[整理]18-第十八章碳水化合物.

第十四章 β－二羰基化合物一、 命名以下化合物：1.CH 3CH 3C COOH COOH2.CH 3COCHCOOC 2H 5C 2H 5二、 写出以下化合物加热后生成的主要产物：1.CO CO C OOH 2.O=CCH 2CH 2CH 2COOHCH 2COOH O=CCH 3CH 2CH 2CH 2COOH 3.C 2H 5CH(COOH)2C 2H 5CH 2COOH三、试用化学方法区别以下各组化合物:1.CH 3COCH(CH 3)COOC 2H 5,CH 3COC(CH 3)COOC 2H 52.CH 3COCH 2COOH,HOOCCH 2COOH解：分别参加饱和亚硫酸氢钠水溶液，3－丁酮酸生成晶体，而丙二酸不能。

四、以下各组化合物，那些是互变异构体，那些是共振杂化体？1.CO OOC 2H 5OOC 2H 5OH,2.CH 3C O O -,CH 3C OO-3.C OOH,五、完成以下缩合反响：1.2CH 3CH 2COOC 2H 51.NaOC H 2.HCH 3CH 2COCHCOOC 2H 5CH 3+C 2H 5OH 2.CH 3CH 2COOC 2H 5+COOC 2H 51.NaOC H 2.HCOCHCOOC 2H 5CH 3CH 3CH 2COCHCOOC 2H 5CH 3+3.CH 3CH 2COOC 2H 5+COOC 2H 5COOC 2H 51.NaOC H 2.HO=C O=C CHCOOC 2H 5CH 3CHCOOC 2H 5CH 34.CH 2CH 2CH 2COOC 2H 5CH 2CH 2COOC 2H 51.NaOC H 2.HCOCOOC 2H 55.COCO+HCOOC2H 51.NaOC H 2.HCHO六、完成以下反响式：1.CHO1.O 32.Zn,HCHO CH 2CH 2CHO5%NaOHOHC 2H 5C 2H 5CCH 3COCH 2H 3O +2.C H MgBr 1.2OO CH 2COOC 2H 5CCH 3HOCH 2CH 2OH,H +CH 3COCH 2COOC 2H 53.CH 3CH 3COCH 2CHCOOC 2H 5NaOH%5CHCOOC 2H 53CH 3COCHCOOC 2H 5CH 3H NaCH 3COCHCOOC 2H 5NaOC H CH 3COCH 2COOC 2H 52.CH 3COCH 2H +CH 2CHCH 2CH 2CHCH 3OHNaBH 4COOH2CHCH 2CH 2COCH 3KOC(CH 3)3CH 2=CHCOCH 3CH 2CH(COOC 2H 5)2NaCH(COOC 2H 5)2NaOC 2H 5CH 2Cl4.CH 2CCH 2CH 2COCH 3COOC 2H 5COOC 2H 5COOHO七、写出以下反历程：C 6H 5CH 22C 6H 5O+CH 2=CHCOCH 3NaOCH 3CH 3OHC 6H 5C=O C 6H 5CH 3C 6H 5CH 2CCH 2C 6H 5ONaOCH C 6H 5CH 26H 5OCH 2=CHCOCH 3C 6H 5CH 2CCHC 6H 5OCH 2CH 2COCH 3NaOCH C 6H 5O 3C 6H 5CH CHC 6H 5OCHOCH 3CH 2CH 2H 2OC=OCH 3C 6H 5C 6H 5八、以甲醇，乙醇为原料，用丙二酸酯法合成以下化合物： 1．