有機化學第十四章糖類化合物(已修改)
2025-01-27 23:43 本頁面
【正文】 第十四章 碳水化合物 【 基本要求 】 了解碳水化合物的分類和概念。 了解單糖的旋光異構(gòu)體及構(gòu)型。了解葡萄糖和果糖的開鏈結(jié)構(gòu)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)及哈武斯式。 掌握單糖化學性質(zhì)。 了解非還原性及還原性二糖的結(jié)構(gòu)特征掌握其化學性質(zhì)。 了解多糖的概念及生物大分子的結(jié)構(gòu)特點。了解重要的多糖結(jié)構(gòu)及化學性質(zhì)。 6 C O 2 + 6 H 2 O + 太 陽 能 光 合 作 用 C 6 H 1 2 O 6 + O 2 碳水化合物的元素組成 ——C、 H、 O。 三種元素中 H:O = 2 :1，相當于 H2O中的 H:O比。碳水化合物因此而得名，并賦予下面通式：Cn(H2O)m 事實上，碳水化合物并不是以 C和 H2O的形式存在的。如： 鼠李糖 —— C6H12O5， 其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)均與碳水化合物相同，但卻不符合上面的通式。 HCHO = CH2O； CH3COOH = C2(H2O)2符合上面的通式，但它們卻 不是糖?？梢娧赜弥两竦奶妓衔镞@一名稱已失去了原來的涵義。 碳水化合物如：糖、淀粉 、纖維素等，都是天然有機化合物，它們對維持動植物的生命起著重要的作用。人類自身沒有生產(chǎn)碳水化合物的本領(lǐng)。植物可通過光合作用產(chǎn)生糖。 碳水化合物 碳水化合物現(xiàn)在的涵義： 從結(jié)構(gòu)上看，碳水化合物系指多羥基醛或多羥基酮以及水解后能生成多羥基醛或多羥基酮的一類化合物。 1. 單糖（ monosaccharides）： 不能再水解為更小分子的多羥基醛和多羥基酮。如葡萄糖、果糖等。 2. 低聚糖（ Oligosaccharides）： 能水解為二、三個或幾個單糖的碳水化合物。如：蔗糖、麥芽糖、棉子糖等。 3. 多糖（ polysaccharides）： 水解后能生成若干分子單糖的碳水化合物。如：淀粉、纖維素。 167。 141 碳水化合物的分類 167。 142 單糖 因含 —CHO，故屬 醛糖 因含 C=O，故屬 酮糖 按分子中所含碳原子數(shù)目還可分為： 四碳糖（丁糖）；五碳糖（戊糖）；六碳糖（己糖） 其中最重要的是： 戊糖： 核 糖； 己糖： 葡萄糖 ,果糖。 C H OC H 2 O HC H 2 O HC H 2 O HH O H C = OD ( + ) 甘 油 醛 二 羥 基 丙 酮最簡單的單糖是三碳糖。 一、 單糖的結(jié)構(gòu) 葡萄糖的結(jié)構(gòu) （ 1）開鏈式結(jié)構(gòu) C H OO HHHH OO HHO HHC H2O H162 R , 3 S , 4 R , 5 R 2 , 3 , 4 , 5 五 羥 基 己 醛簡 寫 成F i s c h e r 投 影 式若用 D / L 標記法又如何進行標記呢？ 以 離－ CHO最遠的 *C上的－ OH與 甘油醛 比較，若 與D – 甘油醛構(gòu)型相同則為 D – 型；與 L – 型甘油醛構(gòu)型相同的則為 L – 型。 C H OO HHHH OO HHO HHC H 2 O H C H2 O HC H OH O H123456αβγδD ( + ) 葡 萄 糖 D ( + ) 甘 油 醛 若為酮糖，則以 離 C=O最遠的 *C上的－ OH為標準進行比較 。 元素分析得知葡萄糖的分子式為 C6H12O6，那么分子中這些原子是怎樣結(jié)合的呢？經(jīng)典研究法是這樣進行的： 葡萄糖結(jié)構(gòu)的研究確定過程： ( 1 ) C 6 H 1 2 O 6 N a H g( o r C 2 H 5 O H + N a ) 己 六 醇 H I + P C H 3 ( C H 2 ) 4 C H 3證 明 ： 分 子 中 的 碳 鏈 為 一 直 鏈( 2 ) C 6 H 1 2 O 6 + C H 3 C O C l ( )過 量 五 乙 酸 酯[ o r ( C H 3 C O ) 2 O ]證 明 ： 有 五 個 O H ， 且 分 別 連 在 五 個 碳 原 子 上（ 2）氧環(huán)式結(jié)構(gòu)： 葡萄糖的開鏈式結(jié)構(gòu)固然可以清楚地表明分子中各原子的結(jié)合次序、解釋某些化學性質(zhì)，然而它無法解釋下面的事實： ( 3 ) C 6 H 1 2 O 6 N H 2 O H( o r C 6 H 5 N H N H 2 ) 肟 （ 或 腙 ）證 明 ： 有 C = O 存 在( 4 ) C 6 H 1 2 O 6 B r 2 H 2 O 弱 氧 化 劑o r T o l l e n s 試 劑 六 碳 羧 酸證 明 ： C H O為結(jié)論：為己醛糖。其結(jié)構(gòu)式為： C H2 C H*O H O HC H*O HC H*O HC H*O HC H O ① 不與品紅醛試劑反應、與 NaHSO4反應非常遲緩（這說明單糖分子內(nèi)無典型的醛基）。 ② 單糖只能與一分子醇生成縮醛（說明單糖是一個分子內(nèi)半縮醛結(jié)構(gòu)）。 ③ 變旋光現(xiàn)象，如： 在 D – (+) – 葡萄糖中可分離出兩種結(jié)晶形式，其物理性質(zhì)如下：
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