第二章糖化学
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第二章 糖化学
第二章 糖化学
第一节 单糖
L
第二章 糖化学 第一节 单糖
异头物：α、β的确定
α异头物
β 异头物
第二章 糖化学 第一节 单糖
旋光性：当一束平面偏振光通过某种物质的 溶液后，使其偏振面发生了偏转时，即称这 种物质为旋光性物质。能使偏振光的振动面 向右旋转(顺时针方向)的物质称为右旋光性 物质(+)，否则是左旋光性物质(-) 比旋光性度：用来衡量旋光物质的旋光强度 的，在一定条件下是一个物理常数，影响因 素很多
第二章 糖化学
第三节
多糖
糖 原
均一多糖(同多糖)：由一种单糖缩合而成
淀 粉 纤 维 素
第二章 糖化学
第三节
多糖
非均一多糖(杂多糖)：由不同类型单糖缩合而成
N－乙酰－葡萄糖胺
第二章 糖化学
第三节
多糖
一、结构多糖：构成生物结构的多糖 1.纤维素：由D-葡萄糖以β（1，4）糖苷键连接起来的
线形聚合物。纤维素是一种无色无味的物质，经弱酸 水解可得纤维二糖，浓硫酸作用于纤维素可生成20% 的葡萄糖。它不溶于水,人体不能消化纤维素
第二章 糖化学 第三节
多糖
一、结构多糖：构成生物结构的多糖
2.几丁质：它是某些无坐脊椎动物外骨骼如虾壳和蟹壳等的主要 结构组成成分。由N-乙酰-葡萄糖胺通过β-1,4-糖苷键相互连接在 一起的线性多聚糖，也是一种均一多聚物 白色、无定形的半透明物质。据研究资料估计自然界中每年生成 的几丁质约有一百亿吨 在天然聚合物中几丁质的贮存量占第二位，仅次于纤维素
第二章 糖化学
第一节 单糖
一、构型和构象 （一）构型 1.构型的概念：是指一个分子由于其中各原子特 有的固定空间排列，而使该分子所具有的特定立 体化学形式。当某一物质由一种构型转变为另一 种构型时，要求共价键的断裂和重新形成 2.构型的划分：以甘油醛分子为基准，在其开链 结构式投影图中，将氧化程度高的基团(醛基或 酮基)写在上方，最下面的是伯醇基(-CH2OH)， 与其相连的一个不对称碳原子上羟基的排列方位 决定单糖分子的构型。羟基在右边的为D型，在 左边的为L型
生物化学笔记-第二章 糖 类
第二章糖类提要一、定义糖、单糖、寡糖、多糖、结合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性二、结构1.链式：Glc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib2.环式：顺时针编号，D型末端羟甲基向下，α型半缩醛羟基与末端羟甲基在两侧。
3.构象：椅式稳定，β稳定，因其较大基团均为平键。
三、反应1.与酸：莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。
2.与碱：弱碱互变，强碱分解。
3.氧化：三种产物。
4.还原：葡萄糖生成山梨醇。
5.酯化6.成苷：有α和β两种糖苷键。
7.成沙：可根据其形状与熔点鉴定糖。
四、衍生物氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构六、多糖淀粉、糖原、纤维素的结构粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解七、计算比旋计算，注意单位。
第一节概述一、糖的命名糖类是含多羟基的醛或酮类化合物，由碳氢氧三种元素组成的，其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。
由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1，与水相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。
实际上这一名称并不确切，如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式，而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。
只是"碳水化合物"沿用已久，一些较老的书仍采用。
我国将此类化合物统称为糖，而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。
二、糖的分类根据分子的聚合度分，糖可分为单糖、寡糖、多糖。
也可分为：结合糖和衍生糖。
单糖是不能水解为更小分子的糖。
葡萄糖，果糖都是常见单糖。
根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖。
根据碳原子数目，可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。
寡糖由2-20个单糖分子构成，其中以双糖最普遍。
寡糖和单糖都可溶于水，多数有甜味。
多糖由多个单糖（水解是产生20个以上单糖分子）聚合而成，又可分为同聚多糖和杂聚多糖。
