第十九章糖类化合物
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非还原性二糖…一分子单糖的苷羟基与另一分子糖的苷羟基缩合而成的二糖。分子中已无醛基,不能由环式转变成醛式。这种双糖不能成脎,没有变旋现象,也没有还原性,所以称为非还原性双糖。重要的是庶糖。
一、蔗糖,是广泛存在于植物中的二糖,利用光合作用合成的植物的各个部分都含有蔗糖。例如,甘蔗含蔗糖14%以上,北方甜菜含蔗糖16-20%,但蔗糖一般不存在于动物体内。
以上说明蔗糖是由α-D-吡喃葡萄糖的苷羟基和β-D-呋喃果糖的苷羟基脱水而成。
其结构如下:
二、麦芽糖
(1)来源在淀粉酶催化下由淀粉水解而得。
注意几点:
①苷似醚不是醚,它比一般的醚键易形成,也易水解
②苷用酶水解时有选择性
6.甲基化反应
将葡萄糖甲苷在甲基化(用硫酸二甲酯和氢氧化钠)可得到O-五甲基葡萄糖。此反应可用于推测糖的环状结构的大小。
7、显色反应
(1)Selivanov反应
鉴别单糖:①溴水,醛糖褪色。②间苯二酚盐酸,酮糖显鲜红色。
(2)Molisch(莫利施)反应:糖与α—萘酚的酒精溶液,沿管壁小心注入浓硫酸,不要摇动试管,则在两层液面间形成一个紫色的环。
三、重要单糖和它的衍生物
戊糖:D-(-)-核糖,以糖苷的形式存在于核酸中,是细胞中核酸的组成部分。
D-(-)-脱氧核糖它也是细胞中核酸的组成部分。
已糖:D-(+)-葡萄糖是人生不可缺少的糖,又称为右旋糖。它游离
果糖:D-(-)-果糖以游离态存在于水果和蜂蜜中。它是蔗糖的组分,又成为多聚果糖存在于自然界中。
第十九章概要

CHO
COOH
CHOH
CHOH
CHOH
HNO3
CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CH2OH
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COOH
5
• 5、确定羰基的位置
•
葡萄糖与HCN加成后水解得六羟基酸,还原得正庚酸,进一步说明为醛糖。
•
HO CN 综合上述反应C和H分O析,可以确定葡萄糖的CH构造式为:
•
CHOH
CHOH
构型糖。
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14
• 例: • •
H
CHO OH
CHO
HO
H
HO
• D-(+)-葡萄糖
H
L-(-)-葡萄糖
H
OH
•
H OH HO H 注意:构型与旋光性之间没有一定的关系,D-构型的化合物可以是左旋,也可以是右旋。
H
OH
HO
H
CH2OH
CH2OH
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• 差向异构体:
COOH
•
多步反应 确定了甘油醛的构型后,就可以通过一定的方法,把其它的糖类与甘油醛联系起来确定其相对构
型。 H
OH
H
OH
CH2OH
CH3
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• 例: •
CHO
H
OH HCN
CH2OH
•
D-(-)-赤鲜糖
CN H OH H OH
CH2OH
CN HO H D-(+H)-苏阿糖OH
CH2OH
CH2 CH CH CH C CH2
OH OH OH OH O OH
第十九章 糖类化合物

H HO HO H H
OH O H H OH OH
β -D-葡萄糖构象
α -D-葡萄糖构象
ห้องสมุดไป่ตู้
从两种异构体的构象可以看出在-D-葡萄糖构 象中所有大基团都处于 e 键,所以这是 D-(+)-葡 萄糖的最稳定构象。
4.变旋光现象的解释
