目录
糖的结构性质 (2)
一、定义 (2)
二、甘油醛 (2)
三、三碳糖到六碳糖的衍生路径 (3)
四、单糖 (5)
1、葡萄糖 (5)
2、果糖 (12)
3、阿洛酮糖 (14)
4、塔格糖 (16)
五、寡糖（低聚糖） (19)
1、二糖 (19)
2、三糖 (20)
3、四糖 (21)
六、多糖 (21)
1、贮能多糖 (21)
2、结构多糖 (22)
糖的结构性质
——以葡萄糖、果糖、阿洛酮糖、塔格糖为例
一、定义
(1)糖是指多羟基醛或多羟基酮以及它们的缩合物和某些衍生物。含
有醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。根据聚合度不同可以分为单糖、寡糖和多糖。
(2)单糖：已不能再水解成更简单的糖单位，根据碳原子数目，可将
单糖分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖等。
(3)寡糖：亦称低聚糖，由2～10个单糖分子缩合而成。
(4)多糖：由多个单糖分子缩合而成的糖，其中由相同的单糖分子组
成的多糖称为同多糖，含有不同种单糖单位的多糖称为杂多糖。
二、甘油醛
DL标记法是人为的以甘油醛作为标准建立起来的一套命名方法,当时以羟基在右边的规定为右旋，其他化合物是看由甘油醛如何转化过来再根据原来对应得甘油醛来规定D和L的,需要指出的是DL是人为规定的,和左右旋没有必然联系,倒底是左旋还是右旋要靠实验来测。
三、三碳糖到六碳糖的衍生路径分为醛糖和酮糖两种途径
四、单糖
1、葡萄糖
葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖。分子式：C6H12O6，分子量180.16，是白色无臭结晶性颗粒或晶粒状粉末，熔点为146℃，沸点为527.1℃，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，有甜味，但是甜味不如蔗糖。
（1）命名规则
（2）D-葡萄糖和L-葡萄糖
在医学上习惯把葡萄糖称作“右旋糖”，而果糖称作“左旋糖”。自然界存在的多为右旋糖，左旋糖人体是不能吸收的。人工合成的混合糖较多。
（3）吡喃型和呋喃型
（4）开链结构和环形结构
（5）α和β型
（6）船式和椅式
（7）变旋
（8）异构体
同分异构体——阿洛酮糖(psicose，allulose);果糖(fructose);山梨糖(sorbose);塔格酮糖(tagalose) ;肌醇(inositol) 手性异构体——阿洛糖(allose);阿卓糖(altrose);甘露糖(mannose);古洛糖(gluose);艾杜糖(idose);半乳糖(galactose);塔罗糖(talose)
旋光异构体——α-D-呋喃葡萄糖与β-D-呋喃葡萄糖；α-D-吡喃葡萄糖与β-D-吡喃葡萄糖。
（9）小结
水溶液中，在31℃条件下，D-葡糖糖以大约64%的β-D-吡喃葡萄糖和36%α-D-吡喃葡萄糖的平衡混合物存在，只有很少的一部分以呋喃或开链的形式存在。
2、果糖
分子式C6H12O6，分子量180.16，是一种最为常见的己酮糖，纯净的果糖为无色晶体，熔点为103～105℃,不易结晶，通常为黏稠性液体，易溶于水、乙醇和乙醚。
D-果糖是最甜的单糖。果糖温度越低，甜度越大，即在口感上越冷越甜，果糖还具有良好的吸湿性。
（1）命名规则
（2）D-果糖和L-果糖
（3）开链结构、呋喃果糖吡喃果糖、α和β结构
蜂蜜中的D-果糖主要是β-D-吡喃型果糖(67%)和β-D-呋哺型果糖(25%)等几种形式果糖的混合物，β-D-吡喃型果糖最甜。相比较而言，β-D-呋喃型果糖甜度差一些，但却最稳定。
果糖在结晶条件下以β-D-吡喃果糖异构体形式存在，在溶液状态会以α-D-呋喃果糖、β-D-呋喃果糖和β-D-吡喃果糖异构体等形式存在.其中β-D-吡喃果糖的甜度最高。
一般在溶液状态吡喃型的甜度是呋喃型的三倍。
温度直接影响果糖的甜度使果糖从最甜状态的β-D-吡喃果糖向较不甜的果糖异构体的平衡状态转变。
（4）变旋
果糖也有变旋光现象，各种异构体平衡时的比旋光度为-92°。（5）异构体
葡萄糖与果糖互为同分异构体。
3、阿洛酮糖
阿洛酮糖是一种己糖和酮糖，为D-果糖三号位碳所对应的差向
异构体。甜度高，溶解性好，比葡萄糖甜味好，比蔗糖差，作为一种六碳稀少酮糖，热量几乎为零，又具有调节血糖等有益人体健康的特殊功能，被美国食品导航网评价为最具潜力的蔗糖替代品。
甜度以蔗糖为100的情况下各种糖类所对应的甜度值，阿洛酮糖:70;葡萄糖:60;海藻糖:45;果糖:120～170。
（1）命名规则
（2）D-阿洛酮糖和L-阿洛酮糖
（D-阿洛酮糖） (D-果糖）
（L-阿洛酮糖）
（L-阿洛酮糖）（L-果糖）
4、塔格糖
D-塔格糖又叫D-万寿菊糖，它是合成L-塔格糖的原材料。白色无臭结晶性粉末，味甜。熔点:134.5℃;旋光度:-5°(水溶液，波长589.3nm，温度25°C);溶解性:0.1g/mL(无色清亮水溶液);沸点:232.96°C。玻璃化温度为15℃，在pH3～7范围内稳定。
D-塔格糖是D-果糖的同分异构体，它是一种在自然界中存在但较为稀有的天然六碳酮糖,是半乳糖的酮糖形式，甜味特性与蔗糖相似，甜度为蔗糖的92%，基本无不良异味和后味，产生的热量仅为蔗糖的1/3，为低热量甜味剂。
有左旋体和右旋体两种形式，一般所用为右旋体D-塔格糖。D-塔格糖能降低血糖。D-塔格糖很容易发生美拉德褐变，在较低的温度下即可发生焦糖化反应。
（1）命名规则
（2）D-塔格糖和L-塔格糖
