糖的构型及其画法

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

单糖的结构及糖苷键
一 、单糖的结构
构型
1．
概念
构象
2． 链状结构 3.
环状结构
二、糖苷键
1. 2.
定义 命名
构型 (configuration) :分子中由原子 或基团间特有的固定的空间排列方式 不同而使它呈现出不同的较固定的立 体结构 构象 (conformation): 由于分子中的 某个原子(基团)绕C-C单键自由旋转而 形成的不同的暂时性的易变的空间结 构形式
(2)1924年国民党“一大”召开，标志着第 一
关键词——交通和通讯不断进步、辛亥革命和国民大革命顺应 时 代潮流 图说历史 主旨句归纳 (1)20世纪初，孙中山提出“民族、民权、 民生”三民主义，成为以后辛亥革命 的
航空都获得了一定程度的发展。
(2)近代中国交通业受到西方列强的控制和操纵。 (3)地域之间的发展不平衡。 3．影响 (1)积极影响：促进了经济发展，改变了人们的出行方式，
一定程度上转变了人们的思想观念；加强了中国与世界各地的
联系，丰富了人们的生活。 (2)消极影响：有利于西方列强的政治侵略和经济掠夺。
H
-D-(+)-Glucose
-D-(+)-Glucose
哈沃斯透视式
糖苷键的命名
按照半缩醛羟基是- 或 -，糖苷键可分为 -糖 苷键或 -糖苷键，再标明其连接部位
1. 直链淀粉
HO HO CH OH 2 O OH O HO CH OH 2 O CH OH 2 OH O O n * HO HOH OH
铁路是
交通运输 建设的重点，便于国计民生，成为国民经济
发展的动脉。 2．出现 1881年，中国自建的第一条铁路——唐山 路建成通车。 1888年，宫廷专用铁路落成。 至胥各庄铁 开平

一、单糖的结构表示单糖结构式的三种方法:Fischer 投影式、Haworth 投影式与优势构象式 1、葡萄糖(Fischer 投影式)D,L 表示相对构型结构式中,位号最大、离羰基最远的手性碳原子的羟基在右侧为D 型;羟基在左侧的为L 型。

CHO OH H H HO OH H OHHCH 2OH 5D-葡萄糖CHO OH H H HO OH H HHO2OH5L-葡萄糖2、Fischer 投影式不能表示单糖在水溶液中的真实存在形式,因此有了Haworth 投影式。

Haworth 投影式中,C4位羟基在面下为D 型,在面上则为L 型单糖成环后形成了一个新的手性碳原子,形成一对端基差向异构体,有α、β二种构型。

端基碳上的羟基与C4羟基在同侧称α型,异侧β型O OHHH OH HHOHCH 2OH O HOHHOH HOHCH 2OHβ-D-葡萄糖 α-D-葡萄糖3、虽然Haworth 式表示方法较Fischer 式有所改进,但它仍然就是一种简化了的方式,尚不能完全表达糖的真实存在状态。

经实验证明葡萄糖在溶液或固体状态时其优势构象就是椅式当C 4在面上,C 1在面下,称C1式(通常绝大多数单糖的优势构象就是C1式) 当C 4在面下,C 1在面上,称1C 式O123451C 式O12345C1式对于β-D型与α-L型葡萄糖,当优势构象为C1式时,C1-OH 在环的面上,处于横键上,1C式时,在竖键O O对于α-D型与β-L型葡萄糖,当优势构象为C1式时,C1-OH 在环的面下,处于竖键上,1C式时,在横键OO竖键与横键的具体写法:1、横键与环上的键隔键平行;2、横键与竖键在环的面上面下交替排列。

例:(E)-2,3,5,4′-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷HOHOOOHOOHOHOHOH单糖的绝对构型如何测定1、GC法将单糖与手性试剂反应,(相当于在糖中引入一个新的手性中心)然后通过GC比较与标准单糖D与L型单糖衍生物的比移值,比移植相同的即为构型相同,反之亦然。

一、单糖的结构表示单糖结构式的三种方法：Fischer 投影式、Haworth 投影式和优势构象式1、葡萄糖(Fischer 投影式）D ，L 表示相对构型结构式中,位号最大、离羰基最远的手性碳原子的羟基在右侧为D 型；羟基在左侧的为L 型。

CHOOH HH HOOH HOH H 2OH5D-葡萄糖 CHO OH H H HO OH H HHO CH 2OH5L-葡萄糖2、Fischer 投影式不能表示单糖在水溶液中的真实存在形式，因此有了Haworth 投影式。