α -D-葡萄糖的比旋光度为+112°, -D-葡萄 β 糖的比旋光度为+19°,在常温下用水或乙醇结晶 的葡萄糖的 m.p.为 146℃,主要是α -异构体, 20 新 配 制 的 水 溶 液 D +112°,在高温下用 CH3COOH 或吡啶结晶的葡 20 D 萄糖的 m.p.为 150℃,主要是β -异构体,所以 新配制的水溶液+19°,以上两种葡萄糖溶液经放 置达到平衡后其比旋光度都是+52°,这种现象称 做变旋现象。
CHO HO HO H H H H OH OH CH2OH
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH
D-(+)-葡萄糖 D-(+)-甘露糖 象这样的两种立体异构体称差向异构体, 这种现象称为 差向异构现象。
几点说明:
①D、L只表示单糖的相对构型与甘油醛的关 系,与旋光方向无关。 ②自然界中存在的糖都是D型,L型多为人工 合成的。 ③1951年,用X射线衍射法证明,单糖的真实 构型正好同原来规定的相对构型一致。
有一个手性碳原子的构型相反,其他手性碳原子构型完全相同 的异构体,称为差向异构体。 差向异构化:含多个手性碳原子的化合物,通过化学反应 ,使其中一个手性碳原子转变为其相反构型过程。
单糖在碱性溶液中会发生差向异构化反应,反应过 程是在碱性溶液中羰基发生烯醇化,通过烯醇式中间 体和其差向异构体达成平衡。
曾昭琼第四版有机化学下册习题答案

第十二章羧酸 (答案)1.解:(1)3-甲基丁酸(2)3-对氯苯基丁酸(3)间苯二甲酸(4)9,12-十八二烯酸3.解:4.解:6.解:7.按lewis酸碱理论:凡可接受电子对的分子、离子或基团称为酸,凡可给予电子对的分子、离子或基团成为碱。
8.解:9.解:9.解:C n H2n+1COOH=46。
所以n=0。
所以一元酸为甲酸(液体物质)。
若为二元酸,则M分子量=45*2=90, C n H2n(COOH)2=90。
所以n=0,故二元酸为乙二酸(固体物质)。
10.解:根据题意,B为二元酸,C可与苯肼作用,为羰基化合物,D为烃。
故A可能为环醇或环酮。
依分子式只能为环醇。
所以11.解:(1)由题意:该烃氧化成酸后,碳原子数不变,故为环烯烃,通式为C n H2n-2。
(2)该烃有旋光性,氧化后成二元酸,所以分子量=66*2=132。
故二元酸为。
12.由题意:m/e=179,所以马尿酸的分子量为179,它易水解得化合物D和E,D的IR谱图:3200-2300cm-1为羟基中O-H 键的伸缩振动。
1680为共扼羧酸的>C=O 的伸缩振动;1600-1500cm-1是由二聚体的O-H键的面内弯曲振动和C-O 键的伸缩振动之间偶合产生的两个吸收带;750cm –1和700cm-1是一取代苯的C-H键的面外弯曲振动。
再由化学性质知D为羟酸,其中和当量为121±1,故D的分子量为122,因此,。
又由题意:E为氨基酸,分子量为75,所以E的结构为H2NCH2COOH。
第十三章羧酸衍生物(答案)1. 说明下列名词:(答案)酯、油脂、皂化值、干性油、碘值、非离子型洗涤剂。
• 酯:由酸和醇脱水后形成的化合物;• 油脂:有有机酸酯和无机酸酯。
油脂是高级脂肪酸甘油酯的总称。
• 皂化值:工业上把1g 油脂完全皂化所需要的KOH 的毫克数叫做这种油脂的皂化值。
• 干性油:干结成膜快;• 碘值:100g 油脂所能吸收的碘的克数称为碘值(又称碘价)。
有机化学 第19章 糖类化合物

概述 第一节 单糖 一、单糖的结构式(以葡萄糖为例) 二、单糖的立体构型 三、单糖的反应与构型的测定 四、单糖的环状结构 五、重要的单糖 第二节 双糖 一、双糖 二、重要的双糖 第三节 多糖 一、纤维素及应用 二、淀粉
总目录
概述
1. 糖类的分子组成: 葡萄糖 C 6H 12O 6 果糖 C 5H 10O 5 核糖 C 12H 22O 11 蔗糖 C12H22O11 麦芽糖 淀粉 纤维素
分 析 思 路 ?