（D-塔格糖）（L-塔格糖）
（D-塔格糖）（L-塔格糖）
（3）α和β型
（4）塔格糖的工业生产
塔格糖(Tagatose)是以乳糖为原料，经水解获得半乳糖，然后经异构化酶处理半乳糖转化生成含酮基的六碳己酮糖。生物合成法是利用生物酶或含酶细胞作催化剂，催化底物合成D-塔格糖。可以通过脱氢酶催化氧化半乳糖醇得到D-塔格糖，或者通过L-阿拉伯糖异构酶催化D-半乳糖异构化生成D-塔格糖。
五、寡糖（低聚糖）
寡糖，又称低聚糖，是指含有2～10个糖苷键聚合而成的化合物，通常通过糖苷键将2～4个单糖连接而成小聚体,它包括功能性低聚糖和普通低聚糖，这类寡糖的共同特点是：难以被胃肠消化吸收，甜度低，热量低，基本不增加血糖和血脂。最常见的低聚糖是二糖,亦称双糖,是两个单糖通过糖苷键结合而成的，连接它们的共价键类型主要两大类：N-糖甘键型和O-糖苷键型。
1、二糖
2、三糖
麦芽三糖龙胆三糖
第二节单糖 一、单糖的结构 1、单糖的链式结构 单糖的种类虽多，但其结构和性质都有很多相似之处，因此我们以葡萄糖为例来阐述单糖的结构。 葡萄糖的分子式为C 6H 12 O 6 ，具有一个醛基和5个羟基，我们用费歇尔 投影式表示它的链式结构:教材P 21 以上结构可以简化:教材P 21 2、葡萄糖的构型 葡萄糖分子中含有4个手性碳原子，根据规定，单糖的D、L构型由碳链最下端手性碳的构型决定。人体中的糖绝大多数是D-糖。 3、葡萄糖的环式结构 葡萄糖在水溶液中，只有极小部分(<1%)以链式结构存在，大部分以稳定的环式结构存在。环式结构的发现是因为葡萄糖的某些性质不能用链 式结构来解释。如:葡萄糖不能发生醛的NaHSO 3 加成反应;葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩醛，只能与一分子醇反应;葡萄糖溶液有变旋现象，当新制的葡萄糖溶解于水时，最初的比旋是+112度，放置后变为+52.7度，并不再改变。溶液蒸干后，仍得到+112度的葡萄糖。把葡萄糖浓溶液在110度结晶，得到比旋为+19度的另一种葡萄糖。这两种葡萄糖溶液放置一定时间后，比旋都变为+52.7度。我们把+112度的叫做α-D(+)-葡萄糖，+19度的叫做β-D(+)-葡萄糖。 这些现象都是由葡萄糖的环式结构引起的。葡萄糖分子中的醛基可以和C5上的羟基缩合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羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子(C5)上的羟基在同一侧的称为α-葡萄糖，不在同一侧的称为β-葡萄糖。半缩醛羟基比其它羟基活泼，糖的还原性一般指半缩醛羟基。 葡萄糖的醛基除了可以与C5上的羟基缩合形成六元环外，还可与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，叫吡喃糖。因此，葡萄糖的全名应为α-D(+)-或β-D(+)-吡喃葡萄糖。 α-和β-糖互为端基异构体，也叫异头物。D-葡萄糖在水介质中达到平衡时，β-异构体占63.6％，α-异构体占36.4％，以链式结构存在者
目录 糖的结构性质 (2) 一、定义 (2) 二、甘油醛 (2) 三、三碳糖到六碳糖的衍生路径 (3) 四、单糖 (5) 1、葡萄糖 (5) 2、果糖 (12) 3、阿洛酮糖 (14) 4、塔格糖 (16) 五、寡糖（低聚糖） (19) 1、二糖 (19) 2、三糖 (20) 3、四糖 (21) 六、多糖 (21) 1、贮能多糖 (21) 2、结构多糖 (22)
糖的结构性质 ——以葡萄糖、果糖、阿洛酮糖、塔格糖为例 一、定义 (1)糖是指多羟基醛或多羟基酮以及它们的缩合物和某些衍生物。含 有醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。根据聚合度不同可以分为单糖、寡糖和多糖。 (2)单糖：已不能再水解成更简单的糖单位，根据碳原子数目，可将 单糖分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖等。 (3)寡糖：亦称低聚糖，由2～10个单糖分子缩合而成。 (4)多糖：由多个单糖分子缩合而成的糖，其中由相同的单糖分子组 成的多糖称为同多糖，含有不同种单糖单位的多糖称为杂多糖。 二、甘油醛 DL标记法是人为的以甘油醛作为标准建立起来的一套命名方法,当时以羟基在右边的规定为右旋，其他化合物是看由甘油醛如何转化过来再根据原来对应得甘油醛来规定D和L的,需要指出的是DL是人为规定的,和左右旋没有必然联系,倒底是左旋还是右旋要靠实验来测。
三、三碳糖到六碳糖的衍生路径分为醛糖和酮糖两种途径
四、单糖 1、葡萄糖 葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖。分子式：C6H12O6，分子量180.16，是白色无臭结晶性颗粒或晶粒状粉末，熔点为146℃，沸点为527.1℃，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，有甜味，但是甜味不如蔗糖。