同聚多糖由同一种单糖构成，杂聚多糖由两种以上单糖构成。
第二章 糖类化学
（2）差向异构 6-磷酸半乳糖（C4） 6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖 6-磷酸甘露糖（C2）
09:06:09
46
第二节 寡糖
寡糖（ 寡糖（oligosaccharide）又低聚糖，2-10 ）又低聚糖， 个糖基以糖苷键结合而成的化合物。 个糖基以糖苷键结合而成的化合物。 1、麦芽糖 、 2、蔗糖 、 3、乳糖 、 4、细胞膜寡糖连 5、血型物质
（1）与碱性弱氧化剂反应（醛、酮基）
能被弱氧化剂班氏（ 能被弱氧化剂班氏（Benedict）试剂氧化的糖 ） 称为还原糖 还原糖。 称为还原糖。
09:06:09
38
葡萄糖酸钙
（2）与非碱性弱氧化剂反应（醛基）
醛糖可使 溴水褪色， 溴水褪色， 而酮糖不 具备此性 质。
09:06:09
40
（3）酶促氧化反应（羟甲基）
蔗糖（sucrose） ——非还原糖 2. 蔗糖（sucrose） ——非还原糖
（1）组成和结构
1
2
α-D-葡萄糖
α -1,2-β- 糖苷键 β
β-D-果糖
（2）化学性质 ） ①无还原性 无还原性（分子中无半缩醛羟基），不 无还原性 能被班氏试剂氧化； ②蔗糖在酸性条件或蔗糖酶作用下水解， 生成葡萄糖 果糖 葡萄糖和果糖 葡萄糖 果糖，此时的水解液具有还 原性。
4
4
半乳糖与葡萄糖的差异仅在于C 半乳糖与葡萄糖的差异仅在于 4上的羟基构型不 象这种存在多个手性碳原子的非对映异构体中， 同，象这种存在多个手性碳原子的非对映异构体中， 彼此仅有一个手性碳构型不同，其余都相同， 彼此仅有一个手性碳构型不同，其余都相同，则互称 差向异构体（ ）。 为差向异构体（Epimer）。 *
环式结构葡萄糖的环式骨架 类似于吡喃（hyran）所以称 为吡喃糖（hyranose）
第二章 糖类的化学
第三节 寡糖的结构和性质
第一节 概 述
2.命名
(1) 单糖:依据来源命名：如葡萄糖曾是从葡萄中提取出来的， 果糖在水果中含量较高，所以分别称为葡萄糖和果糖。 根据单糖分子中含有的碳原子数命名：丙糖、丁糖 、戊糖、 己糖等。如上面提到的核糖、脱氧核糖均含5个碳原子，故 称为戊糖，而葡萄糖、果糖、半乳糖则是含6个碳原子的己 糖。 依据糖分子中的羰基位置不同命名：醛糖和酮糖，例如葡萄 糖和果糖虽然都是己糖，但前者羰基位于分子末端，相当于 醛的衍生物，把它称为己醛糖；后者的羰基位于2-C位，相 当于酮的衍生物，把它称为己酮糖。 (2) 寡糖的命名： 依据碳原子数分别称为二糖、三糖、四糖等 依据来源名称，如蔗糖、麦芽糖等。
三、环糊精
1.结构——环糊精为含有6-8个葡萄糖基的环状寡糖具有一定的抗 酸、碱和酶的作用，容易同一些小分子或离子形成包含络合物等 特点。
2.用途——环糊精在工业上有广泛用途 环糊精因其特殊的分子结构和上述的特殊性质，常作为 稳定剂、乳化剂、增溶剂、抗氧化剂等，广泛用于食品、 医药、轻工及农业化工等方面。
二、寡糖的性质
1.旋光性和变旋性——寡糖都有旋光性，个别 没有变旋性 寡糖分子中都存在不对称碳原子，因而都有 旋光性。例如蔗糖具右旋性，比旋光度为 +66.5°；麦芽糖和乳糖也都具有各自的比旋 光度。但并非所有寡糖都有变旋性，蔗糖由 分子中不存在半缩醛羟基，所以不具有变旋 性；麦芽糖和乳糖保留有半缩醛羟基，因而 具变旋性。
第二节
单糖的结构和性质
四碳糖由于具有2个不对称碳原子，其分子结构就可能有4种 (22)不同的排布方式， 因此具有4个对映异构体,依此类推， 凡分子中含 n 个不对称碳原子的，就有2n个旋光异构体.
第二章糖类化学
糖胺聚糖
杂多糖糖胺聚糖又称为氨基多糖， 杂多糖糖胺聚糖又称为氨基多糖，一 糖胺聚糖又称为氨基多糖 般由N-乙酰氨基己糖和糖醛酸聚合而成 乙酰氨基己糖和糖醛酸聚合而成。 般由 乙酰氨基己糖和糖醛酸聚合而成。 因其溶液具有较大粘性，故又称为粘多 因其溶液具有较大粘性，故又称为粘多 糖。 糖胺聚糖广泛分布于动物体内， 糖胺聚糖广泛分布于动物体内，是许 多结缔组织基质的重要成分， 多结缔组织基质的重要成分，腺体与粘 膜的分泌液、 膜的分泌液、血及尿等体液都含有少量 糖胺聚糖。 糖胺聚糖。
α 偏光平面发 生了旋转
盛液管
偏振光 Nicol棱晶 棱晶 光源 普通光
偏振光通过旋光性物质 时偏光平面发生的变化
物质能使偏光的振动面发生旋转的 旋光性； 性质叫物质的旋光性 性质叫物质的旋光性； 具有旋光性的物质叫旋光性或光活 具有旋光性的物质叫旋光性或 旋光性 性物质； 性物质； 旋光性物质使偏振光的偏振面旋转 的角度称为旋光度 旋光度; 的角度称为旋光度 规定用（ ） 规定用（+）表示偏振面顺时针旋 称为右旋 右旋（ 转，称为右旋（dextrotatory）； ） 用（-）表示偏振面逆时针旋转， ）表示偏振面逆时针旋转， 称为左旋 左旋（ 称为左旋（levorotatory）; ） 相应的物质称为右旋体 左旋体。 右旋体和 相应的物质称为右旋体和左旋体。
