有机化学第19章 糖类化合物
生物化学糖类化学
核酮糖
木酮糖
阿洛酮糖
2021/8/11
山梨糖
塔格糖
10
第一节
概述
二. 糖 的 分 类
糖类物质是一大类物质的总称，它分为单糖、寡 糖、多糖和结合糖、衍生糖五类
根据能否水解和水解后的产物将糖类分为： 糖类
单糖
寡糖
多糖
2021/8/11
11
糖类化合物
单糖 ：不能水解的最简单糖类，是多羟基的 醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）
2021/8/11
34
（二）.分类
醛糖 按功能基分：
酮糖
2021/8/11
丙糖
按碳原子数分：
丁糖 戊糖
己糖
…… ……
35
第二节 单糖
一
（二）.分类
.
定
最简单的单糖
义
（含三个碳原子）
和
O
分
C－H H－C－OH
类
CH2OH
CH2OH C＝O CH2OH
甘油醛（醛糖）
二羟丙酮（酮糖）
2021/8/11
性
和 开
甘油醛异构体的比旋光度数值相等，但方向相反，
分别记为左旋 l（ - ） 、与右旋 d （ + ）
链 外消旋体：等量的对映（差向、旋光）异构体混合
结 时，则旋光性相互抵消，无旋光性的混合体。记为d
构
l（±）2021/8/11
41
第二节 单糖
二 （一）.旋光性
.
单 糖 注意！
的
旋
旋光物的构型D或L与实际旋光性d
链
结 （4）.旋光异构体的性质：化学性质和大部分物理性质相同，
构
只对偏202振1/8/光11 影响不同。
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反应过程如下：
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7．用化学方法鉴别下列化合物。 （1）A．葡萄糖；B．蔗糖；C．草酸；D．果糖；E．邻羟基苯甲酸。 （2）A．2-戊酮；B．3-戊酮；C．2-甲基丁醛；D．乙酰乙酸乙酯；E．2-甲基-2 丁 醇。 答：（1）鉴别方法有许多，首先用托伦试剂或碳酸氢钠将其分成两组，再将其一一鉴 别出来。以下两种鉴别方法供参考。 方法一：
8．简述 D、L 及 d、l 的不同意义。 答：大写 D 和 L 在碳水化合物中用于表示相应糖的相对构型。在 20 世纪初，有机化合 物的绝对构型还无法测定，因此用相对构型来表示各化合物的构型关系。相对构型是以甘油
醛为标准，将
的构型定为右旋甘油醛，以大写字母 D 表示其构型，而
构
型为左旋甘油醛，以大写字母 L 表示其构型。然后将糖中编号最大的一个手性碳原子的构型 与甘油醛的构型比较。与 D-（+）-甘油醛构型相同的糖为 D 型糖，如自然界存在的葡萄糖 和果糖都属 D 型糖。与 L-（－）-甘油醛构型相同的糖为 L 型糖。大写 D 和 L 与旋光方向 没有对应关系。而 d、l 是旋光方向的一种表示方法，d 表示右旋，l 表示左旋，现在通常用 （+）与（－）表示。
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11．半乳糖的开链结构式为 用哈武斯式表示α-D-（+）-吡喃半乳糖和 β-D-（+）-吡喃半乳糖的结构式，并写出它们书、题库视频学习平台
生物化学糖类试题及参考答案
生物化学糖类试题及参考答案1.自然界中含量最多的有机分子是糖类，因此选D。
2.碳水化合物是指含有碳、氢、氧三种元素的化合物，因此选A。
3.半乳糖、果糖和脱氧核糖的分子式分别为C6H12O6、C6H12O6和C5H10O4，因此选E。
4.酮糖的特点是分子中有一个酮基，甘油醛分子中有一个醛基，因此选C。
5.葡萄糖是自然界中最丰富的单糖，因此选C。
6.蔗糖分子由一个葡萄糖和一个果糖组成，因此选E。
7.单糖分子中至少含有3个碳原子，因此选B。
8.手性碳原子是指四面体结构中的碳原子，半乳糖、核糖和脱氧核糖都含有手性碳原子，因此选B。
9.纤维素中的葡萄糖有3个手性碳原子，因此选B。
10.糖原与纤维素中的葡萄糖在第1个碳原子上有不同，因此选A。
11.葡萄糖的构型是由第4号碳原子的羟基位置决定的，因此选D。
12.半缩醛结构是指糖分子中的羟基与醛基反应形成的结构，只有二羟丙酮没有半缩醛结构，因此选B。
13.葡萄糖在中性溶液中只有一种异构体，因此选A。
14.哪些分子含有呋喃环结构？A。
胆固醇 B。
核酸 C。
前列腺素 D。
乳糖 E。
组氨酸15.哪个糖在溶液中没有旋光性？A。
二羟丙酮 B。