第一章糖类 一．糖的分布及其重要性： 分布 （1）所有生物的细胞质和细胞核含有核糖 （2）动物血液中含有葡萄糖 （3）肝脏中含有糖元 （4）植物细胞壁由纤维素所组成 （5）粮食中含淀粉 （6）甘蔗，甜菜中含大量蔗糖 重要性 （1）水+CO2 碳水化合物 （2）动物直接或间接从植物获取能量 （3）糖类是人类最主要的能量来源 （4）糖类也是结构成分 （5）纤维素是植物的结构糖 二．糖的化学概念 1．定义糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称 光合作用 三．糖的分类 上一页下一页 第一节单糖 一．葡萄糖的分子结构 （一）葡萄糖的化学组成和链状结构 1．葡萄糖能与费林氏（Fehling）试剂或其他酸试剂反应。证明葡萄糖分子含有 2．葡萄糖能与乙酸酐结合，产生具有五个已酰基的衍生物。证明葡萄糖分子含有五个－OH 3．葡萄糖经钠汞齐作用，被还原成一种具有六个羟基的山梨醇，而山梨醇是由六个碳原子构成的直链醇。 证明了葡萄糖的六个碳原子是连成一直线的链式结构：
差向异构体(epimers) 相同点： (1)全含六个碳原子 (2)五个－OH，一个CHO (3)四个不对称的碳原子 不同点： 1.基团排列有所不同 2.除了一个不对称C原子不同外，其余结构部分相同 上一页下一页 下一页上一页下一页
(二) 葡萄糖的构型 构型--指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。 1．单糖的D及 L型。 （1）不对称碳原子--连接四个不同原子或基团的碳原子。 表示法：球棒模型，投影式，透视式。 （2） D . L- 型的决定。规定：OH在甘油醛的不对称碳原子的右边者[即与- CH2OH基邻近的不对称碳原子（有*号）的右边。]称为D-型，在左边者称L-型。 水面键被视 为垂直放置 在纸平面之 前，垂直键则 在纸平面之 后 L-甘油醛 D-甘油醛D-型及L-型甘油醛，是两类彼此相似但并不等同的物质，只要将它们重叠起来，即可证明它们并非等同而是互为镜像，不能重叠，这两类化合物称为一对"对映体"。 2．旋光性。 L--旋光管的长度。以分米表示。 C--浓度。即在100ml溶液中所含溶质的克数。 α 是在钠光灯（D线，λ：589.6与589.0nm）为光源，温度为t,管长为L，浓度为ｃ时所测得的旋光度。[α]-为上述条件下所计得的旋光率。
糖的化学式 糖是一类主要由碳、氢、氧三种元素组成的多羟基醛或 多羟基酮类化合物，其化学式为Cm(H2O)n，其中m和n分别 表示糖分子中碳和水分子的数目。由于糖分子的结构和性质具有多样性，因此糖被分为单糖、双糖、多糖等不同类别。 一、单糖 单糖是一种最简单的糖，由一个糖分子构成，化学式表 达为CnH2nOn，其中n≥3。常见的单糖有葡萄糖（C6H12O6）、果糖（C6H12O6）、半乳糖（C6H12O5）、核糖（C5H10O5）等。其基本结构为一条直链或环形的碳水化合物，其中氧原子连接着羟基（-OH）或其他官能团。 葡萄糖是一种重要的单糖，它由6个碳原子、12个氢原 子和6个氧原子组成，分子式为C6H12O6。葡萄糖是一种白色 结晶性物质，在水中溶解度大，在热水中易于溶解。葡萄糖是一种必需的营养素，它是人体能量的主要来源之一，同时在生物体内发挥着重要的生理作用。 果糖也是一种单糖，它分子式为C6H12O6。果糖在自然界中广泛存在于各种水果、蔬菜和蜂蜜中，是主要的果糖来源。与葡萄糖不同，果糖对于人体的吸收和代谢需要较少的胰岛素，因此对于患有糖尿病等疾病的人士来说，果糖是一种更为适合的天然甜味剂。 二、双糖 双糖是由两个单糖分子通过酯键结合而成的一种糖类化 合物，化学式一般表示为CnH2n-2O(n-1)。常见的双糖包括蔗
糖（C12H22O11）、乳糖（C12H22O11）和麦芽糖（C12H22O11）等，这些双糖都属于碳水化合物中的重要成分。 蔗糖是一种广泛存在于甘蔗、甜菜等植物中的糖类化合物。它是由葡萄糖和果糖分子通过α-1,2-葡萄糖基转移酶催 化作用形成的，它的分子式为C12H22O11，其中包含有11个 羟基和1个酯基。蔗糖是一种吸湿性强的物质，易于在潮湿的环境中吸收水分而形成结晶。 乳糖是一种存在于哺乳动物乳汁中的双糖，由葡萄糖和 半乳糖分子组成。乳糖的分子式为C12H22O11，其中包含有11个羟基和1个酯基。乳糖是一种对人体有营养价值的物质，能够促进肠道菌群的生长和代谢，增强人体免疫力。 三、多糖 多糖是由多个单糖或双糖基本单位通过糖苷键结合而成 的一类聚合物，分子量较大，化学式一般为Cn(H2O)m。常见 的多糖包括淀粉、纤维素、壳聚糖、肝糖原等。 淀粉是一种能量储备物质，是植物体内最主要的多糖之一。淀粉分子由α-葡萄糖和β-葡萄糖基本单位通过α- 1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键结合而成。淀粉被人体消化吸收 后能够提供人体的主要能量来源，同时还能够增加肠道菌群的生长和代谢。 纤维素是一种来源于植物细胞墙的多糖，其分子结构与 淀粉相似，但其链型结构更加复杂，能够形成纤维状结构。纤维素在人体消化系统中不易被消化吸收，但能够增加肠道菌群的体积，促进肠道排泄功能，从而起到调节消化系统功能和防治便秘的作用。 四、总结 综上所述，糖是一类重要的碳水化合物，包括单糖、双