α－甲基丁酸CH 3OH3CH 3ClC 2H 5OH3CH 3CH 2Cl C 2H 5OOCCH 2COOC 2H 5NaOC H CH ClC 2H 5OOCHCOOC 2H 5CH 3NaOC 2H 5CH 3CH 2ClC 2H 5OOCCCOOC 2H 5CH 3CH 2CH 312-2.H 3O+HOOCCCOOH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH2CHCOOHCH 3CH 2OH CH 3CHO5%NaOHaqCH 3CH=CHCHO2CH 3CH 2CH 2CH 2OHPCl 3CH 3CH 2CH 2CH 2Cl COOC 2H 5CHNa COOC 2H5CH 3CH 2CH 2CH 2ClCOOC 2H 5CHCH 2CH 2CH 2CH 3COOC 2H 51.H 2O,-OH2.H 3O+CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2COOH3. 3－甲基己二酸CH 3CH 2ClMg,(C 2H 5)2O CH 3CH 2MgClCH 2OH 3O +CH 3CH 2CH 2OHH 3PO 4CH 3CH=CH 2Br 2BrCH 3CHCH 2Br2C 2H 5OOCCHCOOC 2H 5NaBrCH 3CHCH 2BrCH 31.H 2O,-OH2.H 3O+CH 3HOOCCH 2CHCH 2CH 2COOH(C 2H 5OOCCHCHCH 2CH(COOC 2H 5)24. 1，4－环己烷二甲酸CH 3CH 2OH H 2SO 4CH 2=CH 2Br 2BrCH 2CH 2Br2CH 2(COOC 2H 5)22NaOC 2H 55．环丙烷甲酸九、以甲醇、乙醇以及无机试剂为原料，经乙酰乙酸乙酯合成以下化合物：〔1〕 3－乙基－2－戊酮CH 3CH 2OHPCl CH 3CH 2Cl CH 3COCH 2COOC 2H 5NaOC H CH 3COCHCOOC 2H 5Na 32C 2H 5CH 32H 5NaOC H 32CH 3COCCOOC 2H 5CH 2CH 3CH 2CH 3H O+CH 3COCHCH 2CH 3CH 2CH 3〔2〕 α－甲基丙酸PCl CH 3COCH 2COOC 2H 5NaOC H CH 3COCHCOOC 2H 5Na CH 32H 5NaOC H CH 3COCCOOC 2H 5H O +CH 3OHCH 3Cl CH 3Cl CH 33CH 3CH 340%CH 3CHCOOHCH 3〔3〕 γ－戊酮酸CH3COCH2COOC2H5NaOC HCH3COCHCOOC2H5NaCH32H5HO+CH3CH2OH[O]CH3COOH2ClCH2COOHC H OH,H+ClCH2COOC2H5ClCH2COOC2H5CH2COOC2H55%CH3COCH2CH2COOH〔4〕2，7－辛二酮CH3COCH2COOC2H5NaOC HCH3COCHCOOC2H5NaCH3CH2OH CH2=CH2ClCH2CH2ClCl22ClCH2CH2ClCH3COCHCH2CH2CHCOCH3COOC2H5COOC2H5H O+5%CH3COCH2CH2CH2CH2COCH3〔5〕甲基环丁基甲酮CH3COCH2COOC2H5NaOC HCH3COCHCOOC2H5NaNaOH H O+5%CH3CH=CH22ClCH2CH=CH2HBrClCH2CH2CH2BrClCH2CH2CH2BrCH3COCHCOOC2H5CH2CH2CH2ClNaOC HCH2CH2CH2ClCH3COCCOOC2H5NaCH3COCCOOC2H5COCH3十、某酮酸经硼氢化钠复原后，依次用溴化氢，碳酸钠和氰化钾处理后，生成腈。

第十八章 碳水化合物基本要求1、掌握概念：醛糖、酮糖、Fischer 投影式、氧环式、Hawarth 结构式、构象式、α，β—构型，变旋现象，异头物，差向异构体等。

