有机化学——13糖类
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有机化学糖类
OH OH
CH2OH ,
HO 6 5 O OH
4 OH 1
HO 3 2
,
OH
α–D-型
开链D-型
β-D-型
αm = +112 (o)
36 %
0.003 %
平衡混合物:
αm = +52.7(o)
αm = +18.7 (o)
64 %
(三)葡萄糖构象 在平衡混合物中, β-D-吡喃葡萄糖占64%
CH2OH
H 4 OH ,
H 5 OH 6CH2O H
HO
6 5
O
1
CH2OH
HO 2
4 3 C1 H2OH , OH
4 3 OH
,
OH
β-D-呋喃果糖
α-D-呋喃果糖
四、单糖性质
(一)差向异构化（epimerism）反应
烯二醇中间体
O1 H C
H 2 OH HO 3 H
H 4 OH H 5 OH
C6H2OH
CHO H OH HO H H OH , H OH
COOH
说明：所有的单糖都是还原性糖。（具有还原性，因其在碱性
弱氧化剂中产生异构化反应）。
(三)成脎反应 糖与过量苯肼反应,生成糖脎
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
CH2O H CO HO H H OH H OH CH2O H
CH2OH ,
D-葡萄糖
O
吡喃环
果糖的(Haworth)结构: 平衡混合物: αm = -92.(o)
6 O OH
6
O
1
HO 4 3 C1H2OH , OH
1
CH2O H 2C O
CH2OH ,
HO 6 5 O OH
4 OH 1
HO 3 2
,
OH
α–D-型
开链D-型
β-D-型
αm = +112 (o)
36 %
0.003 %
平衡混合物:
αm = +52.7(o)
αm = +18.7 (o)
64 %
(三)葡萄糖构象 在平衡混合物中, β-D-吡喃葡萄糖占64%
CH2OH
H 4 OH ,
H 5 OH 6CH2O H
HO
6 5
O
1
CH2OH
HO 2
4 3 C1 H2OH , OH
4 3 OH
,
OH
β-D-呋喃果糖
α-D-呋喃果糖
四、单糖性质
(一)差向异构化（epimerism）反应
烯二醇中间体
O1 H C
H 2 OH HO 3 H
H 4 OH H 5 OH
C6H2OH
CHO H OH HO H H OH , H OH
COOH
说明：所有的单糖都是还原性糖。（具有还原性，因其在碱性
弱氧化剂中产生异构化反应）。
(三)成脎反应 糖与过量苯肼反应,生成糖脎
CHO H OH HO H H OH H OH
CH2OH
CH2O H CO HO H H OH H OH CH2O H
CH2OH ,
D-葡萄糖
O
吡喃环
果糖的(Haworth)结构: 平衡混合物: αm = -92.(o)
6 O OH
6
O
1
HO 4 3 C1H2OH , OH
1
CH2O H 2C O
有机化学：糖类
第四节 基本营养物质
第一课时 糖类
糖类的组成与分类 1．基本营养物质
2．糖类及其分类
(3)有些糖有甜味(如葡萄糖、蔗糖)，有些糖没有甜 味(如淀粉、纤维素)，故糖类不一定都有甜味；反之， 有甜味的物质不一定是糖类，如甘油即丙三醇有甜味， 但它属于醇类而非糖类。
(4)淀粉和纤维素都是天然有机高分子，分子中的 结构单元数目不同，即 n 值不同，故分子式不同，不 能互称为同分异构体。
实验操作Ⅰ
将碘水滴到馒头片或土豆片上
实验现象 馒头片或土豆片滴有碘水的部分_出__现__蓝__色_
实验操作Ⅱ
实验现象
试管中产生了_砖__红__色__沉__淀__
视频
1．葡萄糖的分子结构与性质 (1)葡萄糖的分子结构
(2)葡萄糖兼有醛基和羟基的性质
(3)葡萄糖的分解反应 酶
C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2↑ 葡萄糖