知识要点第一单元糖类 第一单元糖类 一、糖类的概念 糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物，以及它们的衍生物或聚合物，可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)，还可根据碳层子数分为丙糖(triose)，丁糖(terose)，戊糖(pentose)、己糖(hexose)。 最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮) O)n表示，所以过去人们一由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H 2 直认为糖类是碳与水的化合物，称为碳水化合物。现在已经这种称呼并恰当，只是沿用已久，仍有许多人称之为碳水化合物。 二、糖的种类 根据糖的结构单元数目多少分为： （1）单糖：不能被水解称更小分子的糖。 （2）寡糖：2~6个单糖分子脱水缩合而成，以双糖最为普遍，意义也较大。 （3）多糖：同多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)；杂多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)。 （4）结合糖(复合糖，糖缀合物，glycoconjugate)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。 （5）糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷 三、糖类的生物学功能 (1) 提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。 (2) 物质代谢的碳骨架，为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。 (3) 细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是细胞壁的主要成分。
(4) 细胞间识别和生物分子间的识别。 细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链，构成细胞的天线，参与细胞通信。 红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。 四、单糖 （一）单糖的结构 1.单糖的链状结构 确定链状结构的方法（葡萄糖）： a.与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。 b.与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。 c.用钠、汞剂作用，生成山梨醇。 最简单的单糖之一是甘油醛(glyceraldehydes)，它有两种立体异构形式(Stereoismeric form)，这两种立体异构体在旋光性上刚好相反，一种异构体使平面偏振光(Plane polarized liyot)的偏振面沿顺时针方向偏转，称为右旋型异构体(dextrorotary)，或D型异构体。另一种异构体则使平面偏振不的编振机逆时针编转，称左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。 像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体(Cptical lsmer)，常用D，L表示。以甘油醛的两种光学异构体作对照，其他单糖的光学异构构与之比较而规定为D型或L型。 差向异构体(epimer)：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基因排列方式不同的非对映异构体，如D-等等糖与D-半乳糖。 链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方。 2.单糖的环状结构 在溶液中，含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构。 单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛(emiacetal)。环化后，羰基C就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子(anomeric carbon atom)，环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体，或异头体(anomer)，分别称为-型及-型异头体。
葡萄糖的构造式 葡萄糖，也称为葡萄糖或葡糖，是一种单糖，为了方便记忆和表示，它的化学式通常缩写为C6H12O6。但实际上，葡萄糖的准确化学式要复杂得多，有多种不同表示方式。下面就让我们来了解一下葡萄糖 的构造式。 葡萄糖的最简式化学式为C6H12O6。这意味着，在一个葡萄糖分 子中，有6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子。这个简化的化学式 不能提供太多有关葡萄糖分子内部结构和化学反应的信息。因此，更 准确地表示葡萄糖分子的方法之一是使用骨架式结构（skeletal formula）。 骨架式结构是一种简化的分子图，只表示分子中的碳原子、它们 的连接方式和氢原子，而不显示其他原子的存在。下图是葡萄糖的骨 架式结构图：  从这个骨架式图中，我们可以看到葡萄糖分子的两个端口（上下 两端）都有一个羟基（-OH）官能团。另外，从左侧开始，第二个碳原 子有一个羰基（-C=O）官能团，这是葡萄糖分子所特有的部分。 实际上，葡萄糖分子呈现为一个六角形结构，其中每个角落都是 分别由一个碳原子、一个氢原子和一个羟基组成的。而且，葡萄糖的 羟基组分与其他功能性物质的组分结合，可以形成不同的多糖，如淀 粉和纤维素等。 此外，还有两种表示葡萄糖分子的三维空间结构式。第一种是棕 榈式结构（chair conformation），它是葡萄糖分子最为稳定的结构，由两个互相拐曲、互相平行的六角环组成。第二种是船形结构（boat conformation），它是棕榈式结构的一种基态和转换态。这些三维结 构式的细节远超本文讨论范畴，感兴趣的读者可以进一步了解。 经过上述讨论，我们得知葡萄糖的化学式远比“C6H12O6”更加
