有机化学碳水化合物PPT

醛糖具有醛基，酮糖则都是α-羟基酮，故它 们都可以被二者氧化。醛糖的醛基被氧化成 羧基，酮糖的α-羟基可被氧化成羰基；此外， 糖的碳链还可能发生断裂。
还原糖---与托伦斯试剂与费林试剂呈正反应 的糖 非还原糖----与托伦斯试剂与费林试剂呈负反 应的糖。
还原反应
2.还原反应
单糖用还原剂还原，或用催化加氢 的方法，都可以变成糖醇，
直链淀粉：约由1000个以上的D-吡喃葡 萄糖通过α-1，4-苷键相连而成，相对分 子质量约为150000--600000
支链淀粉：相对分子质量为1000000—600000， 主要通过α-1，4-苷键相连，不过每隔20-25个 葡萄糖单元，就有一个以α-1，6-苷键相连的支 链。
2.纤维素
简介：是植物细胞壁的主要成分。是自然界中分布最广、 含量最多的一种多糖。无论一年生或多年生植物，尤其 是各种木材都含布大量的纤维素。自然界中，植物体内 约有50％的碳存在于纤维素的形式。棉花、亚麻、芋麻 和黄麻部含有大量优质的纤维素。棉花中的纤维素含量 最高，达90%以上。木材中的纤维素则常与半纤维素和 木质素共同存在。 物理性质：无色、无味、无臭的具有纤维状结构的物质。 性质：全部水解得D-葡萄糖，部分水解得纤维二糖。 淀粉----构成单元：α -葡萄糖 区 别 纤维素----构成单元：β -葡萄糖
应用：如果平均每个葡萄糖单元有 2.5~2.7个—ONO2，所得产物易燃，且有 爆炸性—火棉，可制炸药。若每个葡萄 糖单元有2.1~2.5个—ONO2，所得产物也 易燃，但无爆炸性，通常称之为胶棉， 可制塑料、喷漆等。
火棉 胶棉
2）与醋酸酐与硫酸作用
分子中的醇羟基发生乙酰化反应，生成纤维素的 醋酸酯。 例如三醋酸酯的生成，表示如下：
3.纤维二糖
制备：纤维素部分水解
结构：纤维二糖也是一个葡萄糖的苷羟基与另 一个葡萄糖的4-羟基之间形成的苷键而形成的 二糖。但是它是β-葡萄糖的苷。 固态时，纤维二糖是β-型的。
性质：纤维二糖分子内有苷羟基， 所以它是还原糖，与麦芽糖性质相 似，具有一般单糖的的性质。
多糖
多糖是高分子化合物。
一分子多糖水解后生成几百甚至上千个单 糖分子。 可以看作是多个单分子的苷羟基和醇羟基 脱水缩合的产物。
没有还原性。有的虽然末端含有苷羟基， 但分子数很大，故不显还原性。
1.淀粉
2.纤维素
3.肝糖
1.淀粉
简介：淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。淀粉除食用外， 工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于 调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的 压制等。可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含淀粉的 物质中提取而得。
2.麦芽糖
3.纤维二糖
1.蔗糖
蔗糖是自然界最广的二糖。在所有有光合作用存 在的植物中都有蔗糖的存在。 甘蔗和甜菜中含量最多，故俗名蔗糖或甜菜糖。 蔗糖水解后得到一分子D－葡萄糖和一分子D－ 结构组成 果糖，所以，它是由一分子α-葡萄糖和一分子β果糖分子间失一分子水而成的
由蔗糖的结构可看出，蔗糖分子中没有苷 基，在水溶液中不能变成开链结构，因此 蔗糖没有变旋光现象，不能生成脎，也没 有还原性，是一个非还原糖。 转化反应----蔗糖的水解反应 转化糖----蔗糖水解后生成的葡萄糖和果糖的混合溶液。 C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6
5.碳链的增长和缩短
醛糖可以通过适当的化学反应使碳链增 长 与HCN加成
醛糖也可以通过适当的化学反应使碳 链缩短
二糖
低聚糖中以二糖最为重要。二糖是由两个单糖单元 构成的。它们可以看作是一个单糖分子的苷羟基与 另一个单糖分子的某一个羟基（可以是醇羟基，也 可以是苷醛基）之间脱水缩合产物。
1.蔗糖
糖二酸。
例如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡 例如， D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡 萄糖二酸。
萄糖二酸。
写单糖的化学反应式 时，一般只写开链结 构式就可以说明反应的过程
2）溴水
溴水也是氧化剂，它可以把醛糖的醛基 氧化成羧基，生成糖酸。