2．蔗糖、麦芽糖的水解反应
催化剂 C12H22O11＋H2O ――→ C6H12O6＋C6H12O6
蔗糖
葡萄糖 果糖Leabharlann 催化剂 C12H22O11＋H2O ――→ 2C6H12O6
麦芽糖
葡萄糖
3．淀粉、纤维素的性质
(1)淀粉的特征反应：淀粉遇碘水显蓝色，该特征反应可
用于淀粉和碘的相互检验。
3．已知葡萄糖的结构简式为 CH2OH(CHOH)4CHO，葡 萄糖分子结构中含有的官能团是什么？
糖类的性质 [实验 1] 探究葡萄糖醛基的性质
实验操作Ⅰ
实验现象
产生砖__红___色__沉__淀_
实验操作Ⅱ
实验现象
试管内壁_形__成__光__亮__的__银__镜___
[实验 2] 探究淀粉的化学性质
第一课时 糖类
糖类的组成与分类 1．基本营养物质
2．糖类及其分类
(3)有些糖有甜味(如葡萄糖、蔗糖)，有些糖没有甜 味(如淀粉、纤维素)，故糖类不一定都有甜味；反之， 有甜味的物质不一定是糖类，如甘油即丙三醇有甜味， 但它属于醇类而非糖类。
(4)淀粉和纤维素都是天然有机高分子，分子中的 结构单元数目不同，即 n 值不同，故分子式不同，不 能互称为同分异构体。
实验操作Ⅰ
将碘水滴到馒头片或土豆片上
实验现象 馒头片或土豆片滴有碘水的部分_出__现__蓝__色_
实验操作Ⅱ
实验现象
试管中产生了_砖__红__色__沉__淀__
视频
1．葡萄糖的分子结构与性质 (1)葡萄糖的分子结构
(2)葡萄糖兼有醛基和羟基的性质
(3)葡萄糖的分解反应 酶
C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2↑ 葡萄糖
2．蔗糖、麦芽糖的水解反应
催化剂 C12H22O11＋H2O ――→ C6H12O6＋C6H12O6
蔗糖
葡萄糖 果糖Leabharlann 催化剂 C12H22O11＋H2O ――→ 2C6H12O6
麦芽糖
葡萄糖
3．淀粉、纤维素的性质
(1)淀粉的特征反应：淀粉遇碘水显蓝色，该特征反应可
用于淀粉和碘的相互检验。
3．已知葡萄糖的结构简式为 CH2OH(CHOH)4CHO，葡 萄糖分子结构中含有的官能团是什么？
糖类的性质 [实验 1] 探究葡萄糖醛基的性质
实验操作Ⅰ
实验现象
产生砖__红___色__沉__淀_
实验操作Ⅱ
实验现象
试管内壁_形__成__光__亮__的__银__镜___
[实验 2] 探究淀粉的化学性质
有机化学糖类ppt课件
糖类化合物的降解过程及关键酶
单糖降解
单糖在细胞内通过糖酵解途径降解为丙酮酸，进而生成ATP和还原力（NADH）。此过 程中的关键酶包括己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。
双糖和多糖降解
双糖和多糖在相应酶的催化下分解为单糖，如蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶等。随后，单 糖按照糖酵解途径进行降解。多糖的降解对于生物体获取能量和维持血糖水平具有重要
单糖、双糖与多糖分类
01
02
03
单糖
不能水解的最简单的糖， 如葡萄糖（醛糖）、果糖 （酮糖）。
双糖
由两个单糖分子脱水缩合 而成，如蔗糖、麦芽糖。
多糖
由多个单糖分子脱水缩合 而成的高分子化合物，如 淀粉、纤维素。
还原性糖与非还原性糖
还原性糖
分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性，如葡萄糖、果糖、麦芽糖等 。
有机化学糖类ppt课件
• 糖类概述与分类 • 单糖结构与性质 • 双糖结构与性质 • 多糖结构与性质 • 糖类化合物的合成与降解 • 糖类在生物体内的代谢与调控
01
糖类概述与分类
糖类的定义及重要性
糖类的定义
糖类是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物 。
糖类的重要性
糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。日常食用的蔗糖、粮食中的 淀粉、植物体中的纤维素、人体血液中的葡萄糖等均属糖类。糖类在生命活动过 程中起着重要的作用，是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。
生物识别
多糖在生物体内还具有重要的识别功能。例如，细胞膜表 面的糖蛋白和糖脂中的多糖部分可参与细胞间的识别和信 号传导过程。此外，多糖还可作为病原体相关分子模式（ PAMPs）被免疫系统识别，从而引发免疫反应。
有机化学基础-糖类
1 有下列物质:①碘水;②银氨溶液;③NaOH 溶液;④稀硫酸;⑤浓硫酸。 在进行淀粉的水解实验(包括检验水解产物及水解是否完全)时,除淀粉外, 还需使用上述试剂或其中一部分,判断使用的试剂及其先后次序为( A.④①③② C.⑤①③② B.①④②③ D.①⑤②③ )。
解析:淀粉的水解需要稀酸溶液作催化剂,要判断水解程度及水解产物时,应 先检验淀粉是否存在,因为所加碘水溶液也呈酸性。然后将上述溶液用 NaOH 溶液中和,使溶液呈碱性,最后加入银氨溶液,若有 Ag 析出则证明水 解产物为葡萄糖。所以所加试剂的顺序为④①③②。 答案:A
C12 H22 O11 +H2O
麦芽糖
2C6 H12 O6 。
葡萄糖
四、淀粉和纤维素
1.淀粉 (1)组成。 通式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子化合物。
(2)性质。 ①不溶于冷水,在热水中形成胶状淀粉糊。 ②水解反应: (3)用途。 淀粉是食物的重要成分,同时还是重要的食品工业原料,葡萄糖转化为 酒精的化学方程式为 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑。 。
第二节 糖类
你知道糖类在生命活动过程中起着什么作用?我们平常用的作业本中含有 什么? 1.认识糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源 开发上的应用。 2.通过单糖、二糖、多糖的探究实验,使学生进一步体验对化学物质探究 的过程,理解科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能 力。
2 下列物质中不属于糖类物质的是( A.CH2OH—CHOH—CHO B.CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO C.CH2OH—CHO D.CH2OH—(CHOH)3CO—CH2OH 答案:C
)。
3 可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液的试剂是( A.银氨溶液 C.石蕊试液 B.新制氢氧化铜悬浊液 D.碳酸钠溶液
差向异构体之间的相互转化比较D-葡萄糖和D-甘露糖的结构资料讲解
-、- ：表示单糖的环状结构中半缩醛羟基所 在的碳原子的构型
在哈沃斯式中,半缩醛羟基在环下方为-型; 半缩醛羟基在环上方为-型。
（+）（－）表示旋光方向
化学教研室
有机化学 (二)果糖 (C6H12O6 )
1.链状结构
D-果糖
D-葡萄糖
化学教研室
有机化学 2.六元环的环状结构—吡喃果糖
1 2
-吡喃果糖
如淀粉、糖原 3.命名:根据来源多用俗名。
如葡萄糖、蔗糖、乳糖
化学教研室
有机化学 第一节 单糖 一、单糖的分类 1.醛糖：含醛基的单糖 2.酮糖：含酮基的单糖
醛基
酮基
n≥1
n≥0
化学教研室
有机化学 二、单糖的结构
D-甘油醛
二羟基丙酮
D-核糖
D-脱氧核糖
化学教研室
有机化学 (一)葡萄糖
葡萄糖的分子式 C6H12O6 葡萄糖的结构式