麦芽糖 C。
乳糖 D。
脱氧核糖 E。
蔗糖16.哪种单糖的构象最稳定？A。
α-吡喃葡萄糖 B。
β-吡喃葡萄糖 C。
α-呋喃果糖 D。
β-吡喃果糖 E。
β-呋喃果糖17.乳糖中的半乳糖是什么构象？A。
α-吡喃半乳糖 B。
α-吡喃半乳糖和β-吡喃半乳糖 C。
β-吡喃半乳糖 D。
β-呋喃半乳糖 E。
不存在半乳糖18.RNA中的核糖是什么构象？A。
α-吡喃核糖 B。
β-呋喃核糖 C。
α-呋喃核糖和β-呋喃核糖 D。
不存在核糖 E。
以上都不正确19.哪个不是还原糖？A。
果糖 B。
乳糖 C。
蔗糖 D。
以上都是还原糖 E。
以上都不是还原糖20.蔗糖分子中哪个碳原子有半缩醛羟基？A。
1 B。
2 C。
3 D。
4 E。
521.哪个分子中没有糖苷键？A。
CoA B。
南京医科大学有机化学Chap19-碳水化合物练习题
第十九章碳水化合物1、写出下列化合物的Haworth式。
（1）β-D-吡喃葡萄糖（2）α-D-呋喃果糖（3）β-D-甲基吡喃葡萄糖苷（4）蔗糖2、选择题（1）葡萄糖属于（）A. 戊醛糖B. 戊酮糖C. 己酮糖D. 己醛糖（2）自然界存在的糖（）A. D-构型B. L-构型C. D-构型和L-构型D. 一般为D-构型（3）下列糖中最稳定的构象式是（）（4）糖在人体的储存形式是（）A. 葡萄糖B. 蔗糖C. 糖原D. 麦芽糖（5）α-D-吡喃葡萄糖的Haworth式为（）（6）淀粉的基本组成单位为D-葡萄糖，它在直链淀粉中的主要连接方式为（）A. α-1,6-苷键B. α-1,4-苷键C. β-1,6-苷键D. β-1,4-苷键（7）下列糖与HNO3反应后，产生内消旋体的是（）（8）互为差向异构体的两种糖，一定互为（）A. 端基异构B. 互变异构C. 对映体D. 非对映体（9）D-吡喃葡萄糖与1mol无水乙醇和干燥HCl反应得到的产物属于（）A. 醚B. 酯C. 缩醛D. 半缩醛（10）下列叙述正确的是（）A. 糖类又称为碳水化合物，都符合C m（H2O）n通式B. 葡萄糖和果糖具有相同分子式C. α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖溶于水后，比旋光度都会增大D. 葡萄糖分子中含有醛基，在干燥HCl下，与1mol甲醇生成半缩醛，与2mol甲醇生成缩醛3. 是非题（1）变旋光现象是由于糖在溶液中发生水解而产生的一种现象。
（）（2）糖苷通常由糖的半缩醛羟基和任一具有羟基的配体化合物脱水而生成。
（）（3）由于β-D-葡萄糖的构象为优势构象，所以在葡萄糖水溶液中，其含量大于α-D-葡萄糖。
（4）葡萄糖、果糖、甘露糖三者既为同分异构体，又互为差向异构体。
（）（5）β-D-甲基吡喃葡萄糖苷在酸性水溶液中会产生变旋光现象。
（）。
糖类--第一节 单糖(1)
糖类--第一节单糖（1）第二十一章糖类糖类化合物亦称碳水化合物，是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。
葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。
糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。
它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。
例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。
此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物――核糖和脱氧核糖。
因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。
糖类化合物由C，H，O三种元素组成，分子中H和O的比例通常为2：1，与水分子中的比例一栗，可用通式Cm（H2o ）n表示。
因此，曾把这类化合物称为碳水化合物。
但是后来发现有些化合物按其构造和性质应属于糖类化合物，可是它们的组成并不符合Cm（H2o ）n 通式，如鼠李糖（C6H12O5）、脱氧核糖（C5H10O4）等；而有些化合物如乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等，其组成虽符合通式Cm（H2o ）n，但结构与性质却与糖类化合物完全不同。