总目录
分析思路:
⑴ 从丁醛糖酸是否有旋光性可确定丁醛糖 C2、C3上的羟基是否同侧,也即可确定D戊醛糖C3、C4构型。
1 CHO 2 3 4 5 CH
2
OH
总目录
⑵ 从戊二酸结构确定C2构型
总目录
推 测 全 过 程
总目录
四、单糖的环状结构
1. 环状结构 (1)不符合链式结构的实验现象: A. 单糖(葡萄糖)不发生醛类的某些 典型反应(例如,品红醛反应、NaHSO3 反应等); IR检测不到C=O峰; NMR检测不到—CHO峰。
总目录
3. 构型的标记和表示方法(自学)
(1)D、L法;
(2)R、S法;
(3)赤式、苏式
总目录
三、单糖的反应与构型的测定
(一)单糖的反应 1. 成脎反应(α -羟基醛、酮的典型反应)
应用:①分离提纯、鉴定糖类 ②确定构型
总目录
②确定构型——反向应用!
CHO HO HO H H * * * * H H OH OH H HO H H CHO * OH * H * OH * OH CH2OH CHO HO * H * H * O H OH OH
糖类化合物的定义

四糖,戊糖,己糖,庚糖
• 多于一个不对称碳原子 • 碳原子定位与单糖构型定义规则: (1)从醛基/羰基端开始的第一个碳原子为1位碳 原子 (C-1) (2)以距醛基/羰基最远的不对称碳原子为准, 来定义D-和L-构型
O=C-H 2 H-C-OH 3 HO-C-H 4 H-C-OH 5 H-C-OH 6 CH2OH D- glucose
• 费林试剂定糖法 Fehling’s tests 可还原Cu2+为Cu+,利用颜色变化作为滴定终 点。
开链式结构(D-,L-型)
• 甘油醛,n=3最小的单糖分子 • 立体异构体的两种结构—镜像对映体 O=C-H H-C-OH CH2OH D-甘油醛 O=C-H OH-C-H CH2OH L-甘油醛
功能
• 能源
• 合成其它化学组成的碳源物质 (如,蛋白质、 核酸、脂等) • 结构物质(如,植物的纤维素组分)
• 生物活性物质 (如,细胞分化依赖于某些糖蛋 白的存在)
糖类化合物的分类
• 单糖 e.g. ribose(核糖), glucose(葡萄糖), fructose(果糖) • 低聚糖/寡糖—由2-10个分子单糖以糖苷键缩合而 成。 e.g. Sucrose(蔗糖), maltose(麦芽糖), lactose(乳糖 )
α –葡萄糖
O
CH2OH O O
α ,β(12)
OH CH OH 2 OH
β –果糖
OH
α -半乳糖
环糊精
• 乳化剂 • 香味或色素的包埋剂 • 药片的糖衣:苦味
§1.3
多糖
• 10个以上单糖以糖苷键相连成的长链分子 • 线形或带分枝的长链分子
几种典型多糖: • 糖原 (动物) • 淀粉 (植物) • 葡聚糖 (细菌/酵母菌) • 纤维素 (植物细胞壁)
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
第十九章 糖类化合物

单糖中最常见的是葡萄糖和果糖。这两种糖从结构和性质上都 可以作为各种单糖的代表。所以我们以这两种糖为例来讨论单糖的 构造、构型、构象和她它们的性质。
一、单糖的构造式
对葡萄糖分子式的推导 问:经验式CH2O,相对分子质量为180,求葡萄糖的分子式?
