单糖的性质解读 PPT
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单糖性质ppt课件
的溶液在使用时混合.
Benedict试剂:由硫酸铜,柠檬酸和碳酸钠配成的蓝色溶液.
将醛糖或酮糖(或羟基醛,酮)与 Fehling或Benedict试
剂一起加热时,溶液的蓝色消失,同时产生氧化亚铜的砖红色
沉淀.
Cu2+ 醛糖或酮糖
Cu2O
氧化产物
Tollens 试剂:硝酸银的氨水溶液( Ag(NH3)2OH ) 将醛糖或酮糖(或羟基醛,酮)与 tollens 试剂放在
lactone) 能得到相应的醛糖,因此该方法称为 Kiliani-Fischer 合成法.
以戊醛糖 D-(-)-阿拉伯糖为例:
醛糖与 HCN 作用生成氰醇.由于 CN- 对羰基 的不同面的进攻,产生两个构型不同的手性中心. 结果是生成一对非对映异构体氰醇，水解则得到 一对非对映异构体羧酸.
４.醛糖碳链的缩短－Ｒｕｆｆ降解
CHO H OH H OH H OH H OH
CH2OH
甘露糖
葡萄糖和甘露糖与苯肼反应生成同样的脎,说 明 该两糖的C3、C4、C5 的构型相同.
３.醛糖碳链的增长－Kiliani-Fischer反应
该反应是 1886 年由德国化学家 Heinrich Kiliani 发 现.1890年,Fischer 发现还原醛酸(in the form of its
由于以上特征, 用高碘酸与糖反应成为测定糖结构的 一个重要反应.
２.成脎反应
由于含有醛基,醛糖能与苯肼作用生成苯腙.若与过
量的苯肼反应,将进一步生成一种称为脎的化合物.该化
合物的一个分子里含有两苯肼残基,第三个苯肼分子转变
成苯胺和氨.
CHO 3 C6H5NHNH2
CHOH
CH NNHC6H5 C NNHC6H5
单糖的结构和性质PPT优秀资料
单糖分子在水溶液中具有链式和环式的互变所以旋光性也会发生变化直到达到平衡状态旋光度才不会发生变化这种现象叫变旋现象二单糖的化学性质1差向异构化用碱溶液处理单糖时能形成差向异构体的平衡体系这种作用叫差向异构化
第7章 糖类和糖生物学
引言 单糖的结构和性质 重要的单糖和单糖衍生物 寡糖 多糖 糖缀合物
细菌杂多糖
则叫某单糖苷。 α,α -海藻糖或叫海藻糖： α-G（ 1→ 1） α-G
（三）自然界中常见的双糖 • 麦芽糖： α-葡糖 （ 1→4） α-葡糖 （还原性糖） • 乳糖：β-半乳糖（ 1→4） α-葡糖 （还原性糖） • 蔗糖： α-葡糖（ 1→2） β-果糖苷（非还原性糖） • α,α -海藻糖或叫海藻糖： α-G（ 1→ 1） α-G • 纤维二糖：β-葡糖（1→4） α-葡糖（还原性糖）
2、糖类的命名
（1）少数简单的单糖,根据官能团命名。
（2）糖类物质多用俗名,通俗名称往往与它的来 源有关,如葡萄糖、果糖等。
（3）依据其碳原子数目命名，如丙糖，丁糖。
（4）有时把碳原子数目与羰基类型结合起来命名。 丙醛糖，丁醛糖,丙酮糖,丁酮糖等.