Haworth 投影式中，C4位羟基在面下为D 型，在面上则为L 型单糖成环后形成了一个新的手性碳原子，形成一对端基差向异构体，有α、β二种构型。

端基碳上的羟基与C4羟基在同侧称α型，异侧β型OOH H HOH H H OH CH 2OHO H OHH OH H OH CH 2OHβ-D-葡萄糖 α-D-葡萄糖3、虽然Haworth 式表示方法较Fischer 式有所改进，但它仍然是一种简化了的方式，尚不能完全表达糖的真实存在状态。

经实验证明葡萄糖在溶液或固体状态时其优势构象是椅式当C 4在面上，C 1在面下，称C1式（通常绝大多数单糖的优势构象是C1式）当C 4在面下，C 1在面上，称1C 式O 123451C 式O 12345C1式对于β-D 型和α-L 型葡萄糖，当优势构象为C1式时，C 1-OH 在环的面上，处于横键上，1C 式时，在竖键O O对于α-D 型和β-L 型葡萄糖，当优势构象为C1式时，C 1-OH 在环的面下，处于竖键上，1C 式时，在横键OO竖键和横键的具体写法：1、横键与环上的键隔键平行；2、横键与竖键在环的面上面下交替排列。

例：(E)-2,3,5,4′-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D -葡萄糖苷HOHO O OHO OH OHOHOH单糖的绝对构型如何测定1、GC 法 将单糖与手性试剂反应，（相当于在糖中引入一个新的手性中心）然后通过GC比较与标准单糖D和L型单糖衍生物的比移值，比移植相同的即为构型相同，反之亦然。

糖结构式
葡萄糖（⼰醛糖）
葡萄糖是⼰醛糖，化学式C6H12O6，分⼦量为180，⽩⾊晶体，易溶于⽔，味甜，熔点146℃，它的结构式如图：
结构简式：CH2OH —CHOH —CHOH —CHOH —CHOH —CHO,与果糖(CH2OH(CHOH)3COCH2OH)互为同分异构体它是⾃然界分布最⼴泛的单糖。

葡萄糖含五个羟基，⼀个醛基，具有多元醇和醛的性质。

其主要化学性质是：
（1）分⼦中的醛基，有还原性，能与银氨溶液反应：CH2OH-（CHOH ）4-CHO+2[Ag （NH3)2]++2OH-
==CH2OH-（CHOH ）4-COOH ＋2Ag↓＋H2O ＋4NH3，被氧化成葡萄糖酸
（2）醛基还能被还原为⼰六醇
三维模型（3）分⼦中有多个羟基，能与酸发⽣酯化反应
（4）葡萄糖在⽣物体内发⽣氧化反应，放出热量。

蔗糖
是⼆糖，可⽔解为⼀分⼦葡萄糖和⼀分⼦果糖。

事实上它由葡萄糖和果糖的苷羟基缩⽔⽽成。

简式可写为
OC1C(OC(CO)C(O)C1O)OC2(CO)OC(CO)C(O)C2O
O H C H 2O H
H O H H O H 2C O O
H H O H O H
H O H H C H 2O H
H
O H
果糖。

陈明
陈明
陈明
N-连接糖蛋白结构：三型
①高甘露糖型 ②复杂性 ③杂合型
都由一个五个糖的 基本骨架
Man Man GlcNAc GlcNAc Asn
Man
陈明
陈明
N-连接糖蛋白合成
N-连接寡糖是在内质网上以长萜醇作为糖链载体， 先合成含14糖基的寡糖链，然后转移至肽链的糖 基化位点，进一步在内质网和高尔基体进行加工 而成。
陈明
麦芽糖和蔗糖的形成
α-D-吡喃葡萄糖基-（1→4）α-D-吡喃葡萄糖
α-D-吡喃葡萄糖基-（1→2）-β-D-呋喃果糖
陈明
纤维二糖
β-D葡萄糖
β-D葡萄糖
还原糖
β-D-吡喃葡萄糖基-（1→4）-β-D-吡喃葡萄糖
陈明
乳糖
还原糖
β-D-吡喃半乳糖基-（1→4）-α-D-吡喃葡萄糖
陈明
蜜三糖/棉子糖
酮糖
陈明
根据分子中所含碳原子的数目，单糖又可分为三碳 （丙）糖、四碳（丁）糖、五碳（戊）糖和六碳（己） 糖等 。最简单的糖是甘油醛和1，3-二羟基丙酮 。
CHO
CHO
H * OH HO * H
CH2OH
C=O
CH2OH
CH2OH CH2OH
D - (+) -甘油醛 L - (- ) -甘油醛 1,3-二羟基丙酮
蜜二糖
β -半乳糖
α-D葡萄糖 β-D-果糖
蔗糖
陈明
3．其他低聚糖
常见的低聚糖还有: 低聚果糖 α-寡聚葡萄糖（α-异麦芽寡糖） 低聚半乳糖（半乳寡糖） 甘露低聚糖（甘露寡糖） 低聚木糖（木寡糖）等 。
陈明
第五节 多糖及多糖代表物
陈明