C6H12O6
根据下列信息推出葡萄糖的分子结构: 1、用钠汞齐还原得己六醇,进一步用HI还原得正己烷
2、构型的标记和表示方法
糖类化合物的R,S标记法 当投影式最小的基团在横线上, 顺时针——S 逆时针——R 当投影式最小的基团在竖线上, 顺时针——R 逆时针——S
(i) 写为糖的 Fischer 投影式,
(ii) 将手性碳上的氢省略 (iii) 将手性碳上的醛基与羟基省略(注意羟甲基的写法)
CHO H OH HO H H OH H OH CH OH 2 CHO OH HO OH OH CH OH 2 CHO
Br2/H2O Br2/H2O
x
Ç Ë Ì á
问题:如何用化学方法区别葡萄糖和果糖?
萄 糖 解 : 葡 果 糖
B r / H O 2 2
褪 色
不 褪 色
C.硝酸氧化
对醛糖的氧化 将醛糖氧化成糖二酸,氧化的部位分别链端的醛基和链尾的 羟甲基
CHO
HNO3
COOH
CH 2 OH
D-葡萄糖酸
COOH
D-葡萄糖二酸
木糖还原后生成木糖醇,其第三个碳原子成为假不对称碳原子,无旋光性。
CHO OH HO OH CH2OH NaBH4 HO OH CH2OH CH2OH OH
D-葡萄糖和L-古罗糖还原后生成同一多元醇——葡萄糖醇。
CH O OH HO HO OH NaBH 4 OH CH OH 2 OH OH CH OH 2 HO CH OH 2 CH OH 2 OH HO HO CH OH 2 HO HO OH NaBH 4 HO CH OH 2 OH CH O
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OH
OH
OH
HOCH2
O
西北师范大学化学化工学院 College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University
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19-2 D-(+)-半乳糖是怎样转化成下列化合物的?写出其反
应式。
(1) H HO HO H CHO OH H + CH3OH H OH CH2OH
O OCOPh
1,2,3,4,6-五苯甲酰基-D-甘露糖
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HO (8) HO H H
CHO H H + CH3OH OH OH CH2OH
(1)
HO HO H H
CH NOH H H OH OH CH2OH
D-(+)-甘露糖肟
(2)
HO HO H H
CHO H H + C6H5NH2 OH OH CH2OH
CH NNHC6H5 NNHC6H5 HO H H OH H OH CH2OH
D-(+)-甘露糖脎
(3)
HO HO H H
CHO H H + Br2/H2O OH OH CH2OH
CHO OH H CH3OH H OH CH2OH
OH HCI HO
OH
O OCH3
OH
甲基-β-D-半乳糖苷
CH3O (CH3)2SO4 NaOH CH3O OCH3 O OCH3
(2) H HO HO H
OCH3
甲基-β-2,3,4,6-甲-O-甲基 -D-半乳糖甲苷
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由于该化合物经 NaBH4 还原后得到光学活性的产物,
故可以进一步判断出该化合物的立体结构可能为:
CHO HO H H OH H OH CH3 5-脱氧-D-(-)-树胶糖
或
CHO HO H HO H H OH CH3 5-脱氧-D-(-)-异木糖
西北师范大学化学化工学院 College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Nor其呋喃结构是分别为:
O HO H HO OH H H CH3 O H CH3
或
HO
OH HO OH H
它们与CH3OH-HCl反应后形成糖甲苷:
O CH3O H HO OH H 5-脱氧-D-(-)-树胶糖苷 H CH3 或 CH3O O OH HO H CH3
OH H 5-脱氧-D-(-)-异木糖苷
OH
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OH
OH
O OH OH
OH H
OH
OH O H OH H O O OH OH OCH3 O CH3O CH3O CH3O
第十九章 糖类化合物
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19-1 写出D-(+)-甘露糖与下列物质的反应、产物及其名
称: 解: D- ( + ) - 甘露糖在溶液中存在开链式与氧环式
(3) H HO HO H