醛糖和酮糖在稀碱溶液中能相互转化成几种糖的混合物。这 是因为单糖在弱碱如在Ba(OH)2溶液中很不稳定，可以发生 互变异构。 如果用稀碱催化D-葡萄糖时，通过烯醇式结构，其部分转化 成D-甘露糖和D-果糖，可以得到三种糖的混合物，成为三种 糖的平衡混合物。
这三种糖是怎样得来的？ 它们是通过烯醇式中间体相互完成的。 这也是一种互变异构反应。
1.开链醛式结构和构型
D—葡萄糖
化学教研室
有机化2学、变旋光现象和环状结构
乙醇 葡萄糖 吡啶
特点：
熔点 新配溶液的[]D20 146℃ +112° 150℃ +18.7°
一定时间后
+52.7°
二者任何一种溶于水后，溶液的比旋光度 逐渐发生改变，最后均变为+52.7°
在哈沃斯式中,半缩醛羟基在环下方为-型; 半缩醛羟基在环上方为-型。
（+）（－）表示旋光方向
化学教研室
有机化学 (二)果糖 (C6H12O6 )
1.链状结构
D-果糖
D-葡萄糖
化学教研室
有机化学 2.六元环的环状结构—吡喃果糖
1 2
-吡喃果糖
如淀粉、糖原 3.命名:根据来源多用俗名。
如葡萄糖、蔗糖、乳糖
化学教研室
有机化学 第一节 单糖 一、单糖的分类 1.醛糖：含醛基的单糖 2.酮糖：含酮基的单糖
醛基
酮基
n≥1
n≥0
化学教研室
有机化学 二、单糖的结构
D-甘油醛
二羟基丙酮
D-核糖
D-脱氧核糖
化学教研室
有机化学 (一)葡萄糖
葡萄糖的分子式 C6H12O6 葡萄糖的结构式
醛糖和酮糖在稀碱溶液中能相互转化成几种糖的混合物。这 是因为单糖在弱碱如在Ba(OH)2溶液中很不稳定，可以发生 互变异构。 如果用稀碱催化D-葡萄糖时，通过烯醇式结构，其部分转化 成D-甘露糖和D-果糖，可以得到三种糖的混合物，成为三种 糖的平衡混合物。
这三种糖是怎样得来的？ 它们是通过烯醇式中间体相互完成的。 这也是一种互变异构反应。
1.开链醛式结构和构型
D—葡萄糖
化学教研室
有机化2学、变旋光现象和环状结构
乙醇 葡萄糖 吡啶
特点：
熔点 新配溶液的[]D20 146℃ +112° 150℃ +18.7°
一定时间后
+52.7°
二者任何一种溶于水后，溶液的比旋光度 逐渐发生改变，最后均变为+52.7°
有机化学第十三章碳水化合物PPT课件
葡萄糖多（64：36）稳定性与它们的构象有关。 例如β-D-葡萄糖的两种椅型构象如下：
稳定，两者能量差：25kJ/mol
19
α-D-葡萄糖也有两种椅型构象：
在所有D型己醛糖中，只有葡萄糖能有五个取代 基全在e键上因而很稳定的够象。
20
三、 单糖的反应
官能团：羟基与羰基 1、 氧化反应 （1）被硝酸氧化 在硝酸的氧化下，醛糖的醛基和伯醇基都可以被氧化.例 如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡萄糖二酸。
葡萄糖在溶液中有α-和β-两种半缩醛结构。 因此与甲醇作用所生成的苷也有α-和β-两种。在糖 苷分子中没有苷羟基。这种环状结构没有变旋光现 象，也不具有羰基的特性。
糖苷的酸性水解：
由 α-D-葡萄糖苷水解得到的，不单是α-D-葡萄糖。而是
α-和 β-两种葡萄糖的混合物.
18
4、 吡喃糖的构象 在D-葡萄糖水溶液中，β-D-葡萄糖含量比α-D-
如：在自然界中只有右旋的葡萄糖存在, 左旋的葡萄糖是没有的。
碳水化合物的分类：
碳水化合物根据结构和性质，可以分为单糖、低 聚糖和多糖三类.
3
二、 单糖的结构
葡萄糖——存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的 根、茎、叶等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然 葡萄糖为右旋糖。 果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋 糖，是常见糖中最甜的糖。 核糖、2-脱氧核糖——是核酸的组成部分。
一、 碳水化合物的概念
碳水化合物又称为糖类，是一类重要的天然有机 化合物，含有碳、氢、氧三种元素.