第三节 多糖 一、同多糖 二、杂多糖
多糖是一类高分子化 多糖是一类高分子化 合物，由许多单糖 合物， （或单糖衍生物）分 或单糖衍生物） 子之间脱水以糖苷键 相连而成。 相连而成。 多糖都与非糖物质构 复合糖。 成复合糖。
按照多糖的组成成分分为 同多糖（均多糖） 同多糖（均多糖） 杂多糖（异多糖） 杂多糖（异多糖）
平面偏振光 Nicol棱晶好象一个栅栏，只允 棱晶好象一个栅栏， 棱晶好象一个栅栏 许与棱晶晶轴相平行的平面内振 动的光通过， 动的光通过，而在其它平面内振 动的光线则被阻挡。 动的光线则被阻挡。 通过尼克尔棱晶后得到的只在一 个平面上振动的光叫平面偏振光 简称偏光。 简称偏光。
2 第二章 糖的化学
红黄色
用于还原糖检测，或还原糖浓度测定。
2.单糖被还原
在硼氢化钠类还原剂作用下，醛糖还原成糖醇，酮糖还原成一对差 向异构体的糖醇。
CHO
CH 2OH
CHO
CH 2OH
[H]
[H]
CH 2OH
CH 2OH
CH 2OH
CH 2OH
D-葡萄糖
CH 2OH H COH
D－甘露糖（mannose） D－葡萄醇（山梨醇）
肝脏和肌肉中含有糖原、乳汁中含有乳糖；
微生物：糖约占菌体干重的10~30%。
（三）生物学功能
① 生物体最主要的能源物质。 ② 生物体的结构成分。 ③ 具有复杂的多方面的生物活性与功能，如
作为细胞识别的信号分子。
④ 在生物体内转变为其它物质（作为其它物
质合成的碳骨架）。
二、糖的分类
（1）单糖(monosaccharide)：不能再被水解的最小单 位，是最简单的糖。 根据其所含碳原子（C）数目：丙糖、丁糖、戊糖和 已糖等；
不对称碳原子（手性碳原子）：碳原子和四个不同的 原子或基团相连;
L-甘油醛
D-甘油醛
对映体：互为镜像，不能重叠。 手性：不能与自己的镜像叠合，犹如人的左右手的关 系。
单糖从丙糖到庚糖，除二羟丙酮外，都含有手性碳原
子（C*）。 具有n个手性碳原子的单糖具有2n个异构体，2n-1对对 映体。
单糖构型的确定
CH 2OH
D－甘露醇
CH 2OH
[H]
C O
[H]
HO CH
CH 2OH
CH 2OH
CH 2OH
D－葡萄醇
D－果糖
D－甘露醇
3.单糖的成脎作用
苯肼是糖定性试剂
第二章 糖类化学及糖类生物药物(压缩)
第二节
多 糖 的 分 类
一、多糖的分类
1、多糖按其来源分为： （1）植物多糖：淀粉、纤维素、茶叶多糖、 大黄多糖
（2）动物多糖：肝素、硫酸软骨素、甲壳 素
（3）微生物多糖：香菇多糖、银耳多糖、 芸芝多糖 （4）人工合成多糖：人造纤维素
2、多糖按其组成来分（普遍采用）： （1）同聚多糖：由若干个相同的单糖分子缩合而成。
β -葡 萄糖醛 酸 COOH H H OH
N-乙 酰 基 半乳 糖 -(4)-硫 酸 酯 CH2 OH HO3S
n
O
OH H H
O
H H NHCOCH 3 O
H
硫 酸 软骨素 B
艾杜 糖醛 酸
N-乙 酰 基 半乳 糖 -(4)-硫 酸 酯
n
COOH H OH H H OH H
CHO2SOH 3 HO3S
（二）、低聚糖
蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖
右旋糖苷：
右旋糖酐70为血容量扩充剂，其相对分子质量与人血
白蛋白相近，具有提高血浆胶体渗透压、增加血浆容 量和维持血压的作用。
可使聚集的血小板解聚，防止血栓形成。
二、糖在机体的重要性
1、糖是机体重要组成成分之一 2、糖对于人和动物体来说是主要的供能 物质 3、糖是自然界能量储存的一种重要形式 4、糖类也具有多种多样的生物学功能 5、糖类也具有结构作用
三、糖的分类（根据其能否被水解）
单糖：不能再水解的糖；
寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；
多糖 ：能水解生成许多单糖的高分子化合物。
一、淀粉（Amlyon）
CH2OH O CH2OH O OH OH α ， 1,4
O
OH OH
O
生物化学 第二章 糖类的化学
含有醛基或酮基，能还原许多弱氧化剂（如氧
化铜的碱性溶液）。
单糖的立体结构 两种构象：船式结构、椅式结构
CH2OH HO HO O OH OH
HO HO
CH2OH HO HO
O
OH
β-D-葡萄糖
CH2OH O OH OH
α-D-葡萄糖
HO HO CH2OH O OH
OH
OH
α-D-半乳糖
α-D-阿洛糖
湖 北 工 业 大 学 工 程 技 术 学 院
椅式
湖 北 工 业 大 学 工 程 技 术 学 院
比旋光度(旋光率):
D
t
t D
cL
100
L为光程，即旋光管的长度，dm； c为浓度，即在100mL溶液中所含溶质的质量，g；
是在以钠光灯（称为D线，为589.6nm和589.0nm）为
t D
光源、温度为t的条件下实测的旋光度。
CH 2OH
CH 2OH
果糖
CH 2OH
湖 北 工 业 大 学 工 程 技 术 学 院