CHO OH H CH3OH H OH CH2OH
OCH3
CH3O (CH3)2SO4 NaOH CH3O
OCH3
O OCH3
OCH3
CH3O
CH3O O 稀HCI OCH3 CH3O
OCH3
O OH
CH3O
OCH3
OCH3
2,3,4,6-四-O-甲基 D-半乳糖
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(α型和β型)的平衡体系,与下列 物质反应时有的可
用开链式表示,有的必须用环氧式表示,在用环氧式表 示时,为简单起见,仅写α-型。
HO HO H H CHO H H OH + NH2OH OH CH2OH
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基与-D-葡萄糖相连接的。可以推断水杨苷的结构式为:
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OH
O O
其五甲基化产物为:
OCH3 CH3O CH3O O OCH3 CH3OCH2
从以上实验导出戊糖C5H10O4的结构式。你导出的结构式 是唯一的呢,还是可能有其他结构?。
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解:根据戊糖的分子式可以判断出该化合物含有一个 不饱和度。它与羟氨反应生成肟,说明分子内含有羟基。
HO HCI HO HO HO
O OCH3
D-甘露糖甲苷
HO (9) HO H H
CHO H CH3OH H HCI OH OH CH2OH
(CH3)2SO4
NaOH
H3CO H3CO H3CO H3CO OCH3 O
甲基-2,3,4,6-四-O-甲基 D-甘露糖甲苷
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从该糖经一系列转化后得到的产物为乙二醛及 D- 乳醛,
可以断定该化合物的结构式为: 其中C4 的构型为 D型。
OH CH3CHCHCHCHO OH OH
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OH
OH
CHO
OH
H
OH
OH
OH
19-5 柳树皮中存在一种糖苷叫做糖水杨苷,当用苦杏
仁酶水解时得D-葡萄糖和水杨醇。水杨苷用硫酸二甲酯和氢 氧化钠处理得五-O-甲基水杨苷,酸催化水解得2,3,4,6-四O-甲基-D-葡萄糖和邻甲氧基甲基酚。写出水杨苷的结构式。 答:根据水杨苷用苦杏仁酶水解得到的产物,确定该糖 苷是由D-葡萄糖与水杨醇形成,并且葡萄糖以-型存在。据 水杨苷经甲基化、酸催化水解的产物,说明水杨醇是以酚羟
H3CO (10) H3CO H3CO H3CO
O
H3CO
稀HCI H3CO
OCH3
H3CO
O OCH3
H3CO
2,3,4,6-四-O-甲基 D-甘露糖
H3CO (11) H3CO H3CO H3CO
H3CO H3CO H3CO H3CO O
O
[O] OH
O
2,3,4,6-四-O-甲基 D-甘露糖-s-内酯
19- 4 甜菜糖蜜中有一种三糖称作棉子糖。棉子糖
部分水解后得到双糖叫做蜜二糖。蜜二糖是个还原性双
糖,是(+)-乳糖的异构体,能被麦牙糖酶水解但不能为 苦杏仁酶水解蜜二糖经溴水氧化后彻底甲基化在酸催化 水解,得2,3,4,5-四-O-甲基-D-葡萄糖和2,3,4,6-四-O-甲 基-D-半乳糖。写出蜜二糖的结构式及其反应。
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由于甲基 -5- 脱氧 -D- 树 胶糖苷的 C 2 和 C 3 的两个羟 基处于反式结构,不易被 HIO4 氧 化。 因 此 , 基本上
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答:根据蜜二糖经溴水氧化、彻底甲基化、再酸催
化水解产物的结构可以判断出,蜜二糖是由 D- 葡萄糖 与D-半乳糖以1,6 糖苷键连接而成的,由于该糖能被 麦芽糖酶水解,说明 D- 半乳糖主要以 α - 构型存在,由 此可以推出蜜二糖的结构式为: OH OH O H H H OH H O
HNO3
HO HO H H
COOH H H OH OH COOH
D-(+)-甘露糖二
HO HO H H CHO H H + HIO 4 OH OH CH2OH
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19-3 有一戊糖C5H10O4,与羟氨(NH2OH)反应生成肟, 与硼氢化钠反应生成C5H12O4。后者有光学活性,与乙酐 反应得四乙酸酯。戊糖与CH3OH、HCI反应得C6H12O4, 再与 HIO4反应得 C6H10O4 。它( C6H10O4 )在酸催化下水