例如，纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖、肝糖等等
从化学结构上来看，碳水化合物是多羟基醛或 多羟基酮，或者是通过水解能生成多羟基醛（或酮） 的化合物。
稳定，两者能量差：25kJ/mol
19
α-D-葡萄糖也有两种椅型构象：
在所有D型己醛糖中，只有葡萄糖能有五个取代 基全在e键上因而很稳定的够象。
20
三、 单糖的反应
官能团：羟基与羰基 1、 氧化反应 （1）被硝酸氧化 在硝酸的氧化下，醛糖的醛基和伯醇基都可以被氧化.例 如，D-葡萄糖在稀硝酸中加热，即生成D-葡萄糖二酸。
葡萄糖在溶液中有α-和β-两种半缩醛结构。 因此与甲醇作用所生成的苷也有α-和β-两种。在糖 苷分子中没有苷羟基。这种环状结构没有变旋光现 象，也不具有羰基的特性。
糖苷的酸性水解：
由 α-D-葡萄糖苷水解得到的，不单是α-D-葡萄糖。而是
α-和 β-两种葡萄糖的混合物.
18
4、 吡喃糖的构象 在D-葡萄糖水溶液中，β-D-葡萄糖含量比α-D-
如：在自然界中只有右旋的葡萄糖存在, 左旋的葡萄糖是没有的。
碳水化合物的分类：
碳水化合物根据结构和性质，可以分为单糖、低 聚糖和多糖三类.
3
二、 单糖的结构
葡萄糖——存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的 根、茎、叶等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然 葡萄糖为右旋糖。 果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋 糖，是常见糖中最甜的糖。 核糖、2-脱氧核糖——是核酸的组成部分。
一、 碳水化合物的概念
碳水化合物又称为糖类，是一类重要的天然有机 化合物，含有碳、氢、氧三种元素.
例如，纤维素、淀粉、葡萄糖、果糖、肝糖等等
从化学结构上来看，碳水化合物是多羟基醛或 多羟基酮，或者是通过水解能生成多羟基醛（或酮） 的化合物。
化学课件-糖类
同异构体
演示对比实验：
银氨溶液 20%蔗 糖溶液
热水浴
热水浴
无现象
蔗糖 + 稀硫酸
NaOH 中和酸
热水浴
→
银氨溶液
→
产生 银镜
热水浴
C12H22O11 + H2O
(蔗糖)
催化剂
C6H12O6 + C6H12O6
(葡萄糖) (果糖)
●蔗糖与麦芽糖的比较：
蔗 糖
C12H22O11 同分异构 麦 芽 糖 还原性糖 (有－CHO) 水解成二分子葡萄糖 二 糖
加入无机盐使某些有机物降低 溶解度，从而析出的过程，属于物 理变化。
这里的盐析是指加入食盐使肥 皂析出的过程。
2.油脂的氢化
硬化
1.油脂的氢化(硬化) 液态的油 氢化或硬化 固态的脂肪
C17H35COOCH2 C17H33COOCH2 催 化 剂 C17H33COOCH + 3H2 加热、加压 C17H35COOCH C17H35COOCH2 C17H33COOCH2
（ >10）
二、葡萄糖与果糖
互 为 1、葡萄糖： 分子式：C6H12O6 同 OH H OH H OH O 分 H—C—C—C—C—C—C—H异 构 H OH H OH H 体 分子式：C6H12O6
2、果糖：
OH H OH H O OH
H—C—C—C—C—C—C—H
H OH H OH H
3、葡萄糖的物理性质及存在
③不符合此通式的不一定不是糖类化合物
④有甜味的不一定是糖。 例如：甘油
⑤没有甜味的也可能是糖。 例如：淀粉、纤维素
脱氧核糖 C5H10O4
二、蔗糖与麦芽糖
1、从结构上看，什么是蔗糖?什么是麦芽糖？ 蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖脱水形成
《有机化学—— 糖类》PPT课件
Special lecture notes
从冷乙醇中得到的
葡萄糖晶体
水溶液
比旋光度+112°
葡萄糖 水溶液
比旋光度+52.7°
从热吡啶中得到的
葡萄糖晶体
水溶液
比旋光度+18.7°
