1第Ⅰ篇 生物分子(糖类化学)1

大麦 小麦 玉米
米 马铃薯
63.5% 67% 67% 70~80% 13~23%
天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉两种成分组成 直链淀粉（amylose）
链长约250~300个葡萄糖分子。 直链淀粉遇碘呈蓝紫色。
直链淀粉的空间结构： 空心螺旋状
支链淀粉（amylopectin）
支链淀粉比直链淀粉大，约相当于6000个或更多的葡萄糖 分子组成。 支链淀粉遇碘呈紫红色。
D-果糖
2. 环状结构
1893年，E.Fischer提出单糖分子环状结构学说。
H O H C
H O H
O H H
HO O H
H
C H 2 O H
α-D-葡萄糖
H O H 2C
O H
C
H O
H
H
O HO
H
O H
H 2C
α-D-果糖
异头物
H OH C
HO
H
C
H O HHO H
C
C
H
OH
H
O
OH
H
OH
N-乙酰氨基葡萄糖通过β – 1，4方式连接的同聚多糖
NH2
NH2
壳聚糖（甲壳胺）
•药物（提高免疫力、防治动脉硬化、抗肿瘤、排毒等) •环保药剂（净水剂、重金属吸附、絮凝剂） •食品保存、面膜
C a 2 +
1.4.2 杂聚多糖（不均一多糖）
1.糖胺聚糖（粘多糖）
是一类含氮的杂聚多糖；以氨基己糖和糖醛酸 组成的二糖单位为基本结构单元。
透明质酸（hyaluronic acid） 肝素（heparin）
β – 1 3
D -
N -
2. 细菌多糖
革兰氏阳性菌（G＋）
肽聚糖 磷壁酸
革兰氏阴性菌（G-）
肽聚糖 脂多糖 磷脂、脂蛋白
① 肽聚糖（peptidoglycan）
N-乙酰葡萄糖胺（NAG）和N-乙酰胞壁酸（NAM） 以β – 1，4键连接成二糖
②脂多糖（lipopolysaccharide）
由外层专一性寡糖链、中心多糖链及脂质三 部分组成。
3. 复合糖
糖与脂类、蛋白质等非糖物质共价结合，形成脂多 糖、糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖等，称为复合糖或结 合糖。
① 糖蛋白（glycoprotein）
总体性质接近蛋白质，糖含量变化大。 生理功能：
1.2.2 单糖的性质
常见单糖
醛糖
酮糖
丙糖 丁糖 戊糖 己糖 庚糖
甘油醛
二羟丙酮
赤藓糖
赤藓酮糖
核糖、脱氧核糖
木酮糖、核酮糖
半乳糖、甘露糖、葡萄糖 果糖
景天庚酮糖
1. 物理性质
旋光性
α 左旋糖；右旋糖
糖的旋光性用旋光率表示
α t
D t = D L × × 1 C 0 0
变旋性
α-葡萄糖 平衡 β-葡萄糖
淀粉在冷水中不溶解；加热可吸收水膨胀成糊状。
淀粉在酸和体内淀粉酶的作用下降解，最终水解 产物为葡萄糖。
遇碘
淀粉→ 红色糊精→ 无色糊精 →麦芽糖→葡萄糖
紫蓝 红色
不显色 不显色
7.5%HCl，室温放置7日,形成可溶性淀粉
2. 糖原（glycogen）
动物体内的贮存多糖 由α- D-葡萄糖构成的同聚多糖 遇碘产生红色
具有还原性，有raffinose）
蜜二糖
蔗糖
无还原性
1.4 多糖
多糖在水溶液中不能形成真溶液，只能形成胶体； 没有甜味；无还原性；有旋光性，但无变旋现象。
同
杂
聚
聚
多
多
糖
糖
1.4.1 同聚多糖（均一多糖）
1. 淀粉（starch）
淀粉是植物的贮存多糖。 各种植物淀粉含量不同：
例外：
④单糖的异构化作用
⑤成酯作用
单糖与酸作用成酯 生物化学上较重要的糖酯是磷酸酯。
⑥成苷作用
环状单糖的半缩醛羟基容易和醇或酚发生缩合反 应，生成糖苷。
H
OH
C
(C H O H )n O + R -O H
CH C H 2O H
H O R 配基（配糖体）
C
(C H O H )n O
Fehling试剂
末端醇基的氧化酸
葡萄糖酸
葡萄糖醛酸
葡萄糖二酸
酮糖对溴的氧化作用无影响；可由此将酮糖和醛 糖分开。
强氧化剂下，酮糖在羰基处断裂，形成两个酸。
②单糖的还原
③单糖的成脎作用