所以，碳水化合物这个名称并不确切，但因使用已久，迄今仍在沿用。
从化学构造上看，糖类化合物是多羟基醛、多羟基酮以及它们的缩合物。
例如：糖类化合物可根据能还被水解及水解产物的情况分为三类。
单糖：不能水解的多羟基醛或多羟基酮。
如葡萄糖、果糖等。
二糖：水解后生成两分子单糖的糖。
如蔗糖、麦芽糖等。
多糖：能水解生成许多分子单糖的糖。
如淀粉、糖原、纤维素等。
糖类常根据其来源而用俗名。
第一节单糖单糖一般是含有3-6个碳原子的多羟基醛或多羟基酮。
最简单的单糖是甘油醛和二羟基丙酮。
按碳原子数目，单糖可分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。
自然界的单糖主要是戊糖和己糖。
根据构造，单糖又可分为醛糖和酮糖。
多羟基醛称为醛糖，多羟基酮称为酮糖。
例如，葡萄糖为己醛糖，果糖为己酮糖。
单糖中最重要的与人们关系最密切的是葡萄糖等。
一、单糖的结构（一）葡萄糖的开链结构和构型葡萄糖的分子式为C6H12O6，分子中含五个羟基和一个醛基，是己醛糖。
糖类化合物 大学有机化学
CHO OH OH C H 2O H
D-（-）-赤藓糖
CHO H OH C H 2O H
D-（+）-甘油醛
O H (2 ) N a -H g C H 2O H
D-（+）-苏阿糖 编号最大的手性碳上OH在右边的为D型，在左边的为L型
CHO H H OH OH C H 2O H HO H
CHO H OH C H 2O H
HO
HCN
OH C H 2O H CN OH C H 2O H
H3 O
Na
Hg
OH C H 2O H CHO
H3 O
+
Na Hg HO
OH C H 2O H
沃尔（Wole）递降法
C HO H HO H H OH H OH OH C H 2O H
H C H= N O H OH H OH OH C H 2O H
酸或酶
四、葡萄糖环状结构的测定
C H 2O H H H OH O H HOH
(C H 3 ) 2 S O 4 N aO H
C H 2O C H 3 H O H OCH3 H C H 3O HOCH3
HO H OH
H
C H 2O C H 3 O H OCH3 H
H
OCH3
酸或酶
C H 3O
HOH
H
OCH3
第二节 双 糖 disaccharides
一、非还原性双糖和还原性双糖
1.非还原性双糖 （1）蔗糖
6CH 5 4 2O H
O
1
HOH2C 1
2
O HO
3 4 6 5
OH
2 3
OH
OH
HO
C H 2O H
糖类化合物
证明：分子中的碳链为一直链
(2)
C6H12O6
+ CH3COCl ( 过量) [or (CH3CO)2O] OH ，且分别连在五个碳原子上
五乙酸酯
证明：有五个
(3)
C6H12O6
NH2OH (or C6H5NHNH2) C= O 存在
肟（或腙）
证明：有
(4)
C6H12O6
Br2 H2O 弱氧化剂 or Tollens试剂 证明： 为 CHO
弱碱
HO H H
H OH OH CH2OH
弱碱
HO H H
D-葡萄糖
烯二醇
D-甘露糖
CH2OH O HO H H H OH OH CH2OH
D-果糖
第二节 单糖
四、单糖的化学性质
2. 氧化反应 （1）溴水氧化
H HO H H CHO OH H OH OH CH2OH Br2 H2O H HO H H COOH OH H OH OH CH2OH Br2 H2O CH2OH C O HO H H OH H OH CH2OH
第十五章
糖类化合物
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 概述 单糖 寡糖（低聚糖） 多糖
第一节 概述
一、糖的定义和分类 • 糖类化合物是天然有机化合物，它 们对维持动植物的生命起着重要的 作用。 • 人类的遗憾——自身没有生产糖类 化合物的本领。 • 植物的骄傲——通过光合作用产生 糖类化合物。
~ 36 %
112。
~ 64 %
19。
第二节 单糖
三、单糖的环状结构
2. 环状结构 因为是δ- C上的－OH与－CHO缩合成环，故称δ氧环式。上式为Fischer投影式，其另一种表示方 法是用Haworth式来表示——即用六元环平面表 示氧环式各原子在空间的排布方式。
基础有机化学 糖类化合物
基团 基团 个 个 一 固定 其余三 CH 2OH 调换 次 顺 O H H H OH H HO OH H OH
