第十四章 糖类

（二）果糖
• 纯净的果糖是白色晶体。熔点为103℃～105℃(分解)，易 溶于水。其水溶液具有旋光性，且是左旋，故又称为左旋 糖。 • 果糖是天然糖中最甜的糖。常以游离态存在于蜂蜜和水果 浆汁中，以结合状态存在于蔗糖中。某些植物中含有一种 多糖叫菊根粉，是由果糖组成的。动物的前列腺和精液中 也含有果糖。
2．氧环式 α-吡喃葡萄糖和β-吡喃葡萄糖的互变关系如下：
H C H HO H H C C C C CH2OH OH H OH O H HO H H OH H C C C C C OH H OH OH H HO H H O HO H C C C C C CH2OH OH H O OH
CH2OH
α－吡喃葡萄糖 （约占37％）
CH2OH C HO H H C C C O H OH OH
CH2OH
（二）果糖的结构
2．氧环式 氧环式果糖的结构也有α—型和β—型两种，苷 羟基在碳链右边的为α—型，在左边的为β—型。
HOH2C C HO H H C C C CH2OH H OH O
HO H H
OH
CH2OH C C C C O H OH OH
一、淀粉
• 直链淀粉又称可溶性淀粉，溶于热水后呈胶体溶液，与碘 作用显深蓝色； • 支链淀粉与碘作用显蓝紫色。淀粉在酸或酶的作用下能水 解。 • 人体内，在淀粉水解酶作用下水解生成糊精，继续水解生 成麦芽糖，在麦芽水解酶作用下，最后水解得到α-葡萄糖 。
一种保留苷羟基，还具有还原性称为还原性双糖，如麦 芽糖和乳糖等。另一种没有苷羟基，因而不具有还原性 称为非还原性双糖，如蔗糖等。
•
蔗糖、麦芽糖和乳糖三者分子式均为C12H22O11,它们
互为同分异构体。
一、还原性双糖
（一）麦芽糖 1．麦芽糖的结构
6
CH2 H
OH O H
2
6
CH2 H
OH O
2
H
4
纤维素和动物的甲壳素，则构成植物和动物的骨架。还 有一些多糖，如粘多糖，血型物质等，具有复杂多样的 生理功能，在生物体内起着重要的作用。
第三节 多糖
• 根据多糖的组成单元，多糖可分为匀多糖（或同多糖） 和杂多糖。由相同的单糖缩合而成的多糖称为匀多糖， 如淀粉、糖原和纤维素等，它们都是由葡萄糖缩合而成 的。由不同的单糖缩合而成的多糖称为杂多糖，如透明 质酸、硫酸软骨素、肝素、α-球蛋白、血型物质等。 多糖与单糖、双糖不同，无甜味，大多数不溶于水，少 数能与水形成胶体溶液。 因多糖分子中的苷羟基几乎都被结合成氧苷键，所以多 糖无还原性，属于非还原性糖，不能与托伦试剂、班氏 试剂作用。 在酸或酶的作用下，多糖可以逐步水解，最终产物为单 糖。
α－吡喃葡萄糖
α－吡喃葡萄糖－1－磷酸酯
三、重要的单糖
（一）葡萄糖 （二）果糖
（三）核糖和2-脱氧核糖
（一）葡萄糖
• 葡萄糖广泛存在于自然界，植物和动物体中都有，因最初 是从葡萄汁中分离结晶得到而得名。葡萄糖是无色或白色 结晶粉末。有甜味，但甜度仅为蔗糖的60％，熔点146℃( 分解)，易溶于水，稍溶于乙醇，不溶于乙醚。葡萄糖的 水溶液具有旋光性，且是右旋，故又称为右旋糖。 • 葡萄糖是人类重要的营养物质，因为不需消化就可直接被 人体吸收利用，所以体弱病人和血糖过低的患者可利用静 脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养，并且还有强心 、利尿、解毒的作用，临床上用于治疗水种、血糖过低、 心肌炎等。在人体失水、失血时用于补充体液，增加人体 能量。
葡萄糖 ＋
Cu2+(配离子)
OH－ △
Cu2O↓
＋ 复杂氧化产物
（一）还原性
3. 与其它试剂反应 • 单糖还可被其他氧化剂氧化成不同的产物。例如，葡萄糖 被硝酸氧化成葡萄糖二酸，被溴水氧化成葡萄糖酸，而酮 糖则不被溴水氧化。 • 因此可用溴水区分醛糖和酮糖。
（二）成苷反应
• 由于单糖多以环状结构存在，其中环状结构的苷羟基比较 活泼，能够与另1分子糖或非糖中的羟基、氨基等脱水生 成缩醛或缩酮。这种化合物称为糖苷(简称苷)。 • 如葡萄糖与甲醇在干燥的HCl催化作用下，脱去1分子水生 成葡萄糖甲苷。
• •
•
一、淀粉
• 淀粉是绿色植物进行光合作用的产物，是植物储存营养 物质的一种形式，亦是人类最重要食物之一。 • 淀粉广泛存在于植物的种子和块茎等部位。 • 淀粉是匀多糖，其组成单元是α-葡萄糖，可用通式 (C6H10O5)n表示。 • 天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。直链淀粉是一种 没有或很少分支的长链多糖，其分子由3800个以上的α －葡萄糖单元组成，葡萄糖之间由α－l，4苷键相连接 。支链淀粉的相对分子质量比直链淀粉大，主链部分的 葡萄糖之间是α－l，4苷键，支链是以α－l，6苷键与主 链相连接。