三、单糖的结构和性质
（一）链状结构:单糖具链状结构。 （二）单糖的环状结构
2（★、1单 ）单糖少残数基简糖间单连的的接单键糖重的,根类据型要官能团衍命名生。 物：糖醇、糖醛酸、氨基糖、糖苷等。
1、糖的分类, 根据糖类的聚合度进行分类。 1、先写出非还原端单糖残基的名称，称为某糖基，并在其名称前写上O-，O表示连接键是通过氧原子。 （2）糖类物质多用俗名,通俗名称往往与它的来源有关,如葡萄糖、果糖等。 3、参与形成糖苷键的两个碳原子的位置，常用箭头连接起来的两个序号表示。 3、寡糖中是否含有游离的异头碳，含游离异头碳的一端是还原端，另一端是非还原端。 α,α -海藻糖或叫海藻糖： α-G（ 1→ 1） α-G 变旋现象：单糖分子在水溶液中具有链式和环式的互变，所以旋光性也会发生变化，直到达到平衡状态，旋光度才不会发生变化，这 种现象叫变旋现象 戊糖： D-核糖、D-2-脱氧核糖、核酮糖和木酮糖。 1、糖的分类, 根据糖类的聚合度进行分类。
第7章 糖类和糖生物学
引言 单糖的结构和性质 重要的单糖和单糖衍生物 寡糖 多糖 糖缀合物
细菌杂多糖
则叫某单糖苷。 α,α -海藻糖或叫海藻糖： α-G（ 1→ 1） α-G
（三）自然界中常见的双糖 • 麦芽糖： α-葡糖 （ 1→4） α-葡糖 （还原性糖） • 乳糖：β-半乳糖（ 1→4） α-葡糖 （还原性糖） • 蔗糖： α-葡糖（ 1→2） β-果糖苷（非还原性糖） • α,α -海藻糖或叫海藻糖： α-G（ 1→ 1） α-G • 纤维二糖：β-葡糖（1→4） α-葡糖（还原性糖）
2、糖类的命名
（1）少数简单的单糖,根据官能团命名。
（2）糖类物质多用俗名,通俗名称往往与它的来 源有关,如葡萄糖、果糖等。
（3）依据其碳原子数目命名，如丙糖，丁糖。
（4）有时把碳原子数目与羰基类型结合起来命名。 丙醛糖，丁醛糖,丙酮糖,丁酮糖等.
三、单糖的结构和性质
（一）链状结构:单糖具链状结构。 （二）单糖的环状结构
2（★、1单 ）单糖少残数基简糖间单连的的接单键糖重的,根类据型要官能团衍命名生。 物：糖醇、糖醛酸、氨基糖、糖苷等。
1、糖的分类, 根据糖类的聚合度进行分类。 1、先写出非还原端单糖残基的名称，称为某糖基，并在其名称前写上O-，O表示连接键是通过氧原子。 （2）糖类物质多用俗名,通俗名称往往与它的来源有关,如葡萄糖、果糖等。 3、参与形成糖苷键的两个碳原子的位置，常用箭头连接起来的两个序号表示。 3、寡糖中是否含有游离的异头碳，含游离异头碳的一端是还原端，另一端是非还原端。 α,α -海藻糖或叫海藻糖： α-G（ 1→ 1） α-G 变旋现象：单糖分子在水溶液中具有链式和环式的互变，所以旋光性也会发生变化，直到达到平衡状态，旋光度才不会发生变化，这 种现象叫变旋现象 戊糖： D-核糖、D-2-脱氧核糖、核酮糖和木酮糖。 1、糖的分类, 根据糖类的聚合度进行分类。
糖化学802
戊糖与强酸共热脱水形成糠醛。
HH 浓HCl C C
HC C-CHO + 3H2O O
己糖与强酸共热脱水形成羟甲基糠醛
糠醛是合成塑料、药物、染料和溶剂的重要原料 P213 糠醛（羟甲基糠醛）+ 芳香族 有色物质
2、单糖的氧化
醛糖的醛基有很好的还原性,与氧化剂反应生 成羧基的产物。能使氧化剂还原的糖称为还 原糖,所有的醛糖都是还原糖,能异构化为醛糖 的酮糖如:果糖,也是还原糖。
一、寡糖的结构与性质 1. 单糖单位可同可不同
呋喃果糖苷
2. 糖苷键的形式有多种
二、常见的二糖
1、蔗糖（非还原糖）Sucrose 由-D-葡萄糖和 -D-果糖以 , (1 2)-糖苷键