α－
吡喃环 ，具有六元环的糖类称为吡喃糖。具有五元 环的糖类称为呋喃糖。
O
氧环式结构的确定，对变旋光现象就有了一个令人信服 的解释： 这是因为α－异构体和β－异构体两种晶体在水溶液中 可以通过开链式互变，并迅速建立平衡。
Organic Chem
构造式：
己醛糖
CH2 OH
CH CH CH CH CHO OH OH OH OH
* * *
*
*
*
*
己酮糖
CH2 CH CH CH C CH2 OH OH OH OH O OH
己醛糖有24=16种旋光异构体，己酮糖有23=8种旋光 异构体。 葡萄糖和果糖分别是其中的一个旋光异构体
Organic Chem
NHC6H5 HC C CHOH CH2OH N H N C6H5
N
3
N N C6H5 H C N CHOH 3 NHC6H5 CH2OH HC
CH2OH HO HO O OH O CH3
四、成苷反应
CH2OH HO HO OH O HOH
CH3OH 干 HCl
α
甲基葡萄糖糖苷
Organic Chem
3、用硝酸氧化
100℃ D－葡萄糖 D－葡萄糖二酸
4、用高碘酸氧化
Organic Chem
CHO OH + 3HIO4 OH CH2OH
D-赤藓糖
HCOOH HCOOH HCOOH HCHO
反应特点： ①每破裂一个碳碳单键，消耗一分子HIO4； ②醛基、仲醇基氧化为甲酸，伯醇基氧化为甲醛。
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CHO H C OH HO C H H CH2OH OH
4C
OH
H CH O 1
OH C C
3
2
H OH
还常用“赤式”和“苏式”来表示含有两个相邻而不相 同的手性碳原子的化合物。
与赤藓糖一样两个相同的原子或基团在碳链的同侧，为赤式； 与苏阿糖一样在碳链两侧，为苏式。
糖 —— 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后 能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。 由C、H、O三种元素组成，符合Cn(H2O)m的通式， 所以称为碳水化合物。
葡萄糖的分子式为C6H12O6，可表示为C6(H2O)6， 蔗糖的分子式为C12H22O11，可表示为C12(H2O)11等。
但有的糖不符合碳水化合物的比例。
己醛糖有24=16种立体异构体。
* *** CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH
葡萄糖
己醛单糖的 3 C D型异构体
CHO OH
CH2OH
CHO
OH
4C
D-(-)-赤藓糖
OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
CHO HO D-(-)-苏阿糖
OH CH2OH
CHO OH D-(-)-核糖
OH
CHO
HO OH 5 C
OH CH2OH
D-(-)-树胶糖
OH CH2OH
CHO OH D-(+)-木糖
CHO HO
HO
HO
OH CH2OH
D-(+)-异木糖
OH
CH2OH
CHO
CHO
OH HO
OH
OH
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
D-(+)-阿洛糖 D-(+)-阿卓糖
CHO
CHO
OH HO
三、分类
根据其单元结构分为：
单糖
糖
低聚糖
多糖
醛糖 酮糖
丙糖 丁糖 戊糖 己糖
第一节 单 糖
单糖 —— 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。
结构： 醛糖、酮糖
CHO H OH
CH2OH
最简单的醛糖
CH2OH C=O
CH2OH
最简单的酮糖
自然界中存在最广泛的单糖是葡萄糖（多羟基醛）、 果糖（多羟基酮）和核糖。
第十九章
糖类化合物
本章要求：
1、掌握指定单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈武斯 式、椅式。α、β构型、己醛糖的变旋现象；
2、掌握单糖的反应； 3、掌握还原性糖、差向异构体的概念； 4、掌握二糖的结构； 5、了解多糖； 6、了解碳水化合物的涵义、分类和命名。 7、了解糖苷。
概论
一、碳水化合物的涵义
HO
HO
6C