几个概念： 旋光异构、旋光异构体 对映异构体:若两个分子互为镜像关系， 称这两个分子为对映异构体。它们的旋 光活性正好相反，但旋光度相同。 外消旋体:等量的一对对映异构体混合， 旋光性恰好互相抵消，即得到没有旋光 活性的体系，此体系为外消旋体。
第二章 糖类的化学
第一节 概述
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一、糖的定义与元素组成
1、定义
糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化 合物或聚合物； 在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、 杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。
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化铜的碱性溶液）。
单糖的立体结构 两种构象：船式结构、椅式结构
CH2OH HO HO O OH OH
HO HO
CH2OH HO HO
O
OH
β-D-葡萄糖
CH2OH O OH OH
α-D-葡萄糖
HO HO CH2OH O OH
OH
OH
α-D-半乳糖
α-D-阿洛糖
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椅式
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比旋光度(旋光率):
D
t
t D
cL
100
L为光程，即旋光管的长度，dm； c为浓度，即在100mL溶液中所含溶质的质量，g；
是在以钠光灯（称为D线，为589.6nm和589.0nm）为
t D
光源、温度为t的条件下实测的旋光度。
CH 2OH
CH 2OH
果糖
CH 2OH
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几个概念： 旋光异构、旋光异构体 对映异构体:若两个分子互为镜像关系， 称这两个分子为对映异构体。它们的旋 光活性正好相反，但旋光度相同。 外消旋体:等量的一对对映异构体混合， 旋光性恰好互相抵消，即得到没有旋光 活性的体系，此体系为外消旋体。
第二章 糖类的化学
第一节 概述
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一、糖的定义与元素组成
1、定义
糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化 合物或聚合物； 在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、 杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。
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糖化学
第一节 单糖的立体化学 Stereostructure of Monosaccharides
1.1 单糖结构式的表示方法 Fischer, haworth, 优势构象式
(1). 糖链上下排列，取代基左右排列；(2). 羰基 一侧在上； (3). 上下排列的基团一律在面后左右 排列的基团一律在面上。
H+ ( 4 – 10 N), - 3 H2O
五碳糖 甲基五碳糖 六碳糖 糖醛酸
反应速度和收率
糠醛可与许多酚、芳胺以及具有活性次甲基的化合物缩 合，形成有色物质。糖的许多显色剂就是根据这一原理制备 的。常用的酸有硫酸，磷酸，三氯醋酸，草酸等。酚和胺有 苯酚，间苯二酚，萘酚，苯胺，二苯胺，氨基酚，蒽酮等。 反应特点: (1). 单糖，低聚糖， 多糖，苷均可反应， 与Tollen,Fellin反应不 同。 (2). 糖不同生成糠醛 衍生物的难易就不同, 缩合产物的颜色就不 同，可以用于糖的种 类的鉴别。
3.1.2.1.5 用途 (1). 通过测定HIO4的消耗量可确定分子中邻羟基的数目。 C-OH 1mol C-OH 2mol C- OH 2mol C-OH C-OH C-OH C-OH C-H C-OH C-OH (2). 根据生成物可确定氧环的大小，即呋喃环和吡喃环 六碳糖吡喃型 CH2 OHCHOHCHO 六碳糖呋喃型 CHOCHOHCHO 甲基五碳糖吡喃型 CH3CHOHCHO 甲基五碳糖呋喃型 CH3CHOHCHOHCHO 五碳糖吡喃型 CH2OHCHO 五碳糖呋喃型 CH2OHCHOHCHO
(2). 部分开裂苷键，有利于了解糖和糖的连接关系。 (3). 苷元的羟基可被乙酰化,增加了脂溶性有利于分离纯化。
第二章 糖和苷 Chapter 2 sugar and glycosides
第二章 糖类的化学
单糖与12％盐酸作用即脱水产生糠醛或糠醛 衍生物，例如戊醛糖产生糠醛（即呋喃醛）。
2 ．酸反应―糠醛是戊糖与酸反应的产物
已醛糖被强酸分解则产生羟甲基糠醛 。