连接而成。
蔗糖不能还原Fehling试剂,不能成脎。
蔗糖酶 sucrase （也称转化酶）
2、麦芽糖（还原糖）Maltose 由2分子葡萄糖以 -(1 4) 糖苷键缩水而成
6 a-D-Gal
a-D-Glc
2. 四糖、五糖、六糖
2 -D-Fru
第三节 多 糖
多糖是由多个单糖分子缩合、脱水而成。
自然界中的糖类主要以多糖形式存在, 为高分子化合物。属非还原糖,有旋光 性,但无变旋现象,大多不溶于水,无甜味, 不能结晶。
根据多糖的组成单位，可分为：
1. 同多糖： 由一种单糖组成,常见的有 淀粉、糖原、纤维素和几丁质
葡萄糖脎
5、形成糖酯
单糖为多元醇，与酸作用生成酯。
生物学上较重要的酯是磷酸酯，它们代表了 糖的活性形式，广泛存在于各种细胞里, 是 糖代谢的中间产物。
核糖-5-P
6、形成糖苷 ---- 由半缩醛形成缩醛
环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基化合物 发生缩合形成的缩醛或缩酮称为糖苷。
HH 浓HCl C C
HC C-CHO + 3H2O O
己糖与强酸共热脱水形成羟甲基糠醛
糠醛是合成塑料、药物、染料和溶剂的重要原料 P213 糠醛（羟甲基糠醛）+ 芳香族 有色物质
2、单糖的氧化
醛糖的醛基有很好的还原性,与氧化剂反应生 成羧基的产物。能使氧化剂还原的糖称为还 原糖,所有的醛糖都是还原糖,能异构化为醛糖 的酮糖如:果糖,也是还原糖。
一、寡糖的结构与性质 1. 单糖单位可同可不同
呋喃果糖苷
2. 糖苷键的形式有多种
二、常见的二糖
1、蔗糖（非还原糖）Sucrose 由-D-葡萄糖和 -D-果糖以 , (1 2)-糖苷键
连接而成。
蔗糖不能还原Fehling试剂,不能成脎。
蔗糖酶 sucrase （也称转化酶）
2、麦芽糖（还原糖）Maltose 由2分子葡萄糖以 -(1 4) 糖苷键缩水而成
6 a-D-Gal
a-D-Glc
2. 四糖、五糖、六糖
2 -D-Fru
第三节 多 糖
多糖是由多个单糖分子缩合、脱水而成。
自然界中的糖类主要以多糖形式存在, 为高分子化合物。属非还原糖,有旋光 性,但无变旋现象,大多不溶于水,无甜味, 不能结晶。
根据多糖的组成单位，可分为：
1. 同多糖： 由一种单糖组成,常见的有 淀粉、糖原、纤维素和几丁质
葡萄糖脎
5、形成糖酯
单糖为多元醇，与酸作用生成酯。
生物学上较重要的酯是磷酸酯，它们代表了 糖的活性形式，广泛存在于各种细胞里, 是 糖代谢的中间产物。
核糖-5-P
6、形成糖苷 ---- 由半缩醛形成缩醛
环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基与其他含羟基化合物 发生缩合形成的缩醛或缩酮称为糖苷。
1.1单糖的结构和性质
O
吡喃葡萄糖
？
单糖
Monosaccharides
丙糖最简单
己糖最常见
葡萄糖 Glc
果糖 Fru
甘油醛
二羟丙酮
构建核酸的分别是戊醛糖 (RNA)和脱氧戊醛糖(DNA)
核糖 Rib
5
㈠ 单糖具有不对称中心 • 单糖的D/L构型
chiral C*
甘油醛构型
6
• 醛己糖的D/L构型
1 2 3 4 5 6
- 还原作用
单糖有游离羰基而易被还原：在钠汞齐及硼氢化钠类还原 剂作用下，醛糖还原成糖醇，酮糖则还原成两个同分异构 的羟基醇(non-C*→C*)
18
- 生成糖脎
单糖的自由羰基能与3分子苯肼 作用生成糖脎(难溶于水的黄色 结晶)，可利用糖脎形状和熔点 的不同来鉴定各种糖…