果糖的结构式 1. 介绍 果糖是一种单糖，也是一种天然存在于水果和蜂蜜中的简单糖。它的化学式为 C6H12O6，是一种具有甜味的白色结晶体。果糖在生物体内起着重要的能量供应和代谢调节作用。 2. 果糖的结构式 果糖的结构式可以用Fischer投影式或Haworth投影式表示。 2.1 Fischer投影式 Fischer投影式是一种常用的线性结构式表示方法。果糖的Fischer投影式如下所示： HOCH2─(CHOH)4─CHO 其中，上方的OH基团表示该羟基在投影式平面内，下方的OH基团表示该羟基在投影式平面外。 2.2 Haworth投影式 Haworth投影式是一种用环状结构表示的方法。果糖的Haworth投影式如下所示： O // HOCH2─(CHOH)4─CHO \\ OH Haworth投影式中，果糖的环状结构由五个碳原子和一个氧原子组成，碳原子上的OH基团可以在环的内部或外部。 3. 果糖的性质 果糖具有以下几个重要的性质： 3.1 可溶性 果糖是可溶于水的。在常温下，果糖可以与水形成溶液，溶解度随温度的升高而增加。
3.2 甜味 果糖是一种天然的甜味物质，其甜度约为蔗糖的1.2倍。由于果糖的甜味较强，常被用作食品和饮料的甜味剂。 3.3 光学活性 果糖是一种光学活性化合物，可以使光线发生旋光现象。果糖的旋光性质与其分子结构中的手性碳原子有关。 3.4 发酵性 果糖可以通过发酵的方式转化为乙醇和二氧化碳。这一特性使得果糖成为工业上生产乙醇和酒精饮料的重要原料之一。 4. 果糖的生物作用 果糖在生物体内具有重要的生理功能和代谢作用： 4.1 能量供应 果糖是人体代谢的重要能量来源之一。人体摄入果糖后，它会在肝脏中被代谢为葡萄糖，进而参与细胞呼吸过程，产生能量供给身体各个器官和组织。 4.2 代谢调节 果糖在体内可以调节血糖水平和胰岛素的分泌。相比于葡萄糖，果糖的代谢对血糖和胰岛素的影响较小，因此对于糖尿病患者或需要控制血糖的人群来说，适量摄入果糖可能是一种较好的选择。 4.3 食欲调控 一些研究表明，果糖可能对食欲产生影响。摄入果糖后，它会与大脑中的某些区域产生反应，进而影响食欲的调控机制。这一发现为研究肥胖和饮食控制提供了新的思路。 5. 果糖的应用 果糖在食品工业、医药领域和生物技术等方面有广泛的应用： 5.1 食品工业 果糖作为一种天然甜味剂，广泛应用于食品和饮料的制造中。由于果糖的甜度较高，使用量相对较少，从而减少了糖分的摄入量，对于控制糖尿病和减少肥胖有一定的帮助。
第一节单糖的结构和性质 第一节单糖的结构和性质 第一节单糖和低聚糖的食品性质和功能 一、物理性质与功能（一）甜味 ? 蜂蜜和大多数水果的甜度主要取决于蔗糖、D-果糖和葡萄糖的含量。 ?优质糖应具备甜味纯正，反应快，很快达到最高甜度，甜度高低适当，甜味消失迅 速度和其他特性。 ?单糖都有甜味，果糖最甜。（二）旋光性： 手性分子具有旋光性。判断一种化合物是否具有旋光性，取决于它是否是手性分子。每个单糖分子都含有不对称的碳原子，因此它具有旋光能力。（3）溶解度 各种糖都能溶于水，其溶解度随温度升高而增大。纯净的单糖为白色晶体，有较强的吸湿性。单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶解性，所以极易溶于水，尤其在热水中的溶解度极大。单糖在乙醇中也能溶解，但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。 （四）结晶度 ?蔗糖易结晶，晶体很大；葡萄糖也易结晶，但晶体细小；果糖和转化糖则较难于结 结晶 ?糖果制造时，要应用糖结晶性质上的差别。 例如，蔗糖不能单独用于硬糖的生产，但应添加适量的淀粉糖浆（葡萄糖值42），因为：① 淀粉糖浆不含果糖，其吸湿性低于转化糖，且糖果具有更好的保藏性。 ②淀粉糖浆含有糊精，能增加糖果的韧性、强度和粘性，使糖果不易碎裂。（五）粘度 ? 葡萄糖和果糖的粘度低于蔗糖；淀粉糖浆的粘度较高，其粘度随转化率的增加而增加 高而降低。 ? 葡萄糖的粘度随温度的升高而增加，而蔗糖的粘度随温度的升高而降低。？在食品生产中，可以通过调整糖的粘度来提高食品的稠度和适口性。2、化学性质和功能 （一）脱水反应（酸、热条件下的反应）：
在室温下，稀酸对单糖的稳定性没有影响。在酸浓度大于12%的浓盐酸和热的作用下，单糖容易脱水生成糠醛及其衍生物。（3）复合反应 单糖受酸和热的作用，缩合失水生成低聚糖的反应称为复合反应。它水解反应的逆反应。例如：2c6h12o6-----c12h22o11+h2o（四）焦糖化反应 焦糖化反应制备色素的过程：糖经过强热处理后可发生两个反应：1.分子内脱水： 向分子内引入双键，然后裂解产生一些挥发性醛、酮，经缩合、聚合生成深色物质。2.环内缩合或聚合： 裂解产生的挥发性醛和酮被缩合或聚合以产生黑色物质。三种商用焦糖色素：（蔗糖 通常用于制作焦糖色素和香料）：？耐酸焦糖色素 ?由亚硫酸氢铵催化产生 ? 用于可乐饮料和酸性饮料？最大产量 ?焙烤食品用焦糖色素 ? 糖和胺盐被加热成红棕色 ?啤酒等含醇饮料用焦糖色素 ? 蔗糖直接热解产生红棕色 焦糖化产品的风味：面包风味；各种调味品和甜味剂的增强剂
