。例如,葡萄糖在无水甲醇溶液内受到氯化氢的催化作用,即生成两种
各含有一个甲基的所谓α-或β-甲基葡萄糖苷。
葡萄糖溶液有变旋现象。当将新的葡萄糖溶解于水中时,最初的比旋是+°。经放置后,比旋逐
渐下降至+°,并不再改变。这个现象并不是因为葡萄糖在水中分解所引起的。因为把溶液蒸干后,仍
然得到+°的 D-葡萄糖。这种旋光度改变的现象叫做变旋现象。很多糖都有此现象。若把比旋为+
°的葡萄糖的浓溶液在 110℃时结晶,则得到另一种比旋为+°的葡萄糖。这两种葡萄糖溶液放置
一定时间后,比旋各有改变,前者降低,后者升高,但最后都变为+°。为了区别这两种不同比旋的葡
萄糖,将比旋为+°的叫做α-D(+)-葡萄糖,+°的叫做β-D(+)-葡萄糖。
H O H OH HO H
C C C
H OH H OH H OH
HO H HO H O HO H O
H OH H OH H OH
H OH H H
CH2OH CH2OH CH2OH
D-葡萄糖α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖
o o o
20 o 20 o 20 o
[]α D =+ [α]D =+ [α]D =+
所有这些特性都是由葡萄糖分子结构本身的变化所引起的。糖分子中既有醛基又有羟基,它们彼此相
互作用可以形成半缩醛。事实证明葡萄糖分子中的醛基与 C5 上的羟基作用形成六元环的半缩醛。这样原
来羰基的 C1 就变成不对称碳原子。并形成一对非对映旋光异构体。一般规定半缩醛碳原子上的—OH(称半
缩醛羟基)与决定单糖构型的 C5 上的羟基在同一侧称为α-型葡萄糖;不在同一侧的称为β-型葡萄糖。半缩
醛羟基较其余羟基活泼。糖的许多重要特性都与它有关。
葡萄糖的醛基除了可以与 C5 上的羟基缩合形成六元环以外,还可以与 C4 上的羟基缩合形成五元环。
五元环化合物不甚稳定。天然的糖多以六元环的形式存在。五元环化合物可以看成是呋喃的衍生物,叫呋
喃糖;六元环化合物可以看成是吡喃的衍生物,叫