- Glc脎为黄色细针状 - Mal脎呈长薄片形
- 某个-OH被另一 基团所取代
磷酸化的 保糖/活化
作用
G6P
- 某个C被氧化成 羧基
葡糖胺
N-乙酰 葡糖胺
半乳糖胺 甘露糖胺
胞壁酸
乳酸基
N-乙酰胞壁酸
岩藻糖 鼠李糖 甘油基
葡糖醛酸 葡糖酸 葡糖酸内酯
21
N-乙酰神经氨(糖)酸
木糖
来苏糖
阿洛糖 阿卓糖 葡萄糖 甘露糖 古洛糖 艾杜糖 半乳糖 塔洛8 糖
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Series of D-ketoses
= 二羟丙酮的碳链 加长物( –CHOH)
- 比相应的同C数醛糖少一个C*
二羟丙酮
(the only monosaccharide without a chiral C*)
吡喃葡萄糖
？
单糖
Monosaccharides
丙糖最简单
己糖最常见
葡萄糖 Glc
果糖 Fru
甘油醛
二羟丙酮
构建核酸的分别是戊醛糖 (RNA)和脱氧戊醛糖(DNA)
核糖 Rib
5
㈠ 单糖具有不对称中心 • 单糖的D/L构型
chiral C*
甘油醛构型
6
• 醛己糖的D/L构型
1 2 3 4 5 6
- 还原作用
单糖有游离羰基而易被还原：在钠汞齐及硼氢化钠类还原 剂作用下，醛糖还原成糖醇，酮糖则还原成两个同分异构 的羟基醇(non-C*→C*)
18
- 生成糖脎
单糖的自由羰基能与3分子苯肼 作用生成糖脎(难溶于水的黄色 结晶)，可利用糖脎形状和熔点 的不同来鉴定各种糖…
- Glc脎为黄色细针状 - Mal脎呈长薄片形
- 某个-OH被另一 基团所取代
磷酸化的 保糖/活化
作用
G6P
- 某个C被氧化成 羧基
葡糖胺
N-乙酰 葡糖胺
半乳糖胺 甘露糖胺
胞壁酸
乳酸基
N-乙酰胞壁酸
岩藻糖 鼠李糖 甘油基
葡糖醛酸 葡糖酸 葡糖酸内酯
21
N-乙酰神经氨(糖)酸
木糖
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阿洛糖 阿卓糖 葡萄糖 甘露糖 古洛糖 艾杜糖 半乳糖 塔洛8 糖
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Series of D-ketoses
= 二羟丙酮的碳链 加长物( –CHOH)
- 比相应的同C数醛糖少一个C*
二羟丙酮
(the only monosaccharide without a chiral C*)
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。
单糖的结构及糖苷键课件
多元醇
具有多个羟基的糖类，如甘油 醛等。
单糖的构型
D型
具有右旋光性，如葡萄糖、果糖 等。
L型
具有左旋光性，如半乳糖、甘露 糖等。
单糖的环状结构
01
02
03
链状结构
单糖的线性排列，由醛基 和酮基之间的缩合形成。
环状结构
单糖分子通过自身反应， 形成五元或六元碳环结构 ，如核糖、脱氧核糖等。
构型转化
在生物体内，单糖可以通 过酶的作用进行构型转化 ，如葡萄糖转化为果糖等 。
还原反应是指糖苷在还原剂的作 用下，发生还原，生成相应的醇
的反应。
常用的还原剂有钠硼氢、氢化铝 等，它们可以将糖苷还原成醇。
生成的醇可以进一步发生脱水或 氧化等反应，生成更复杂的化合
物。
05 糖苷键的应用
生物活性糖苷
生物活性糖苷是指具有生物活性的糖苷类化合物，它们在生物体内具有重要的生理 功能。