d阿洛酮糖化学结构式 d-阿洛酮糖是一种具有重要生物学功能的糖类化合物。它是一种酮糖，具有一个酮基和多个羟基。在自然界中，d-阿洛酮糖广泛存在于生物体内，如植物、动物和微生物中。它们在生物体内发挥着重要的生理和生化功能。 d-阿洛酮糖的化学结构式为Cn(H2O)m，其中n表示碳原子数，m表示水分子数。d-阿洛酮糖的一般分子式为(C6H12O6)n，其中n可以是1、2、3等。 d-阿洛酮糖具有多种异构体，最常见的是葡萄糖、果糖和半乳糖。它们的分子式和结构式分别为： 葡萄糖：C6H12O6，结构式为： H H H H O | | | | || H--C--C--C--C--C--O--H | | | | || OH OH OH OH H 果糖：C6H12O6，结构式为： H H H H O | | | | ||
H--C--C--C--C--C--O--H | | | | || O OH OH OH H 半乳糖：C6H12O6，结构式为： H H H H O | | | | || H--C--C--C--C--C--O--H | | | | || OH H OH OH H 葡萄糖、果糖和半乳糖都是d-阿洛酮糖的异构体，它们的分子式相同，但结构上存在差异。这些差异导致了它们在生物体内的不同生理功能和代谢途径。 葡萄糖是一种重要的能量来源，它是糖原和淀粉的组成单位，在细胞内通过糖酵解和呼吸作用产生能量。果糖主要存在于水果中，它是蜂蜜和果糖浆的成分之一。半乳糖则存在于乳制品中，如牛奶和奶酪。 除了葡萄糖、果糖和半乳糖，d-阿洛酮糖还包括其他的异构体，如甘露糖、脱氧葡萄糖等。这些异构体在生物体内具有不同的生理功能和生化代谢途径。
一、单糖的结构 （一）葡萄糖的开链结构和构型 葡掏糖是己醛糖，分子式是C6H12O6。实验已经证明葡萄糖具有开链的2，3，4，5，6-五羟基己醛的基本结构。 上述结构式中C2、C3、C4、C5都是手性碳原子，每个碳原子上的原子和原子团都可有不同的空间排布。经过研究，存在于自然界的葡萄糖中，四个手性碳原子上的空间排布除C3上的-OH在左边外，其它三个手性碳原子上的羟基都在右边。葡萄糖的费歇尔投影式如下： 单糖的构型仍沿用D，L衷示构型的方法，这种方法只考虑与羰墓相距最远的一个手性碳原子的构型。即根据与羰基相距最远的那个手性碳原子上的羟基在右边的为D-型，羟基在左边的为L-型。 自然界存在的单糖都属于D-型。 （二）变旋光现象和葡萄糖的环状结构 葡萄糖有两种结晶，一种是从乙醇中结晶出来的，熔点146℃，新配制的溶液经测定比旋光度﹝α﹞D为+112℃，此溶液经放置后比旋光度逐渐下降，达+52.5℃以后维持不变。另一种是从吡啶中结晶出来的，熔点150℃，新配制的溶液比旋光度﹝α﹞D为+18.7℃，此溶液经放置后比旋光度逐渐上升，也达到+52.5℃后维持不变。为了区别两种结晶，前者叫做α-D-（+）-葡萄糖，后者叫做β-D-（+）-葡萄糖。这种糖的晶体溶于水后，比旋光度自行转变为定值的现象称为变旋光现象。显然，葡萄糖的开链结构不能解释此现象。 经过物理及化学方法证明结晶状态的单糖并不是链状结构，而是以环状结构存在的。在前面第八章醛和酮的性质学习过，醛与一分子醇加成生成半缩醛，通常把半缩醛反应新形成的羟基称为半缩醛羟基。在单糖分子中同时存在羰基和羟基，因而在分子内便能由于生成半缩醛而构成环：即羟基中的氢原子加到羰基的氧上，而羟基中的氧与羰基中的碳原子可连接成环。对于葡萄糖来说，分子中有五个羟基，究竟哪一个羟基与羰基生成环状的半缩醛?由
第二节糖类 ［学习目标定位] １、熟知葡萄糖的结构和性质,学会葡萄糖的检验方法。2、明白常见的二糖(麦芽糖、蔗糖)、多糖(淀粉、纤维素)的性质及它们之间的相互关系,学会淀粉的检验方法。 1、糖类组成:糖类是由Ｃ、Ｈ、O三种元素组成的一类有机化合物,其组成大多能够用通式 C m(H2O)ｎ表示,过去曾称其为碳水化合物。 2、依照糖类能否水解以及水解后的产物,糖类可分为 (１)单糖:凡是不能水解的糖称为单糖,如葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖等。 (2)低聚糖:１mｏｌ低聚糖水解后能产生2～10＿mｏl单糖,若水解生成2 mｏl单糖,则称为二糖,重要的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。 (3)多糖:1 mｏl多糖水解后能产生特别多摩尔单糖,如淀粉、纤维素等。 3、在口中咀嚼米饭和馒头时会感甜味,这是因为唾液中含有淀粉酶,它能将食物中的淀粉转化为葡萄糖。 探究点一葡萄糖与果糖 １、实验探究葡萄糖分子组成和结构,试将下列各步实验操作得出的结论填在横线上: (1)取１、80 g葡萄糖完全燃烧后,只得到2、６4 g CO2和1、08 g H2O,其结论是含有碳、氢、氧三种元素且最简式为ＣＨ２O。 (2)用质谱法测定葡萄糖的相对分子质量为180,计算得葡萄糖的分子式为Ｃ6Ｈ1２Ｏ6。 (３)在一定条件下1、80 ｇ葡萄糖与足量乙酸反应,生成酯的质量为3。90 g,由此可说明葡萄糖分子中含有５个羟基。 (4)葡萄糖与氢气加成,生成直链化合物己六醇,葡萄糖分子结构中分子内含有碳氧双键、 (5)葡萄糖的结构简式是CH2OH(CＨOH)4CHO、 2、依照下列要求完成实验,并回答下列问题: (1)在一支洁净试管中配制２mＬ银氨溶液,加入1 ｍL １0％葡萄糖溶液,振荡并在水浴中加热。观察到的实验现象是试管内壁有银镜生成,反应的化学方程式是CＨ2OH(CHOH)4CH Ｏ＋2Ag(NH3)2OH错误!CH2OＨ(CHOH)4ＣOOＮＨ４＋2Aｇ↓+３NＨ３+H2O。