2 ．酸反应―糠醛是戊糖与酸反应的产物
不同单糖在强酸作用下脱水生成的呋喃甲醛 类化合物，可与酚试剂形成有色物质，借此可 对糖进行定性定量测定。
异构化
第三节 寡糖的结构和性质
一、寡糖的结构 二、寡糖的性质 三、环糊精
一、寡糖的结构
1、概念--寡糖是单糖（2-10个)的缩醛衍生物。
2、常见寡糖--二糖和三糖 1）蔗糖： 是由葡萄糖的半缩醛羟基和果糖的半缩酮羟 基缩水而成的，因而没有还原性。
蔗糖水解后产生等量的D-葡萄糖和D-果糖，这个混合物称为转化糖
第四节 多糖的结构和性质
一、同聚多糖 二、杂聚多糖 三、复合糖类
1 ．淀粉― 天然淀粉
1）直链淀粉 ： 由α-D -葡萄糖分子通过1→4 糖苷键连接 而成，呈螺旋结构，遇碘显蓝色。
1 ．淀粉― 天然淀粉
2）支链淀粉 ： 组成它的葡萄糖残基之间以α（1→4 ) 糖苷键连接，在结合11 -12个葡萄糖残基后 即产生一个分支，支链与主链以α（1→6） 糖苷键连接。与碘反应呈红色。
酮糖例外
CHO
多羟基 醛的开 环形式 HCOH HOCH
葡萄糖
的结构
HCOH HCOH CH2OH
吡喃糖
OH
CH2OH
5
O
1
OH
OH OH
CH2OH
半缩醛 呋喃糖
HO-CH
4
O OH
1
OH
OH
2 ．构象― 单糖的立体结构
• 葡萄糖的构象有船式和椅式，椅式比船式稳 定，椅式构象中β-构象比α-构象稳定。
2 ．酸反应―糠醛是戊糖与酸反应的产物
已醛糖被强酸分解则产生羟甲基糠醛 。
2 ．酸反应―糠醛是戊糖与酸反应的产物
不同单糖在强酸作用下脱水生成的呋喃甲醛 类化合物，可与酚试剂形成有色物质，借此可 对糖进行定性定量测定。
异构化
第三节 寡糖的结构和性质
一、寡糖的结构 二、寡糖的性质 三、环糊精
一、寡糖的结构
1、概念--寡糖是单糖（2-10个)的缩醛衍生物。
2、常见寡糖--二糖和三糖 1）蔗糖： 是由葡萄糖的半缩醛羟基和果糖的半缩酮羟 基缩水而成的，因而没有还原性。
蔗糖水解后产生等量的D-葡萄糖和D-果糖，这个混合物称为转化糖
第四节 多糖的结构和性质
一、同聚多糖 二、杂聚多糖 三、复合糖类
1 ．淀粉― 天然淀粉
1）直链淀粉 ： 由α-D -葡萄糖分子通过1→4 糖苷键连接 而成，呈螺旋结构，遇碘显蓝色。
1 ．淀粉― 天然淀粉
2）支链淀粉 ： 组成它的葡萄糖残基之间以α（1→4 ) 糖苷键连接，在结合11 -12个葡萄糖残基后 即产生一个分支，支链与主链以α（1→6） 糖苷键连接。与碘反应呈红色。
酮糖例外
CHO
多羟基 醛的开 环形式 HCOH HOCH
葡萄糖
的结构
HCOH HCOH CH2OH
吡喃糖
OH
CH2OH
5
O
1
OH
OH OH
CH2OH
半缩醛 呋喃糖
HO-CH
4
O OH
1
OH
OH
2 ．构象― 单糖的立体结构
• 葡萄糖的构象有船式和椅式，椅式比船式稳 定，椅式构象中β-构象比α-构象稳定。
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CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH H COOH OH H OH OH COOH
HNO3
HO H H
CHO
COOH OH OH
H H
H
OH OH COOH
HNO3
H
内消旋的化合物
CH2OH
(d)与高碘酸的反应 与其它邻二醇化合物一样，糖类也能被高碘酸氧 化，碳碳键都发生段裂，反应常常是定量的，每段 裂一个碳碳键消耗一摩尔的高碘酸。 两个羟基的立体结构对反应的影响很大，必须是 相邻的，顺式羟基邻二醇比反式的反应速度快。
3、纤维二糖
（1）纤维二糖是纤维素的结构单位，纤维二糖与麦芽糖
一样，也是一个还原性双糖。
（2）与麦芽糖不同的是纤维二糖只能被苦杏仁酶水解，
它的苷键是ß 型的。
（3）它和麦芽糖一样也有à 两种异构体，也有变旋 和ß 现象。
第三节 多糖 纤维素和淀粉是葡萄糖的高聚物，多糖与单糖、双糖等低聚糖在 性质上有较大的区别。多糖没有还原性和变旋现象，也没有甜味， 而且大多数多糖难溶于水，有的能和水形成胶体溶液。 1、纤维素及其应用 纤维素是由多个纤维二糖聚合而成的高聚物，不管链的长短，纤维 素都是由葡萄糖单体缩聚而成的一个直链高分子。
OH
O
OH
H H
OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
非还原性双糖
2、还原性双糖 在双糖连接中，只有一个单糖分子用半缩醛羟基，
而另一单糖分子仍保留一个半缩醛羟基，在溶液中
它可以变成醛式，有变旋现象，能成脎，有还原性，
能与托伦试剂和斐林试剂作用，所以称为还原性双
糖。（如麦芽糖、乳糖、纤维二糖）
2、麦芽糖
（1）麦芽糖水解后生成两分子的葡萄糖，因此推断它是由两分子的
葡萄糖组成的。
（2）麦芽糖能生成糖脎，能与托伦试剂和斐林试剂作用，即有还原性
因此它是还原性双糖。 （3）它由一分子的D-(+)葡萄糖的半缩醛羟基和另一分子D-(+)葡萄糖 的C4羟基失水而形成的。 (4)麦芽糖中的苷键能被麦芽糖酶水解生成两分子的葡萄糖，故它是à (1，4） 型的苷键。