糖苷键的合成方法有多种，包括酶法、化学法等。酶法合成糖苷键具有条件温和、专一性强 等优点，但成本较高；化学法合成糖苷键具有成本低、适用范围广等优点，但条件较为苛刻 。
药物合成中的糖苷键对于提高药物的疗效和降低副作用具有重要意义，是现代药物研发中不 可或缺的环节。
糖苷酶抑制剂
糖苷酶抑制剂是指能够抑制糖苷酶活性 的化合物，糖苷酶是生物体内水解糖苷
酶催化下水解反应
许多酶能够催化糖苷的水 解反应，如唾液酸酶、麦 芽糖酶等。
糖苷的氧化反应
氧化反应是指糖苷在氧化剂的作用下 ，发生氧化，生成相应的酮糖或醛糖 的反应。
生成的酮糖或醛糖可以通过进一步反 应，生成更复杂的化合物。
常用的氧化剂有硝酸、高碘酸等，它 们可以将糖苷氧化成酮糖或醛糖。
2.糖与苷- PowerPoint 演示文稿
⑷ 吡喃糖苷中：
① 吡喃环C5上取代基越大越难水解，
水解速度为：
五碳糖 > 甲基五碳糖 > 六碳糖 > 七碳糖
② C5上有-COOH取代时，最难水解
（因诱导使苷原子电子密度降低）
⑸ 糖中取代基 去氧糖 > 羟基糖 > 氨基糖
——生命活动所必需的四大类化合物。
第一节 单糖的立体化学
定义：
单 糖 （ monosaccharides ） 是 多羟基醛或酮，是组成糖类及其衍 生物的基本单元。
从3C糖至8C糖天然界都有存在。
结构表示法： Fischer投影式 Haworth投影式 构象式
一、单糖的绝对构型 单糖Fischer投影式中距碳基最远的那
多糖、低聚糖、单糖、苷类——Molish反应=？
三、羟基反应
糖的-OH反应——醚化、酯化和缩醛(酮)化
反应活性： 最高的半缩醛羟基（C1-OH） 其次是伯醇基（C6-OH） 仲醇次之
（一）醚化反应
1．醚化反应的种类： 甲醚化，三甲硅醚化和三苯甲醚化反应
2．醚化反应的影响因素：
① 酸性：
-COOH>-ph-OH>R-OH
1.苷原子质子化 2.脱去中性分子，断键生成阳碳离子…… 3.在水中溶剂化而成糖。
O
+H+
OR
H+
O
- ROH
+H2O
OR
中间体
O
+ - H+
OH2
O
H,OH
O
+H
阳碳离子
O H
半椅式
（二） 影响水解反应因素： 苷原子的碱度，即苷原子的电子云密度 苷原子的空间环境与竞争H+的影响
§4-2-糖类(单糖、二糖、多糖)课件
C6H12O6
碳的骨架
仪器分析图谱
结构式
推测化学 键类型
判断官能团种 类及所处位置
科学推理:
根据下列信息推出葡萄糖的分子结构： 1、在一定条件下，1mol葡萄糖与1molH2反应，
还原成己六醇 说明分子中有双键，也说明是直链化合物
2、 葡萄糖能发生酯化反应生成五乙酸葡萄糖 （提示：同一个C原子上连接2个羟基不稳定）
分析有旋光性的乳酸和没有旋光性的丙酸在结 构上的差别：
H C3HC COOH
H
H C3H*C COOH
OH
初步结论：
乳酸所以具有旋光性，可能是因为分子中有一 个*C原子（不对称碳原子或手性碳）。
为什么有*C原子就可能具有旋光性？这是因为：
(1)一个*C就有两种不同的构型：
-
COOH
COOH
COOH
强 调 糖类 ： 糖类
碳水化合物 甜味物质
科学视野
木糖醇（也叫戊五醇） 是一种五碳糖醇，它的分 子式为Ｃ5Ｈ12Ｏ5，是木糖 代谢的正常中间产物，外 形为结晶性白色粉末，广 泛存在于果品、蔬菜、谷 类、蘑菇之类食物和木材、 稻草、玉米芯等植物中。 它可用作甜味剂、营养剂 和药剂在化工、食品、医 药等工业中广泛应用。结 构式：
3．（1）在蔗糖中加入浓H2SO4，反应的化学
②水解反应：产物为两分子葡萄糖。
C12H22O11 + H2O