第一节 糖类 一、糖类的组成和分类 （一）来源和用途 1、来源：绿色植物光合作用的产物。6CO 2+6H 2O −−−→光能纤维素 C 6H 12O 6（葡萄糖）+6O 2 2、用途：供能：C 6H 12O 6 + 6O 2→6CO 2+6H 2O+2804kJ/mol （二）组成结构 1、组成元素：C 、H 、O 2、结构特点：多个羟基、醛基、羰基。碳水化合物：糖类大多数符合通 式C n (H 2O)m 。 注：(1)符合通式C n (H 2O)m 的物质不一定都是糖类，如甲醛(CH 2O)、乙酸(C 2H 4O 2)等； 有些糖的组成并不符合C n (H 2O)m ，如脱氧核糖(C 5H 10O 4) (2)①有甜味的物质不一定是糖，如甘油、木糖醇等；②没有甜味的物质也可能是糖，如淀粉、纤维素等。 因此，糖类物质不等于碳水化合物，也不等于甜味物质。 （三）定义：多羟基醛、多羟基酮和他们的脱水缩合物 （四）分类： 1、根据能否水解以及水解后的的产物划分 （1）单糖：不能水解的糖。例：葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖 （2）寡糖或低聚糖：1mol 糖水解后能产生2-10mol 单糖。例：二糖包括：麦芽糖、蔗糖、乳糖 （3）多糖：1mol 糖水解后能产生10mol 以上单糖。例：淀粉、纤维素、糖原 2、根据能否发生银镜反应划分 （1）还原性糖：能发生银镜反应的糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖 （2）非还原性糖：不能发生银镜反应的糖，如蔗糖、淀粉、纤维素 二、单糖 （一）葡萄糖 1、存在：葡萄糖是自然界中分布最广的单糖，因最初是从葡萄汁中分离得到而得名。葡萄糖存在于水果、蜂蜜，以及 植物的种子、叶、根、花中。动物的血液和淋巴液中也含有葡萄糖。 2、物理性质：易溶于水的无色晶体，熔点为146℃, 有甜味，但甜度不如蔗糖。 3、组成和结构：分子式：；C 6H 12O 6 结构简式：CH 2OH-(CHOH)4-CHO 多羟基醛（5个羟基、1个醛基） 4、化学性质：还原性糖 （1）醛基：①与银氨溶液反应，有银镜产生；和新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀 ②与H 2加成 （2）多个羟基：①与新制的Cu(OH)2反应：生成绛蓝色溶液（可用于检验多个羟基） ②酯化反应 ③与活泼金属反应 （3）氧化反应：①人体内 −−−→−酶的催化发生氧化反应→热量→能量：C 6H 12O 6 + 6O 2−→−酶6CO 2+6H 2O ；
单 糖 糖：多羟基醛、酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。分子由C/H/O 组成，大都符合Cn(H 2O)m ，故又称碳水化合物。分为单糖、低聚糖(寡糖)、多糖。 单糖：不能再水解的多羟基醛/酮。如：葡萄糖，果糖。 低聚糖(寡糖)：由2～10个单糖结构组成，以二糖最多见。如：蔗糖，麦芽糖。 多糖：含10个以上单糖结构。如：淀粉，纤维素。 一、单糖分类 单糖按官能团分为醛糖和酮糖；按碳原子个数分为丁糖、戊糖、己糖等，自然界中最多的是戊糖和己糖。如：葡萄糖是己醛糖，果糖是2-己酮糖。 二、单糖结构式（以葡萄糖为例） （一）开链式 以标准费歇尔投影式表示，根据最大位号手性碳原子上的羟基在右或左来判别D 或L 构型，常以简化的费歇尔投影式表示： OH CH 2OH OH HO OH CHO CH 2OH CHO OH CH 2OH H OH H H HO OH H CHO D-G 开链式（最常用） （二）直立氧环式 单糖具有一些特殊性质（如不与亚硫酸氢钠加成、只能与一分子醇形成缩醛、具有变旋光现象），说明单糖不仅仅以开链结构存在，还存在其它形式。 测定发现，单糖主要以氧环形式存在：分子中的羟基与醛基形成环状半缩醛。 以D-葡萄糖为例：分子中C 5上的羟基与醛基形成半缩醛，而原醛基碳成为新的手性碳原子，因此环状结构存在两种形式，称为α-型和β-型： 2OH CHO 2OH C H OH O CH 2OH C O H HO D-G 0.1% β-D-G 63% α-D-G 37% [α]D = +18.7o [α]D = +112o [α]D = +52o 高温醋酸结晶 变旋光现象 注：1、半缩醛OH 与氧环同侧为α-型，异侧为β-型； 2、D-葡萄糖在水溶液中是开链式、环状α-、β-型三者的平衡体系；
第一单元糖类油脂 第一课时糖类 [课标要求] 1．认识糖类的组成和性质特点，了解糖类的分类。 2．掌握葡萄糖的结构简式和重要性质，了解葡萄糖的用途，知道其检验方法。 3．了解淀粉、纤维素的主要用途以及它们在日常生活和工业生产等方面的重要意义。 1．葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，可用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液来检验醛基的存在。 2．糖类可分为单糖、低聚糖和多糖；葡萄糖、果糖是单糖，二者互为同分异构体； 蔗糖、麦芽糖是二糖，二者互为同分异构体；淀粉、纤维素是多糖，淀粉、纤维 素不是同分异构体。 3．蔗糖、淀粉、纤维素水解的化学方程式分别为 单糖——葡萄糖和果糖 1．糖类的组成 (1)组成：糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物，大多数糖类的分子组成可用通式C n(H2O)m来表示(n、m可以相同，也可以不同)。 (2)概念：糖类为多羟基醛、多羟基酮以及能水解生成它们的物质。 2．糖类的分类