CH2OH H H OH OH H OH O H OH OH H OH H H H OH CH2OH O H H OH
-D-葡萄糖
-D-葡萄糖
5、环式和链式异构体的互变
葡萄糖分子中它既有链式又有环式，但主要 是环式的。在溶液中它形成了一个环式和链 式异构体的互变体系。 α型、β型及链式三 种异构体达成平衡。
CHO H C OH HO
CHO C H
CH2OH
CH2OH
D- 甘油醛
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH
L-甘油醛
CHO H HO H HO OH H OH H CH2OH
D型
L型
由D-甘油醛衍生的一系列D-异构体简称D型，由L-甘油醛衍生的一系列L-异构体简称 L-型。 D-型糖的特点是离羰基最远的手性碳原子 上的羟基都在费歇尔投影式的右边。 L-型糖的特点是离羰基最远的手性碳原子上 的羟基都在费歇尔投影式的左边。
凡是糖的半缩醛羟基称为苷羟基与另一 羟基化合物失水而生成的缩醛均称为配糖 物或苷，苷是一个缩醛，它较一般的醚容 易形成，也容易分解。
H C
HO
H C CH=O
HO
OH C H
OH C H
CH--OH
H
C
OH C H
OH CH2OH
H
C
OH C H
O
半缩醛羟基
CH2OH
H
C H HO H H
OH
递升：丁糖与氰氢酸加成增加一个碳后， 水解、还原生成戊糖这一方法称为递升。
递降：从己糖可减去一个碳原子生成戊糖， 这一方法称为递降
四、单糖的环状结构 1、环状结构 葡萄糖是一个五羟基己醛可以起醛类物质的一 向一些反应，但以下的一些性质无法解释： （1）与品红试剂不变色 （2）与亚硫酸氢钠不发生加成 （3）有变旋现象 （4）生成配糖化合物 醛应该与两分子醇形成缩醛，但它只能与一分 子醇缩合。 为什么葡萄糖中的醛基只能与一分子的醇缩合 呢？
H
OH
OH H
HO H H
H
O
H
OH
H
OH
H OH
H
H HO H H
OH H
--H2O
OH HO
O H
H H
OH
OH
O
O
OH
O
H H CH2OH OH
H H
CH2OH
CH2OH
CH2OH
还原性双糖
三、重要的双糖 1、蔗糖 （1 ） 蔗糖是甘蔗和甜菜的的主要成分，所以甘蔗和甜菜 是制备蔗糖的主要原料。
CHO H H H H OH OH OH OH CH2OH
+ 5 HIO4
4 HCOOH + HCHO
(3)还原反应
单糖可以还原成糖醇，有时可以把一个旋 光的糖变为无旋光的糖醇。 。
CHO H HO H OH H CH2OH OH H OH CH2OH
NaBH 4
H OH CH2OH
HO H
OH H OH OH CH2OH OH H H
CH = NNH C O H OH OH CH2OH
H2NNH
OH H H
氧化
D-- 葡萄糖
NNH CH = H2NNH
C OH H H
NNH
H OH OH
CH2OH
D-- 葡萄糖脎
因为生成糖脎的反应是发生在C1和C2上，所以，若 在C1和C2上构型不同而其他碳原子的构型相同的差 向异构体，必然生成同一个脎。（葡萄糖脎）
CH2OH O H OH OH CH2OH
H
O H H OH
OH
OH
OH OH H
CH2OH
-D(-)-吡喃式果糖
-D-(-)-吡喃式果糖
CH2OH O H H OH
D-(-)-果糖
CH2OH OH H
CH2OH O H OH H CH2OH OH
HO
H
HO
-D(-)-呋喃式果糖
-D-(-)-呋喃式果糖
一、单糖的结构式 1、葡萄糖的碳、氢定量分析后，测定其分子式。 2、它能起银镜反应，能与一分子HCN起加成反应。 与一分子羟胺缩合生成圬，这都说明它的分子中 有一个羰基。 3、葡萄糖能起酰化反应生成酯，一分子葡萄糖消 耗五分子乙酸，说明分子中有五个羟基。
4、葡萄糖用钠汞齐还原后得己六醇，己 六醇用碘化氢彻底还原得正己烷，这说明 它是直链化合物。 5、因为醛氧化后得相应的酸，碳链不变， 而酮糖氧化后引起碳链的断裂，应用这一 性质可以确定它是醛糖或是酮糖。
第二节 双糖
双糖：单糖分子中半缩醛羟基与另一分子单糖中 的羟基脱水而形成糖苷，这种糖苷因是两个单糖 分子形成的，所以称为双糖。 一、双糖的两种可能连接方式 1、通过两个单糖分子的半缩醛羟基脱去一分子水 而相互连接成双糖： 2、通过第一个单糖分子的半缩醛羟基与第二个单 糖分子中的醇羟基脱去一分子水而相互连接的双 糖。
(b)与溴水的反应 溴水可以氧化醛糖，但不能氧化酮糖，利用这 一性质鉴别醛糖和酮糖。 。
CHO COOH H HO H H OH H OH OH CH2OH H OH H OH OH CH2OH
Br2 + H2O
HO H H
D-葡萄糖
葡萄糖酸
(c)与硝酸的反应 稀硝酸的氧化性比溴水强，能使醛糖氧化为 糖二酸。酮糖在相同的条件下氧化，导致1-2键 的段裂