(麦芽糖)
催2C化6剂H12O6
(葡萄糖)
③制法：用含淀粉较多的农产品(大米、玉米、 薯)作原料，在淀粉酶(大麦芽产生的酶)的作用 下，在约60℃时，发生水解反应而生成的。
2(C6H10O5)n + nH2O
淀粉
第一节单糖
❖ 其中以植物界最多，约占其干重的80%，如 谷类和薯类的淀粉、木材、棉花、稻草中的 纤维素和半纤维素以及甘蔗、甜菜中的蔗糖 等都是。
1.2 生物学功能
❖ 糖在生物体内具有重要的生物学功能：
➢ （1）能源物质：生物获取能量的主要来源； ➢ （2）结构物质：某些生物，特别是植物支持组
织的重要物质如纤维素，动物中壳聚糖； ➢ （3）糖可转化为生物必需的脂肪、蛋白质等其
➢ 3）普通的醛无变旋现象，而葡萄糖有变旋现象。 ➢ 糖中有那么多羟基，是否能与自身的醛基或酮基
反应生成半缩醛呢？事实证明是可以的，即形成 环状结构。
费歇尔（Fisher）环状结构
醛与醇反应生成缩醛
1.2.1 费歇尔（Fisher）式结构式及α/β型
✓ 1）葡萄糖能和费林试剂（Fehling）或其他醛试剂反 应，证明葡萄糖分子含有醛基；
✓ 2）葡萄糖和乙酸酐结合，并产生具有五个乙酰基的衍 生物，证明葡萄糖分子含有5个羟基；
✓ 3）葡萄糖经钠汞齐，齐被还原成6个羟基的山梨醇， 而山梨醇是由此由6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条直链的。
第一章 糖类化学
1
主要内容
❖ 概述 ❖ 第一节 单糖 ❖ 第二节 寡糖 ❖ 第三节 多糖 ❖ 第四节 结合糖
概述
1 糖类物质的分布及其生物学功能
1.1分布 1.2生物学功能
2 糖的概念 3 糖的分类
1.1分布
❖ 糖类物质主要是由绿色植物经光合作用合成 的;
❖ 在自然界中分布极广，几乎所有的动物、植 物、微生物体内都含有它。
葡萄糖（己醛糖）、果糖（己酮糖）的结构式
❖ 2）低聚糖（寡糖） （oligosacharides）
➢ 凡能水解成少数个（2～10）单糖分子的糖称为低聚糖。 其中最重要的是二糖（双糖），蔗糖(sucrose)、麦芽糖 (maltose)俗称为饴糖和乳糖(lactose)。三糖如棉子糖。
1.2 生物学功能
❖ 糖在生物体内具有重要的生物学功能：
➢ （1）能源物质：生物获取能量的主要来源； ➢ （2）结构物质：某些生物，特别是植物支持组
织的重要物质如纤维素，动物中壳聚糖； ➢ （3）糖可转化为生物必需的脂肪、蛋白质等其
➢ 3）普通的醛无变旋现象，而葡萄糖有变旋现象。 ➢ 糖中有那么多羟基，是否能与自身的醛基或酮基
反应生成半缩醛呢？事实证明是可以的，即形成 环状结构。
费歇尔（Fisher）环状结构
醛与醇反应生成缩醛
1.2.1 费歇尔（Fisher）式结构式及α/β型
✓ 1）葡萄糖能和费林试剂（Fehling）或其他醛试剂反 应，证明葡萄糖分子含有醛基；
✓ 2）葡萄糖和乙酸酐结合，并产生具有五个乙酰基的衍 生物，证明葡萄糖分子含有5个羟基；
✓ 3）葡萄糖经钠汞齐，齐被还原成6个羟基的山梨醇， 而山梨醇是由此由6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条直链的。
第一章 糖类化学
1
主要内容
❖ 概述 ❖ 第一节 单糖 ❖ 第二节 寡糖 ❖ 第三节 多糖 ❖ 第四节 结合糖
概述
1 糖类物质的分布及其生物学功能
1.1分布 1.2生物学功能
2 糖的概念 3 糖的分类
1.1分布
❖ 糖类物质主要是由绿色植物经光合作用合成 的;