(1)单糖：一般是指多羟基醛或多羟基酮，不能进一步水解。 ①按照分子中所含碳原子数多少，单糖分为丙糖、丁糖、戊糖(如核糖、脱氧核糖)和己糖(如葡萄糖、半乳糖、果糖)等。 ②按照与羰基连接的原子团情况不同，单糖分为醛糖和酮糖，最简单的醛糖是甘油醛。 (2)低聚糖：由不到20个单糖缩合形成的糖类化合物。 (3)多糖：如淀粉和纤维素。 [特别提醒] 符合C n (H 2O)m 通式的物质，不一定是糖类，如n ＝m ＝1，如n ＝m ＝2，则为CH 3COOH 或HCOOCH 3，这些均不是糖类。 3．葡萄糖和果糖的分子组成与结构 4．葡萄糖的化学性质及用途 (1)化学性质 ①燃烧生成CO 2和H 2O 。 ②葡萄糖与乙酸完全酯化，1 mol 葡萄糖需5 mol 乙酸。 ③葡萄糖能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应。 ④与氢气反应生成直链己六醇。 (2)用途： 生活上——糖类(营养物质、制酒工业) 工业上——制镜 医药上——迅速补充营养(制药工业) [特别提醒] 葡萄糖与银氨溶液反应或是与新制的Cu(OH)2悬浊液反应，均必须在碱性条件下进行。 1．如何检验糖尿病人的尿液中含有葡萄糖？ 提示：将病人的尿液与新制Cu(OH)2悬浊液混合后共热，观察是否有砖红色沉淀生成。 2．葡葡糖与果糖是什么关系？ 提示：互为同分异构体。
第十七章第一节单糖 单糖中最重要，最常见的是葡萄糖和果糖。而且从结构和性质上可以作为各种单糖的代表。我们主要以葡萄糖和果糖为例来讨论单糖的结构，构型，构象和它们的理化性质。 一、单糖的构造式 葡萄糖： 实验事实： 1. 碳氢定量分析，实验式CH2O 2.经分子量测定，确定分子式为C6H12O6. 3. 能起银镜反应，能与一分子HCN加成，与一分子NH2OH缩合成肟，说明它有一个羰基。 4. 能酰基化生成酯。乙酰化后再水解，一分子酰基化后的葡萄糖可得五分子乙酸，说明分子中有五个羟基。 5. 葡萄糖用钠汞齐还原后得己六醇；己六醇用HI彻底还原得正己烷。这说明葡萄糖是直链化合物。 按照经验，一个碳原子一般不能与两个羟基同时结合，因为这样是不稳定的，根据上述性质，如果羰基是个醛基，则它的构造式应是： 用醛氧化后得相应得酸，碳链不变。而酮氧化后引起碳链的断裂，应用这一性质就可确定是醛糖或酮糖。葡萄糖用HNO3氧化后生成四羟基己二酸，称葡萄糖二酸。因此，葡萄糖是醛糖。 6. 确定羰基的位置。葡萄糖与HCN加成后水解生成六羟基酸，后者被HI还原后得正庚酸，这进一步证明葡萄糖是醛糖。
同样的方法处理果糖，最后的产物是α-甲基己酸。 α-甲基己酸 因此，果糖的羰基是在第二位。 综合上述反应和分析，就确定了葡萄糖和果糖的构造式。 二单糖的立体构型 葡萄糖分子中有四个不对称碳原子，因此，它有24 =16个对映异构体。要想知道，哪一个是葡萄糖分子，就得确定它们的立体构型。 1. 相对构型（D系列和L系列） 在1951年以前还没有适当的方法测定旋光物质的真实构型。这给有机化学的研究带来了很大的困难。当时，为了研究方便，为了能够表示旋光物质构型之间的关系，就选择一些物质作为标准，并人为地规定他们的构型，如甘油醛有一对对映体（+）—甘油醛和(－)—甘油醛。 (Ⅰ ) ( Ⅱ) 当时认为规定右旋的甘油醛具有（Ⅰ）的构型（即当醛基—CHO排在上面时,H在左边, OH 在右边）,并且用符号―D―标记它的构型―dextro‖即右旋；左旋的甘油醛具有（Ⅱ）得构型，
第十五章糖类蛋白质 第一课时糖类 【考纲要求】 1.掌握糖类的结构、性质、用途； 2.重点掌握葡萄糖、淀粉、纤维素的性质和用途； 3.理解天然高分子化合物的概念和用途。 教与学方案笔记与反思 【自学反馈】 1．糖类的概念： （1）概念： 。 （2）分类： 单糖：； 低聚糖：； 多糖：； （3）相互转化关系：（请用箭头表示相互转化关系） 多糖————二糖———单糖 2．单糖 （1）葡萄糖 ①．结构式： ②．化学性质： a．还原性：基的性质 与新制的银氨溶液反应； 与新制的氢氧化铜反应： b．加成反应：基的性质 与氢气反应： c．酯化反应；基的性质 与乙酸的反应： d．发酵反应：（制酒精）
e．生理氧化： ③．制法：淀粉水解 ④．用途： （2）果糖：①.分子式: ②结构简式:和结构特点: ③.与葡萄糖的关系: ④.性质: 3.二糖(分子式: ) (1)蔗糖和麦芽糖相似之处 ①.组成和结构的关系是,互为 体. ②.都属于糖,水解都生成糖. ③水解产物的性质: (2)蔗糖和麦芽糖不同之处 ①.结构上的不同点： ②.水解产物的不同点： ③.存在： 4．多糖： （1）淀粉： ①．组成和结构： ②．物理性质： ③．化学性质： a．无还原性 b.在稀酸作用下和人体中均能发生水解,最终产物为 c.淀粉遇碘变蓝. ④.生成与存在: 生成： 存在： ⑤.用途: (2)纤维素: ①.组成与结构: ②.物理性质: ③.化学性质: a.无还原性 b. 在的硫酸和水浴加热的条件下能发生 反应,最终产物为,但比淀粉水解困难. c.酯化反应: (制硝化纤维) ④.用途: 【例题解析】 例1：为鉴别乙醇、乙酸、葡萄糖溶液，选用一种试剂，可为下列中的A．钠B．硝酸C．碘D．新制氢氧化铜解题思路:。 易错点: 。