（2）氧化反应 (a)吐伦试剂、费林试剂的氧化 醛糖和酮糖都能被这两种试剂氧化。 凡是能被这两种弱氧化剂氧化的糖都称 为还原性糖，否则称非还原性糖。所以 用这两种试剂无法区别醛糖和酮糖。
C6H12O7 + Ag
C6H12O7 + Cu2O
C6H12O6 + Ag(NH3)2+
C6H12O6 + Cu(OH)2
存在不足以显示反应的进行。
酮糖也有变旋现象。果糖的α型和β型有六 元环和五元环。因此果糖在溶液中可能有 五种构型即酮式、六元环的α型和β型，五 元环的α型和β型。
由于五元环的糖可以看作呋喃的衍生物所 以称呋喃式。 六元环的糖称为吡喃式
H H O H H OH OH OH H
HO H H
H CH2OH
第一节 单糖 已知的单糖主要是多羟基的醛和多 羟基的酮及其衍生物，所以通常把单糖 分为两大类—醛糖和酮糖。 含有四个碳原子的多羟基醛和酮称丁糖， 含有五个碳原子的多羟基醛和酮称戊糖，
含有六个碳原子的多羟基醛和酮称己糖。 单糖中最重要最常见的是葡萄糖和果糖，而 且从结构和性质上都可以作为各种糖的代 表，所以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。
OCH 3
H
C
OCH 3
OCH3 H OCH3 O
NaOH
H OH
+ ( CH3)2SO4 O
CH3O H H
CH2OCH3
H
C H CH3O H H
OCH 3
H
C
OH
H
CHO OCH3 H OCH3 OH CH2OCH3
OCH3 H OCH3
H
H
O
+
CH3O H H
OCH3 H3CO H H OCH3 O H
HNO3
HO H H
CHO
COOH OH OH
H H
H
OH OH COOH
HNO3
H
内消旋的化合物
CH2OH
(d)与高碘酸的反应 与其它邻二醇化合物一样，糖类也能被高碘酸氧 化，碳碳键都发生段裂，反应常常是定量的，每段 裂一个碳碳键消耗一摩尔的高碘酸。 两个羟基的立体结构对反应的影响很大，必须是 相邻的，顺式羟基邻二醇比反式的反应速度快。
3、纤维二糖
（1）纤维二糖是纤维素的结构单位，纤维二糖与麦芽糖
一样，也是一个还原性双糖。
（2）与麦芽糖不同的是纤维二糖只能被苦杏仁酶水解，
它的苷键是ß 型的。
（3）它和麦芽糖一样也有à 两种异构体，也有变旋 和ß 现象。
第三节 多糖 纤维素和淀粉是葡萄糖的高聚物，多糖与单糖、双糖等低聚糖在 性质上有较大的区别。多糖没有还原性和变旋现象，也没有甜味， 而且大多数多糖难溶于水，有的能和水形成胶体溶液。 1、纤维素及其应用 纤维素是由多个纤维二糖聚合而成的高聚物，不管链的长短，纤维 素都是由葡萄糖单体缩聚而成的一个直链高分子。
OH
O
OH
H H
OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
非还原性双糖
2、还原性双糖 在双糖连接中，只有一个单糖分子用半缩醛羟基，
而另一单糖分子仍保留一个半缩醛羟基，在溶液中
它可以变成醛式，有变旋现象，能成脎，有还原性，
能与托伦试剂和斐林试剂作用，所以称为还原性双
糖。（如麦芽糖、乳糖、纤维二糖）
2、麦芽糖
（1）麦芽糖水解后生成两分子的葡萄糖，因此推断它是由两分子的
葡萄糖组成的。
（2）麦芽糖能生成糖脎，能与托伦试剂和斐林试剂作用，即有还原性
因此它是还原性双糖。 （3）它由一分子的D-(+)葡萄糖的半缩醛羟基和另一分子D-(+)葡萄糖 的C4羟基失水而形成的。 (4)麦芽糖中的苷键能被麦芽糖酶水解生成两分子的葡萄糖，故它是à (1，4） 型的苷键。
CH2OH H H OH OH H OH O H OH OH H OH H H H OH CH2OH O H H OH
-D-葡萄糖
-D-葡萄糖
5、环式和链式异构体的互变
葡萄糖分子中它既有链式又有环式，但主要 是环式的。在溶液中它形成了一个环式和链 式异构体的互变体系。 α型、β型及链式三 种异构体达成平衡。
CHO H C OH HO
CHO C H
CH2OH
CH2OH
D- 甘油醛
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH
L-甘油醛
CHO H HO H HO OH H OH H CH2OH
D型
L型
由D-甘油醛衍生的一系列D-异构体简称D型，由L-甘油醛衍生的一系列L-异构体简称 L-型。 D-型糖的特点是离羰基最远的手性碳原子 上的羟基都在费歇尔投影式的右边。 L-型糖的特点是离羰基最远的手性碳原子上 的羟基都在费歇尔投影式的左边。
凡是糖的半缩醛羟基称为苷羟基与另一 羟基化合物失水而生成的缩醛均称为配糖 物或苷，苷是一个缩醛，它较一般的醚容 易形成，也容易分解。
H C
HO
H C CH=O
HO
OH C H
OH C H
CH--OH
H
C
OH C H
OH CH2OH
H
C
OH C H
O
半缩醛羟基
CH2OH
H
C H HO H H
OH
递升：丁糖与氰氢酸加成增加一个碳后， 水解、还原生成戊糖这一方法称为递升。