常见糖的结构式常见糖的结构式可以分为单糖、二糖和多糖三类。

下面将分别介绍各类糖的常见结构式。

一、单糖的结构式1.葡萄糖（Glucose）葡萄糖是最为常见的单糖之一，其分子式为C6H12O6。

葡萄糖的结构式可以表示为直线式或环式，其中环式分为α型和β型两种。

α-D-葡萄糖的结构式如下图所示：2.果糖（Fructose）果糖也是一种常见的单糖，其分子式为C6H12O6。

果糖的结构式为环式，表现为底物式和木糖型式两种。

底物式果糖的结构式如下图所示：3.半乳糖（Galactose）半乳糖是一种存在于乳糖中的单糖，其分子式为C6H12O6。

半乳糖的结构式与葡萄糖相似，也可表示为直线式和环式。

α-D-半乳糖的结构式如下图所示：二、二糖的结构式1.蔗糖（Sucrose）蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖通过α-1,2-键连接而成，其分子式为C12H22O11。

蔗糖的结构式如下图所示：2.乳糖（Lactose）乳糖是由一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖通过β-1,4-键连接而成，其分子式为C12H22O11。

乳糖的结构式如下图所示：3.麦芽糖（Maltose）麦芽糖是由两个分子的葡萄糖通过α-1,4-键连接而成，其分子式为C12H22O11。

麦芽糖的结构式如下图所示：三、多糖的结构式1.淀粉（Starch）淀粉是植物中常见的多糖，由大量葡萄糖分子通过α-1,4-键和α-1,6-键连接而成。

淀粉的结构式如下图所示：2.纤维素（Cellulose）纤维素是植物细胞壁中的主要成分，也是一种大量由葡萄糖分子通过β-1,4-键连接而成的多糖。

纤维素的结构式如下图所示：3.糖原（Glycogen）糖原是动物体内储存糖分的多糖，由大量葡萄糖分子通过α-1,4-键和α-1,6-键连接而成。

糖原的结构式与淀粉相似，但分枝较为频繁。

糖原的结构式如下图所示：以上是常见糖的结构式，它们在生物体内起着重要的能量和结构功能。

另外，还有很多其他的糖类物质，如甘露糖、酮糖等，它们的结构式各不相同，但大多数都可以归类到以上提到的单糖、二糖或多糖中。

糖分子小三角结构
糖分子通常是由碳、氢和氧元素组成的有机化合物。

它们具
有不同的结构和形态，其中一种常见的结构是小三角结构。

小三角结构指的是一种糖分子的化学结构，形状类似于一个
三角形，其中每个角都有一个碳原子。

这种结构常见于单糖分子，如葡萄糖和果糖。

在小三角结构中，每个碳原子周围连接着一些氢原子和氧原子。

具体来说，三个碳原子中的中心碳原子与两个侧边碳原子
相连，每个碳原子也与一个羟基（OH）和一个氢原子相连。

这种连接方式形成了一个三角形的结构。

例如，葡萄糖的小三角结构如下所示：
HO
/
HOCH
\
HO
在这个结构中，中心的碳原子与左右的碳原子相连，每个碳
原子又连接着一个羟基和一个氢原子。

小三角结构在糖的生物学功能中起着重要的作用。

这种结构
有助于糖分子之间的相互作用和反应，为糖的功能提供了基础。

同时，由于小三角结构的特殊形态，糖分子也具有多样性和多功能性。

总之，糖分子的小三角结构是指一种由碳、氢和氧元素组成的三角形形状的糖分子结构。

它在糖的生物学功能中起着重要作用，并赋予糖分子多样性和多功能性。

2. 多不溶于水； 3. 属非还原糖（因很大的分子只有一个还原末端）,不呈
变旋现象，无甜味，一般不能结晶； 根据生物来源不同：有植物多糖、动物多糖、微生物多
糖； 重要多糖：淀粉、糖原、纤维素、氨基葡聚糖等；
六、多糖代表物
（一） 淀粉
P73
1.由D-葡萄糖组成； 2.几乎存在于所有绿色植物的多数组织中； 3.在酸和淀粉酶作用下被降解：
吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖的Haworth式
单糖的环状结构
P69
D-葡萄糖由Fischer式改写为Haworth式的步骤
Fischer式中C*的右向羟基在Haworth式中处于含氧环面的下方, 左向羟基在Haworthh式中处于环面的上方,形成1-5型氧桥时,绕 C4-C5之间的键将旋转约109o,结果C5上的羟甲基旋至环面上 方,C5氢转到环面下方,当决定构型的C*羟基参与成环时,在标准 定位(即含氧环上的碳原子按序数顺时针排列) Haworth式中羟甲基在环平面上方的为D型糖,在环平面下方的为L 型糖；不论是D型糖还是L型糖,异头碳羟基与末端羟甲基是反式 的为α异头物,顺式的为β-异头物；
Hale Waihona Puke 1. 葡萄糖不具有典型醛类特性（阅读）
（1）缺少Schiff(品红-亚硫酸)化反应（不能使被亚硫酸漂 白了的品红呈现红色）；
（2）难与亚硫酸氢钠发生加成反应，而醛类能； （3）在无水甲醇中以氯化氢作催化剂时，得到的是只含
一个甲基的化合物α-甲基葡糖苷，不像简单醛类那样 得到二甲缩醛，这就意味着半缩醛基的存在：
待续；
葡萄糖是由6个碳原子构成的直链状多羟基化合物 证明（阅读） 2-2
（3）葡萄糖能与乙酸酐结合，并产生具有5个乙酰基的衍 生物，证明葡萄糖分子含有5个羟基；

1章节总结--糖D1、单糖结构：链状结构、D/L系列单糖、环状结构环状结构：吡喃糖与呋喃糖，在D-葡萄糖中，主要以吡喃糖结构式：2、单糖分类：包括葡萄糖、果糖、苄糖、丁糖、戊糖等重要的单糖：葡萄糖、果糖、苄糖➢葡萄糖：一种五羟基醛糖，分子式C6H12O6 ，其结构为环状半缩醛，（1）C6H12O6+Schiff（品红-亚硫酸）试剂→无紫色反应（2）C6H12O6 + NaHSO3→无加成反应（3）C6H12O6 + 无水甲醇→H C l含一个甲基化合物在葡萄糖的环状结构中，β构型多余α构型，因为α异头物的-OH位置处于直立位置（α键），而β异头物处于平伏位置（e键），并且β异头物的偶极与环氧偶极之间的不利作用较低，在其它六环葡萄糖多数以α构型存在，因为偶极效应强，比如D-吡喃葡萄糖。

（P12）➢果糖：多以D-果糖，是一种五羟基酮糖,还原糖，能够发生银镜反应、Fehling 试剂反应，环状结构。

2.3 单糖衍生物名称组成成分结构单糖磷酸酯β-D-葡糖-1-磷酸β-D-葡糖-6-磷酸α-D-果糖-6-磷酸α-D-果糖-1，6-二磷酸糖醇略糖酸略脱氧糖分子中一个或多个羟基被氢原子取代的单糖。

氨基糖分子中一个羟基被氨基取代的单糖，其C2取代较多糖苷相关重要反应及酮糖、醛糖、核糖、脱氧核糖的鉴定方法：名称 所用物品现象产物 作用Fehling 、Benedict Fehling 试剂或Benedict 试剂、葡萄糖/果糖黄色或是砖红色 检验还原糖如醛糖葡萄糖、果糖（部分酮糖） Seliwanoff 间甲基苯二酚、HCl 、酮糖/醛糖、△酮糖：红色 醛糖：颜色很浅 鉴别酮糖与醛糖 Bial 戊糖、HCl 、苯胺蓝色？蓝色？ 检测RNA 含量 间苯三酚 戊糖、HCl 、间苯三酚桃红色 鉴定核糖HCl 、w-羟基-v-酮戊醛→与苯胺作用蓝色鉴定脱氧核糖Molish α-萘酚、戊糖、HCl 、糖、△ 紫色 鉴定糖的存在 戊糖、强酸、△ 呋喃甲醛 鉴定戊糖 己糖、强酸5-羟甲呋喃甲醛 鉴定己糖 高碘酸 溴水、稀硝酸、高碘酸测定糖苷环大小四、主要的双糖的结构及性质双糖是最简单的寡糖，组要的主要的寡糖糖有蔗糖、麦芽糖➢蔗糖：酸水解后等量的D-葡萄糖和D-果糖，是非还原性糖，无变旋，不成脎，通过葡萄糖残基与果糖残基通过两个异头C 连接。