2、掌握单糖的化学性质。

3、掌握几种双糖的结构与性质，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。

4、掌握淀粉、纤维素的结构特点及其加工应用。

重点与难点：单糖的各种结构的表示法及其化学性质。

前言（Introduduction ）：碳水化合物即糖类（Saccharides ）。

糖类是自然界中数量最多，分布最广的重要天然化合物，几乎存在于所有的生物体内，起着重要作用。

糖、脂肪、蛋白质是生物体代谢中不可缺少的。

碳水化合物是光合作用的产物，由光合作用生成的有机物占植物干重的95%左右。

植物中的叶绿素吸收太阳能，将CO 2和H 2O 经光合作用转化为碳水化合物，同时放出氧气。

糖类在人体经缓慢氧化转化为CO 2和H 2O ，同时放出能量，以供给肌肉活动并保持人正常的体温，如淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖等。

另外，棉、麻织物、木材等的结构是纤维素，糖元是动物的储备粮，甲壳质（壳多糖）是虾蟹等的甲壳的主要成分。

脱氧核糖和核糖是生物体内遗传物质的主要组成成分。

观察淀粉、纤维素、蔗糖等的分子式与结构及其水解产物发现这些糖类均具有C n (H 2O)m 的通式，故称碳水化合物。

但并非所有的糖类都具有C n (H 2O)m 的通式，如鼠李糖C 6H 12O 5。

而一些符合该通式的化合物如甲醛（CH 2O ）、乳酸(C 3H 6O 3)、乙酸(C 2H 4O 2)等却不是糖类。

严格的讲这个名称并不科学，但由于历史的原因一直沿用。

它表示简单和复杂的糖类及其有关物质的总称。

所有糖类其元素组成均含有C 、H 、O ，少数含有N ，如氨基糖。

从结构上分析均为多羟基醛、酮及其衍生物。

因此根据现代化学知识：碳水化合物即糖类——多羟基醛酮及其水解后能生成多羟基醛酮及其衍生物的物质。

单糖：不能水解成为小分子的多羟基醛酮及其衍生物。

第十八章糖类化合物Contents18.1 分类18.2 单糖的结构与命名18.3 单糖的化学18.4 双糖的结构18.1 分类糖，又称碳水化合物，是一类多羟基醛或多羟基酮，以及能够水解生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。

是自然界存在最广泛的一类有机物。

根据糖的水解情况，可将其分为四类，即单糖、双糖、寡糖和多糖。

单糖是不能再被水解成更小分子的糖。

如葡萄糖、半乳糖、甘露糖等。

水解后产生两分子单糖者称为双糖，如蔗糖、乳糖等。

水解后产生3 ~ 10 个单糖的称为寡糖或低聚糖。

完全水解后产生10 个以上单糖的称为多糖，如淀粉、纤维素、糖元等。

18.2 单糖的结构与命名从结构上，单糖可分为醛糖和酮糖两类；按照分子中所含碳原子的数目，又可将单糖分为丙糖，丁糖，戊糖和己糖等。

这两种分类方法常结合使用。

一、单糖的立体构型所有的单糖分子中都含有一个或多个手性碳原子，都有旋光异构体。

如己醛糖分子中有四个手性碳原子，有24 = 16 个异构体，葡萄糖是其中的一种。

单糖的立体结构通常用Fischer 投影式表示。

构型通常采用D、L构型标记法标记，即以甘油醛为标准，通过逐步增长碳链的方法来确定。

凡由D-(+)-甘油醛经过逐步增长碳链的反应转变而成的醛糖，其构型为D-构型；由L-(-)-甘油醛经过逐步增长碳链的反应转变成的醛糖，其构型为L-构型。

例如，从D-甘油醛出发，经与HCN 加成、水解、内酯化、再还原，可得两种D-构型的丁醛糖。

以同样的方法，可以导出四种D-型戊醛糖和八种D-型己醛糖。

HCHO CH 2OHOH CN H OH HOH CH 2OH CNHO H HOH CH 2OH1) 水解2) 内酯化3) 还原CHOH OH HOH CH 2OH CHOHO H HOH CH 2OHD-(-)-赤藓糖D-(-)-苏阿糖1) 水解2) 内酯化3) 还原为简便起见，在构型式中可以省去手性碳原子上的氢原子，并以半短线“-”表示手性碳原子上的羟基，用一竖线表示碳链。