递降：从己糖可减去一个碳原子生成戊糖， 这一方法称为递降
四、单糖的环状结构 1、环状结构 葡萄糖是一个五羟基己醛可以起醛类物质的一 向一些反应，但以下的一些性质无法解释： （1）与品红试剂不变色 （2）与亚硫酸氢钠不发生加成 （3）有变旋现象 （4）生成配糖化合物 醛应该与两分子醇形成缩醛，但它只能与一分 子醇缩合。 为什么葡萄糖中的醛基只能与一分子的醇缩合 呢？
H
OH
OH H
HO H H
H
O
H
OH
H
OH
H OH
H
H HO H H
OH H
--H2O
OH HO
O H
H H
OH
OH
O
O
OH
O
H H CH2OH OH
H H
CH2OH
CH2OH
CH2OH
还原性双糖
三、重要的双糖 1、蔗糖 （1 ） 蔗糖是甘蔗和甜菜的的主要成分，所以甘蔗和甜菜 是制备蔗糖的主要原料。
CHO H H H H OH OH OH OH CH2OH
+ 5 HIO4
4 HCOOH + HCHO
(3)还原反应
单糖可以还原成糖醇，有时可以把一个旋 光的糖变为无旋光的糖醇。 。
CHO H HO H OH H CH2OH OH H OH CH2OH
NaBH 4
H OH CH2OH
HO H
OH H OH OH CH2OH OH H H
CH = NNH C O H OH OH CH2OH
H2NNH
OH H H
氧化
D-- 葡萄糖
NNH CH = H2NNH
C OH H H
NNH
H OH OH
CH2OH
D-- 葡萄糖脎
因为生成糖脎的反应是发生在C1和C2上，所以，若 在C1和C2上构型不同而其他碳原子的构型相同的差 向异构体，必然生成同一个脎。（葡萄糖脎）
CH2OH O H OH OH CH2OH
H
O H H OH
OH
OH
OH OH H
CH2OH
-D(-)-吡喃式果糖
-D-(-)-吡喃式果糖
CH2OH O H H OH
D-(-)-果糖
CH2OH OH H
CH2OH O H OH H CH2OH OH
HO
H
HO
-D(-)-呋喃式果糖
-D-(-)-呋喃式果糖
一、单糖的结构式 1、葡萄糖的碳、氢定量分析后，测定其分子式。 2、它能起银镜反应，能与一分子HCN起加成反应。 与一分子羟胺缩合生成圬，这都说明它的分子中 有一个羰基。 3、葡萄糖能起酰化反应生成酯，一分子葡萄糖消 耗五分子乙酸，说明分子中有五个羟基。
4、葡萄糖用钠汞齐还原后得己六醇，己 六醇用碘化氢彻底还原得正己烷，这说明 它是直链化合物。 5、因为醛氧化后得相应的酸，碳链不变， 而酮糖氧化后引起碳链的断裂，应用这一 性质可以确定它是醛糖或是酮糖。
第二节 双糖
双糖：单糖分子中半缩醛羟基与另一分子单糖中 的羟基脱水而形成糖苷，这种糖苷因是两个单糖 分子形成的，所以称为双糖。 一、双糖的两种可能连接方式 1、通过两个单糖分子的半缩醛羟基脱去一分子水 而相互连接成双糖： 2、通过第一个单糖分子的半缩醛羟基与第二个单 糖分子中的醇羟基脱去一分子水而相互连接的双 糖。
(b)与溴水的反应 溴水可以氧化醛糖，但不能氧化酮糖，利用这 一性质鉴别醛糖和酮糖。 。
CHO COOH H HO H H OH H OH OH CH2OH H OH H OH OH CH2OH
Br2 + H2O
HO H H
D-葡萄糖
葡萄糖酸
(c)与硝酸的反应 稀硝酸的氧化性比溴水强，能使醛糖氧化为 糖二酸。酮糖在相同的条件下氧化，导致1-2键 的段裂
（2）氧化反应 (a)吐伦试剂、费林试剂的氧化 醛糖和酮糖都能被这两种试剂氧化。 凡是能被这两种弱氧化剂氧化的糖都称 为还原性糖，否则称非还原性糖。所以 用这两种试剂无法区别醛糖和酮糖。
C6H12O7 + Ag
C6H12O7 + Cu2O
C6H12O6 + Ag(NH3)2+
C6H12O6 + Cu(OH)2
存在不足以显示反应的进行。
酮糖也有变旋现象。果糖的α型和β型有六 元环和五元环。因此果糖在溶液中可能有 五种构型即酮式、六元环的α型和β型，五 元环的α型和β型。
由于五元环的糖可以看作呋喃的衍生物所 以称呋喃式。 六元环的糖称为吡喃式
H H O H H OH OH OH H
HO H H
H CH2OH
第一节 单糖 已知的单糖主要是多羟基的醛和多 羟基的酮及其衍生物，所以通常把单糖 分为两大类—醛糖和酮糖。 含有四个碳原子的多羟基醛和酮称丁糖， 含有五个碳原子的多羟基醛和酮称戊糖，
含有六个碳原子的多羟基醛和酮称己糖。 单糖中最重要最常见的是葡萄糖和果糖，而 且从结构和性质上都可以作为各种糖的代 表，所以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。
OCH 3
H
C
OCH 3
OCH3 H OCH3 O
NaOH
H OH
+ ( CH3)2SO4 O
CH3O H H
CH2OCH3
H
C H CH3O H H
OCH 3
H
C
OH
H
CHO OCH3 H OCH3 OH CH2OCH3
OCH3 H OCH3
H
H
O
+
CH3O H H
OCH3 H3CO H H OCH3 O H