❖ 在自然界中分布极广，几乎所有的动物、植 物、微生物体内都含有它。
葡萄糖（己醛糖）、果糖（己酮糖）的结构式
❖ 2）低聚糖（寡糖） （oligosacharides）
➢ 凡能水解成少数个（2～10）单糖分子的糖称为低聚糖。 其中最重要的是二糖（双糖），蔗糖(sucrose)、麦芽糖 (maltose)俗称为饴糖和乳糖(lactose)。三糖如棉子糖。
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CH2OH HO H HO H
H OH
H OH
H OH
H OH
H OH
CH2OH D-(+)-葡 萄 糖
CH2OH
CH2OH
CH2OH
D-葡 萄 糖 醇 D-(-)-果 糖 D-甘 露 糖 醇
▪ 这里要提醒注意：Na-Hg/H2O是把醛糖或酮糖还原成糖醇的条件， 而Zn-Hg/HCl则是把羰基还原成亚甲基，注意条件的差异和产物 的不同。
一、氧化反应
▪ 在醛糖分子内由于含有醛基，所以很容易被氧化，但氧化剂不同，
产物也不同。
COOH H OH HO H H OH H OH
COOH
H强N氧 O3化,1剂 00℃
HCO H OH
HO H
Br2－温H和2O氧P化H剂 =6
H高IO碘4酸氧化
H OH H OH
CH2OH
OC2a（C空 O3气） ，酶
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
三、成脎反应
▪ 在醛酮一章学过，醛酮可以和苯肼作用生成腙。
▪ 同样，单糖也能和苯肼作用生成腙，但不同的是，醛酮生成的腙 多为晶体，不溶于水，而单糖生成的腙则溶于水。
▪ 可是，如果让单糖与过量的苯肼作用，单糖与一分子苯肼作用生
成腙后，还可再与两分子苯肼作用，生成不溶于水的黄色晶体，
COOH H OH HO H H OH H OH
CH2OH
COO21Ca H OH HO H
5HCOOH + HCHO
H OH
H OH
CH2OH
氧化反应
▪ 1、溴水氧化 溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化， 可用于定性鉴别醛糖与酮糖。
▪ 2、酶催化氧化 工业上制备葡萄糖酸和葡萄糖酸钙是用酶催化 氧化法，葡萄糖酸钙可用于治疗缺钙病症，如佝偻病、软骨病等， 也常用做儿童和老年食品添加剂。
▪ 在碳水化合物中，所有的单糖和大多数低聚糖都是还原性糖，多 聚糖和部分低聚糖是非还原性糖。
二、还原反应
▪ 单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂 （如LiAlH4、NaBH4、Na-Hg/H2O等）还原。
HH O HCH O H O O H HNa-H H 2g/N /H i2OHH O HCH O H O 2H H OH[H]HO HCH H O O 2H OH[H]
18.2 单糖的性质
▪ 单糖一般为无色晶体，极易溶解于水，大多数有甜味，有变旋光 现象,天然的单糖都是D型的。
▪ 单糖的化学性质与其结构密切相关。 ▪ 前面刚讲过，在单糖的水溶液中，主要以氧环式存在，同时也有
少量的开链式存在。因此，单糖中有醇羟基、苷羟基，又有醛基 或酮羰基。 ▪ 所以单糖应同时具有醇、半缩醛（酮）、以及醛酮的性质。因此， 单糖的性质包括了醇和醛酮两章的内容。 ▪ 它具有羰基，能发生羰基的某些反应。例如：氧化、还原、与 HCN、NH2OH、苯肼等羰基试剂反应。 ▪ 具有醇羟基，又能发生羟基的反应，例如成醚、成酯等。