碳水化合物(carbohydrates) 碳水化合物是自然界中最丰富的有机物，自然界的生物物质中，碳水化合物约占3/4，从细菌到高等动物都含有糖类化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的85%～90%，其中又以纤维素最为丰富，其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。

碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其它化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。

人类摄取食物的总能量中大约80%由碳水化合物提供，因此，它是人类及动物的生命源泉。

我国传统膳食习惯是以富含碳水化合物的食物为主食，但近十几年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。

碳水化合物这一名词来源于此类物质由C、H、O三种元素组成，而且它们的经验式都符合通式C n H2n O n即C m(H2O)n，其中氢和氧的比例与水分子中氢和氧的比例相同，就好象是碳同水的化合物，因而得名。

后来发现一些不属于碳水化合物的分子也有同样的元素组成比例, 如乙酸C2H4O2，而一些碳水化合物如脱氧核糖（C5H10O4）则又不符合这一比例，因而碳水化合物这一名词并不确切，根2据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物，但由于沿用习惯，碳水化合物一词仍被广为使用。

碳水化合物可分为三类：单糖：不能被水解的简单碳水化合物，如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。

寡糖：单糖聚合度≤10的碳水化合物（以双糖最为多见）：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖。

多糖：单糖聚合度>10的碳水化合物：淀粉、糊精、糖原、纤维素、半纤维素及果胶等。

碳水化合物与食品的加工、烹调和保藏有密切的关系，例如，食品的褐变就与还原糖有关，食品的粘性及弹性也与淀粉和果胶等多糖分不开。

至于蔗糖，果糖等作为甜味剂，更是人类饮食中不可缺少的物质。

一、单糖(monosaccharides)及糖苷(glycosides)1、结构单糖根据羰基类型可分为醛糖和酮糖两大类。

第2章 碳水化合物碳水化合物（carbohydrates ）是自然界中分布广泛，数量最多的有机化合物，约占自然界生物物质的3/4，普遍存在于谷物、水果、蔬菜及其他人类能食用的植物中。

早期认为，这类化合物的分子组成一般可用C n （H 2O ）m 通式表示，因此采用碳水化合物这个术语。

后来发现有些糖如脱氧核糖（C 5H 10O 4）和鼠李糖（C 6H 12O 5）等并不符合上述通式，并且有些糖还含有氮、硫、磷等成分，显然用碳水化合物这个名称来代替糖类名称已经不适当，但由于沿用已久，至今还在使用这个名称。

碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物和缩合物，可分为单糖、低聚糖、多糖三类。

单糖是碳水化合物中结构最简单，不能再被水解为更小单位的糖类，按所含碳原子数目的不同称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等，其中以戊糖、己糖最为重要，如葡萄糖、果糖等。

低聚糖是指聚合度为2～10个单糖的糖类，按水解后生成单糖数目的不同，低聚糖又分为二糖、三糖、四糖、五糖等，其中以二糖最为重要，如蔗糖、麦芽糖等。

多糖一般指聚合度大于10的糖类，可分为同聚多糖（由相同的单糖分子缩合而成）和杂聚多糖（由不相同的单糖分子缩合而成）两种，淀粉、纤维素、糖原等属于同聚多糖，半纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶等属于杂聚多糖。

碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其他化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。

人类摄取食物的总能量中大约80%由糖类提供，因此它是人类及动物的生命源泉。

作为食品成分之一的碳水化合物，它包含了具有各种特性的化合物，如具有高黏度、胶凝能力和稳定作用的多糖；有作为甜味剂、保藏剂的单糖和双糖；有能与其他食品成分发生反应的单糖；具有保健作用的低聚糖和多糖等。

2.1 单糖2.1.1 单糖的结构与构象单糖（monosaccharides ）是碳水化合物的最小组成单位，它们不能进一步水解。

从分子结构上看，它们是含有一个自由醛基或酮基的多羟基醛或多羟基酮类化合物。