例如，D-葡萄糖在pH=6的溴水溶液中， 即氧化成D-葡萄糖酸。
例如，D-葡萄糖还原后生成D-葡萄 糖醇。
3.与苯肼反应
单糖与苯肼作用时，开链结构的 羰基发生反应，生成苯腙
单糖苯腙能继续再与两分子的苯肼作用， 生成含有两个苯腙集团的化合物。
糖脎---糖与苯肼作用生成的这种衍生物叫 做糖脎
酮糖也能与苯肼作用
己糖与苯肼作用生成脎时，只是 C-1 和C-2的基团发生反应。因此，凡C3、C-4、C-5构型相同的己糖，所生 成的脎都是相同的。
思考（课后第五题）：
怎样证明D-葡萄糖、D-甘露糖和D果糖这三种糖的C-3、C-4、C-5具 有相同的构型？
将这三种糖与过量苯肼反应，会生成 糖脎晶体。通过对糖脎晶体进行熔点 等性质的测定，会发现这三种糖生成 的脎完全相同，故这三种糖的C-3、 C-4、C-5具有相同的构型。
4.生成醚和酯
单堂的羟基除苷羟基外都是醇羟基，与适 当的试剂作用，可以得到单糖的醚和酯。 例如：
纤维素分子是D-葡萄糖通过β-1，4-苷键相连而 成的直链分子。含有约10000~15000个葡萄糖 分子。 相对分子质量：1600000~2400000
性质
1）与浓硫酸与浓硝酸的混合物作用
纤维素与浓硫酸和浓硝酸的混合物作用，生成纤维素的硝酸酯。 例：与三硝酸酯的生成，如下式表示：
根据混合酸的组成和反应时间的不同， 纤维素酯化的程度也不同:
单糖的反应、二糖与多糖
单糖的反应
1.氧化反应
2.还原反应
3.与苯肼反应
4.生成醚和脂
5.碳链的增长与缩短
1.氧化反应
单糖能被多种氧化剂氧化。 硝酸、溴水，甚至更弱的
氧化剂都能使单糖氧化。
1）硝酸 ）硝酸
硝酸是较强的氧化剂，在硝酸的氧化下，醛糖 硝酸是较强的氧化剂，在硝酸的氧化下，醛糖 的醛基和伯醇基都可以被氧化，氧化结果生成 的醛基和伯醇基都可以被氧化，氧化结果生成 糖二酸。
3.肝糖
简介：又叫做糖原。存在于动物体内，主要 是在肝脏和肌肉中，最初由肝中提取得。 结构：水解也得到D-葡萄糖，其结构与支 链淀粉相似，但分支更多、更短，相对分 子量为1000000-4000000。 作用：是动物储存碳水化合物的主要形式，在 动物体内，当机体需要，肝糖即转化成葡萄糖。 被称为“动物淀粉”
物理性质：白色、无臭无味的粉末状物质
分类：分为直链淀粉和支链淀粉 *拓展：直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫 红色。这并非是淀粉与碘发生了化学反应，而是产 生相互作用。淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子， 通过范德华力，两者形成一种蓝黑色错合物。实验 证明，单独的碘分子不能使淀粉变蓝，实际上使淀 粉变蓝的是碘分子离子。
酯化的程度随试剂的浓度和反应条件的不同 而不同。
应用：工业上一般使用的是二醋酸酯，可用 以制氯乙酸作用,羟 基中的氢可以被羧甲基取代，生成羧甲基 纤维素的钠盐,反应可表示为：
应用：羧甲基纤维素钠盐是白色粉状物，俗成化学 浆糊粉。在纺织、印染等工业中可代替淀粉用以上 浆。还用于造纸、橡胶医药等工业。
3）过碘酸
过碘酸也能使单糖氧化。
氧化结果，相邻两个羟基所在的碳原子之 间断键，生成一些碳链较短的氧化产物。 *拓展 过碘酸希夫反应
一种检测糖类存在的化学反应。带有邻位羟基 的单糖，经过碘酸氧化产生的醛基，与碱性品 红反应，可显现红色。
4）托伦斯试剂与费林试剂
托伦斯试剂与费林试剂都是弱氧化剂，常用 来鉴别醛和α-羟基酮。
蔗糖 D-葡萄糖 D-果糖
H+
2.麦芽糖
制备：淀粉在淀粉糖化酶（麦芽中含有）作用下部分 水解。 结构：可以看做是一个葡萄糖分子的α-苷羟基与另 一个葡萄糖分子的4-羟基之间失去一分子水而形成的。
结晶状态下，麦芽糖的含有苷羟基异头碳是β-型的
在麦芽糖分子中，第二个葡萄糖分子仍留有苷羟基
性质：麦芽糖分子中有苷羟基，有开链式 与氧环式间的相互转换，所以麦芽糖有变 旋光现象，能与Fehling’s or Tollen’s反应， 能成脎，是还原糖，能发生单糖能发生的 大多数反应。
碳水化合物的磷酸脂在生命活动中有特殊 的重要性。它们是许多代谢过程的中间体。
肝糖的生物合成和降解过程中都含有
核糖和2-脱氧核糖都是戊醛糖，它们的磷酸酯 是核酸的组成部分。核糖中的核糖和2-脱氧核 糖都是D型的。他们的开链式结构和氧环式结 构如下：
核糖和2-脱氧核糖与某些碱性杂环化合物形 成的β-糖苷，叫做核苷。5位羟基与磷酸所 形成的酯叫做核苷酸。其通式如下：