▪ －羟基酮在稀碱溶液中能够发生酮式－烯醇式互变异构，这种 互变异构的结果,使酮糖在稀碱溶液中变成了醛糖,然后才被氧化。
CHO HO H HO H
H OH
H OH CH2OH
HO C
H
CH2OH
HO C
H
HOC OH
O OH COH
HO H HO H
HO H
H OH H OH
H OH
H OH H OH
化剂，只能氧化醛，不能氧化酮，常用于鉴别醛的存在。 ▪ 但是，比较特殊的是在糖中，无论是醛糖还是酮糖都能被托伦斯
试剂和费林试剂氧化，产生银镜和Cu2O沉淀。
氧化反应
▪ 醛糖能被氧化好理解，因为在水溶液中有开链式存在。
▪ 酮糖为什么也能被氧化呢？因为酮糖是一个－羟基酮，而托伦 斯试剂和费林试剂都是稀碱溶液。
▪ 如：在D－葡萄糖的稀碱溶液中，除了有－型和－型D－葡萄 糖（约含64%）外，还有31%变成了果糖，3%变成了甘露糖。
▪ 综上所述，无论是醛糖还是酮糖，所有的单糖都能被托伦斯试剂 和费林试剂氧化。
▪ 在糖化学中，常把这种能还原托伦斯试剂或费林试剂的糖叫做还 原性糖（reducing sugar）,否则叫非还原糖(nonreducing sugar）。
还原反应
▪ 由于葡萄糖醇还可以由L－山梨糖还原制得，故葡萄糖醇又叫山 梨糖醇。
CH2OH
O HO H
[H]
H OH
பைடு நூலகம்
HO H
CH2OH
L－山梨糖
CH2OH
CH2OH
HO H 旋转180度 H OH
HO H
HO H
H OH
H OH
HO H
H OH
CH2OH
CH2OH
L－山梨糖醇
D-葡萄糖醇
▪ 山梨糖醇和甘露糖醇都具有凉爽、清甜的感觉，故常用于牙膏、 烟草和食品添加剂。山梨糖醇还可用于表面活性剂的制备。
叫做“糖脎”，简称为“脎”。
H H O H HC CH H O H O O O 2H H H O P H hN H N H 2H H O H HC CH H O H O O 2H H H N O N H 2P H hP N hH N H 2H O H HC CH H H O O N 2H H N N O H N H + P H h P Ph hN H 2+N H 3+H 2O
氧化，生成葡萄糖二酸。 ▪ 4、HIO4氧化 ▪ 在醇一章还学过，具有邻二醇结构的化合物可被HIO4氧化断键。
R O C H H O C H H R 'H I O 4R C H O + R 'C H O + H I O 3
▪ 醛糖是一个多羟基醛，因此，也能被HIO4氧化（反应见前）。 ▪ 5、托伦斯试剂和费林试剂氧化 ▪ 在醛酮一章我们还学过，托伦斯试剂和费林试剂都是较温和的氧
▪ 在羧酸一章我们学过，，－羟基酸能形成内酯。
▪ 而葡萄糖酸是一个多羟基酸，它在结晶时，也能形成内酯。
▪ 目前，应用广泛的是葡萄糖酸－－内酯，它是很好的豆腐凝固
剂和良好的食品添加剂。
COOH
O C
H OH
H OH
HO H H OH
HO H O H OH
H OH
H
CH2OH
CH2OH
氧化反应
▪ 3、浓HNO3氧化 ▪ 浓HNO3是强氧化剂，不但能氧化醛基，而且还能把C6上的羟甲基
H OH
CH2OH CH2OH
CH2OH
CHO H OH HO H H OH
H OH CH2OH
D-(+)-甘露糖顺式烯醇式 D-(-)-果糖 反式烯醇式D-(+)-葡萄糖
▪ 在这里，顺式烯醇式转化的醛糖叫D－甘露糖，它和D－葡萄糖是 差向异构体。
氧化反应
▪ 由于互变异构现象的存在，在单糖的稀碱溶液中，不仅存在着开 链式与氧环式的互变异构平衡，而且还存在着酮式－烯醇式互变 异构平衡。