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
D-(+)-葡萄糖 D-(+)-甘露糖
CHO
CHO
CHO
OH HO
OH
OH
OH HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
CH2OH
D-(-)-古罗糖
CH2OH
CH2OH
D-(-)-艾杜糖 D-(+)-半乳糖
CHO HO HO HO
OH CH2OH
D-(+)-塔罗糖
（2）构型的表示方法
糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写方便，也 可以写成省写式。
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
CHO CH2OH
另一种表示方法是用楔型线表示指向纸平面的键，虚线 表示指向纸平面后面的键。
如D-(+)葡萄糖可表示为：
一、单糖的构造式
葡萄糖：
1. 碳氢定量分析，实验式 CH2O 2. 经分子量测定，确定分子式为C6H12O6
3. 能与一分子HCN加成，与一分子NH2OH缩合成肟， 说明它有一个羰基。 4. 能生成酯。酯化后再水解，一分子酰基化后的葡萄糖 可得五分子乙酸，说明分子中有五个羟基。 5. 葡萄糖用钠汞齐还原后得己六醇；己六醇用HI彻底还原 得正己烷。这说明葡萄糖是直链化合物。
* ** CH2 CH CH CH C CH2 OH OH OH OH O OH
果糖
二、单糖的构型
（1）相对构型（D系列和L系列）
最简单的单糖是2,3-二羟基丙醛俗名甘油醛。
D —羟基处在右边; L —羟基处在左边。 构型与旋光性之间没有一一对应关系。
其它物质的构型可通过化学转化与标准物质 相联系而确定。
2、构型的标记和表示方法
（1）构型的标记
糖类的构型习惯用D / L名称进行标记。 编号最大的手性碳原子上 （相距醛（酮）基最远的手性碳上）
OH在右边的为D型，OH在左边的为L型。
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
D-(+) 葡萄糖
CHO HO H
H OH HO H HO H
鼠李糖C5H12O5（甲基糖）；脱氧核糖C5H10O4。
有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。
甲酸（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。
二、存在与来源
植物 xCO2 + mH2O
日光 叶绿素
(CH2O)n + xO2
动物
(CH2O)n + xO2
xCO2 + mH2O + 能量
6. 确定羰基的位置。葡萄糖与HCN加成后水解生成六羟基酸， 后者被HI还原后得正庚酸，这进一步证明葡萄糖是醛糖。
葡萄糖：分子式为C6H12O6，（2，3，4，5，6-五羟基己醛）
* *** CH2 CH CH CH CH CHO OH OH OH OH OH
葡萄糖
果糖为：（1，3，4，5，6-五羟基己酮）
CH2OH
L ( ) 葡萄糖
此外也采用R、S标记法。
CHO
H
OH
CH2OH D-(+)-甘油醛
(R)-(+)-甘油醛
CHO
HO
H
CH2OH
CHO
H OH
HO
H
H
OH
L-(-)-甘油醛 (S)-(-)-甘油醛
H
OH
CH2OH D-(+)-葡萄糖
(2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-五羟基已醛)
葡萄糖的构型如下：
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
D-(+) 葡萄糖
CHO HO H
H OH HO H HO H
CH2OH
L ( ) 葡萄糖
十六个己醛糖都已经合成得到，其中十二个是费歇尔一 个人取得的（于1890年完成合成）。所以费歇尔被誉为 “糖化学之父”。也因而获得了1902年的诺贝尔化学奖。
CHO H OH
HgO
CH2OH
D-(+)-甘 油 醛
COOH H OH
[H]
CH2OH
DD-(-))--甘甘油 酸醛
COOH H OH
CH3
D-(-)-乳 酸
把其它糖类化合物和甘油醛联系起来，确定 其相对构型。
差向异构体—— 含多个手性中心的旋光异构体中，相应的 手性碳只有一个手性中心的构型不同，其余构型都相同的两 种糖称为差向异构体。