葡萄糖苯腙
葡萄糖酮苯腙
葡萄糖苯脎
糖脎为黄色结 晶，难溶于水
各种糖生成的糖脎结晶形状与熔点都不相同， 因此，常用糖脎的生成以鉴定各种不同的糖。
多糖（polysaccharide）：多个单糖分子缩合而 成的长链结构。
同聚多糖（均一多糖）和杂聚多糖（不均一多糖）
1.2 单糖
1.2.1 单糖的结构
1.链状结构
CHO
C H O C = O
（*CHOH）n
（ * C H O H ） n - 1
CH2OH
醛糖
C H 2 O H
酮糖
甘油醛
第Ⅰ篇 生物分子
第一章 糖类化学
1.1 概述
1. 糖的概念
糖类(carbohydrate 或 saccharide) ：是一类多羟基 醛或多羟基酮及其缩合物和衍生物的总称。
分子式通常以Cn(H2O)n 表示，习惯上称 “碳水化 合物”。
鼠李糖（C6H12O5 ） 脱氧核糖（C5H10O4 ）
A、麦芽糖 B、乳糖 C、棉子糖 D、葡萄糖
棉子糖是（ ）
A、还原性二糖 C、还原性三糖
B、非还原性二糖 D、非还原性三糖
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3. 纤维素（cellulose）
自然界最丰富的有机物质。
纤维素→ 纤维素糊精 → 纤维二糖 → 葡萄糖
用途
纤 维 素
4. 琼胶（agar）
单糖组成为L-或D-半乳糖。
琼胶吸水膨胀，不溶于冷水，可溶于热水成 溶胶，冷却后成凝胶。
作用：细菌培养基； 电泳支持物； 食品工业
5. 几丁质（chitin）—壳多糖，甲壳质
香菇多糖、 1，6-2磷酸果糖、肝素等
3 . 糖的分类
根据含糖单位的数目，可分为：单糖、寡糖和多糖 单糖（monosaccharide）
根据所含碳原子数目，又可分为丙糖、丁 糖、戊糖、 己糖。
寡糖（oligosaccharide）：2~10个单糖分子缩合 而成的短链结构。
分为二糖（双糖）、三糖等
α-型： 与决定直链结构构型（D或L）的碳上 的-OH在同侧
β-型： 与决定直链结构构型（D或L）的碳上的-OH在异侧
Haworth 投影式
以C5上-CH2OH和半缩醛 羟基的含氧环上的排布决 定:
氧环上的碳原子按顺时针 方向排列时，-CH2OH ， 在平面之上，为D-型；平 面之下，为L-型。
戊糖以呋喃型结构存在。
依据C1-OH的空间位置，糖分为α-型和β-型两类， 他们互为异头物。
单糖具有旋光性；能与酸、碱作用；不同条件下 氧化产生不同类型的酸；能被还原成醇；有成酯、 成糖苷、成腙、成脎反应，常借助这些反应分析、 鉴定糖。
2. 寡糖
重要的是二糖，常见的是蔗糖、麦芽糖、 乳糖。
H
H
OH O
H
H O HH O H H O OH
H O HH
OH HO OH
H
OH
H
OH
C H2O H
C H 2O H
α- D-呋喃型 葡萄糖
β- D-呋喃型 葡萄糖
五元环 呋喃型
H
H
C H 2 O H CH2OH
α- D-吡喃型
β- D-吡喃型
葡萄糖
葡萄糖
六元环
吡喃型
根据单糖成环后，C1上-OH的位置，将糖的环式结构分 为α-型和β-型。
β-葡萄糖是相同的单糖 D-型单糖光学活性不一定都是右旋 己糖有8种异构体 麦芽糖是由葡萄糖和果糖构成的双糖
下列糖（ ）不是还原糖
A、 D-果糖 B、 D-半乳糖
C、乳糖
D、蔗糖
分子式为C5H10O5的开链醛糖有多少个可能的异构体（ )
A、2 B、4 C、8 D、16
下列糖中（ ）为非还原糖
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CH C H 2O H
二糖
自然界，特别是植物中含有许多糖苷。
如：洋地黄苷；皂苷
⑦脱水作用
糠醛和羟甲基糠醛与某些酚类作用，生成有色缩合物， 可用于鉴定糖。
Molisch试验：
α- 萘酚+糠醛/羟甲基糠醛 → 紫色
Seliwanoff反应：
间苯二酚 + HCl + 酮糖→红色 醛糖 →浅色
在D-型中，半缩醛羟基 在平面之下，为α-型；平 面之上，为β-型。