OH H OH HO H OH H O H H OH + CH3OH
干燥HCl
OH H OH HO H OH H O H H O CH3 + H2O
α－吡喃葡萄糖
α－吡喃葡萄糖甲苷
（二）成苷反应
• 糖苷是由糖和非糖部分通过苷键连接而成的一类 化合物。糖的部分称为糖苷基，非糖部分称为配 糖基，糖苷基和配糖基之间由氧原子连接而成的 键称为糖苷键（或苷键）。由于糖苷分子中已没 有苷羟基，所以糖苷不再具有还原性。 • 糖苷广泛存在于植物体中，且大多数具有生物活 性，是许多中草药的有效成分之一。皂苷是一类 特殊的糖苷，人参、远志、桔梗、甘草、知母和 柴胡等中草药的主要有效成分都含有皂苷。
HO C HO H H C C C
CH2OH H OH O
CH2OH
CH2OH
α－呋喃果糖
链状果糖
β－呋喃果糖
（二）果糖的结构
哈沃斯式
H H
5 6
O H H OH
4 3
OH
2 1
6
CH2OH H
4
O OH
3
OH
2 1
5
OH
CH2OH
H OH H
CH2OH
OH
H
β- 吡喃果糖
β- 呋喃果糖
二、单糖的化学性质
第十四章 糖类
讲师： 第二军医大学
学习目标
● 知道糖的分类 ● 熟悉单糖的结构和性质
● 知道二糖和多糖的结构和性质
● 了解常见的糖在医学与生活上的应用
糖类
• 糖类化合物由C、H、O 三种元素组成。 • 最早被称为“碳水化合物”。 后来发现 这个名称并不恰当。 • 从分子结构上看，糖类化合物是多羟基
（一） 葡萄糖的结构
1．开链式 葡萄糖的分子式为C6H12O6，是己醛糖。它 的分子结构中有5个羟基和1个醛基。葡萄糖属于醛糖。
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH HO OH OH CH2OH CH2OH CHO OH CHO
D - ( + ) - 葡萄糖
（一） 葡萄糖的结构
醛、多羟基酮或它们的脱水缩合物。
糖类
• 根据能否水解和水解情况的不同，糖类化合物一般可以分 为单糖、低聚糖和多糖。 • 通常把不能水解的糖称为单糖。如葡萄糖、果糖及核糖等 都是单糖。 • 水解后能生成2～10个单糖分子的糖称为低聚糖。低聚糖 又可分为双糖、三糖……等, 其中最重要的是双糖，如麦 芽糖、蔗糖和乳糖等。 • 水解后能生成10个以上单糖分子的糖称为多糖，如淀粉、 糖原、纤维素等。
乳糖 ＋ H2O
H＋或酶
半乳糖 ＋ 葡萄糖
二、非还原性双糖
（一）蔗糖的结构
6
CH2OH O H OH H
2
1
H
4
5
H
1 2
CH2OH H
3
O OH
4
H
5 6
O OH
OH
3
CH2OH
H
OH
H
－吡喃葡萄糖部分
1－2苷健
β－呋喃果糖部分
(二) 蔗糖的性质
• 纯净的蔗糖为白色晶体，熔点168℃～186℃(分解)，易溶 于水，甜度仅次于果糖。 • 由于蔗糖分子中不存在游离的苷羟基，因此没有还原性， 是非还原性糖，不能与托伦试剂、班氏试剂作用，也不能 发生成苷反应。 • 在酸或酶的作用下，可以水解生成1分子葡萄糖和1分子果 糖。
还原糖。能与托伦试剂、班氏试剂作用，也能发生成苷反 应和成酯反应。麦芽糖是淀粉水解的中间产物。在酸或酶 作用下，1分子麦芽糖能水解生成2分子葡萄糖： 麦芽糖 ＋ H2O
H＋或酶
葡萄糖 ＋ 葡萄糖
（二）乳糖
1．乳糖的结构
6
CH2 H
OH O
2
6
CH2 H
OH O
2
HO
4
5
H
1
5
OH
3
H OH
O
4
OH
3
H OH
1 C H OH
H
H
H
H
β－吡喃半乳糖
β－1，4苷健
吡喃葡萄糖
2．乳糖的性质
• 纯净的乳糖是白色粉末，在水中溶解度小，味不甚甜。因 吸湿性小，在医药上用作片剂、散剂的矫味剂和填充剂。 H＋或酶 • 由于乳糖分子中仍有1个游离的苷羟基，所以乳糖也是还 原糖。能与托伦试剂、班氏试剂作用，也能发生成苷反应 和成酯反应。在酸或酶的作用下，能水解生成1分子β－半 乳糖和1分子葡萄糖。
（三）核糖和2-脱氧核糖
• 核糖的分子式是C5H10O5，脱氧核糖的分子式是 C5H10O4，它们都是戊醛糖。核糖为片状结晶，熔点为 87℃。脱氧核糖的熔点为78℃～82℃。核糖是核糖核酸 (RNA)的重要组成部分。脱氧核糖是脱氧核糖核酸(DNA) 的重要组成部分。RNA参与蛋白质和酶的生物合成过程， DNA是传送遗传密码的要素。它们是人类生命活动中非常 CHO 重要的物质。 CHO