旋光性化合物溶液的旋光度自行改变直至达到恒 定值的现象称为变旋光现象
（2）葡萄糖的环状结构
Special lecture notes
（四）成苷反应
Special lecture notes
环状结构单糖的苷羟基与另一分子化合物中的活
泼氢脱水，生成的化合物称为糖苷，这种反应称为成
苷反应
CH2OH
H
OH
H
OH H
OH
OH
H OH
CH2OH
＋2 CH3OH 干 燥 H Cl
H
O OH
H
OH H
OH
H
H OH
D-葡萄糖
CH2OH
H
OH
生成脎是α-羟基醛或α-羟基酮的特有反应。单糖和过量的 苯肼一起加热即生成糖脎
C H O
C H =N -N H -C 6H 5
C H 2O H
HCO H
C =N -N H -C 6H 5
C = O
H O HC CH O HH 2N － N H － C 6H 5H H OC CH O H
H 2N － N H － C 6H 5H H OC CH O H
6CH2OH H 5 OH
H 4 OH H 1
OH
3
OH
2
H OH
哈 沃 斯 式
D-(+)-吡 喃 葡 萄 糖
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低聚糖:称寡糖，是水解后能生成2～10个单糖分子的 糖。如蔗糖、麦芽糖、乳糖 多糖:称高聚糖，是水解后能生成10个以上单糖分子的 糖，如糖原、淀粉、纤维素
第一节 单糖
单糖是多羟基醛或多羟基酮 据此单糖分为两类：醛糖和酮糖
常将两种分类结合：如葡萄糖属于己醛糖、果糖属于己酮糖
单糖是构成低聚糖和多糖的基本单位，了解单糖的结构是 研究糖类化学的基础 从结构和性质来看，葡萄糖和果糖可作为单糖的代表
存在于水果、蜂蜜中。是人体能量的主要来源；人和动 物的血液中也含有葡萄糖（血糖），正常人空腹时的血糖浓 度为3.9～6.1mmol∙L-1，保持血糖浓度的恒定具有重要的 生理意义。有强心、利尿、解毒作用
（三） D-果糖（左旋糖）
存在于水果、蜂蜜、蔗糖中 最甜的糖，甜度为蔗糖170 ％
（四）半乳糖
D-半乳糖是D-葡萄糖的C4差向异构体，二者结合形成乳 糖，存在于哺乳动物的乳汁中。半乳糖具有右旋光性，其甜度 仅为蔗糖的30％
2.与溴水的反应 Br2/H2O 是酸性弱氧化剂，能氧化醛糖，但不能氧化酮 糖，可用于鉴别酮糖与醛糖
溴水可选择性地将醛基氧化成羧基
H HO H H CHO OH H 溴水 OH OH CH2OH H HO H H COOH OH H OH OH CH2OH
由于在酸性条件下糖不 发生差向异构化, 因此溴水 只氧化醛糖而不氧化酮糖
CHO H HO H H C C C C OH H H2N－NH－C6H5 OH OH CH= N-NH-C6H5 C= N-NH-C6H5 HO HO C H H2N－NH－C6H5 H H C OH H H C OH CH2OH 糖脎 CH2OH C=O C H C OH C OH CH2OH D-果糖
一、单糖的结构
（一）葡萄糖的结构
1.葡萄糖的链状结构和构型 分子式：C6H12O6 结构式:
CH2－CH－CH－CH－CH－COOH OH OH OH OH OH
己醛糖
己醛糖共有24=16个旋光异构体。葡萄糖是其中的一个
葡萄糖的费歇尔投影式：
CHO H OH HO H H (Ⅰ) H OH OH CH2OH HO OH OH CH2OH (Ⅱ) (Ⅲ) CHO OH
C
3 4 5 6
O OH H
2 1
H OH
3
Байду номын сангаас
OH
H
CH2OH 费歇尔投影式
H 哈沃斯式
OH
CH2OH 费歇尔投影式
H
OH
哈沃斯式
D-(+)-吡喃葡萄糖
-D-(+)-吡喃葡萄糖
直立费歇尔式
（二）果糖的结构
分子式：C6H12O6 属于己酮糖
己酮糖有8个旋光异构体 果糖也有链状结构和环状结构，水溶液中彼此互变
D-葡萄糖
D-葡萄糖酸
3.与稀硝酸反应
H HO H H CHO OH H OH 稀硝酸 100℃ OH CH2OH COOH H OH HO H H OH H OH COOH D-葡萄糖二酸
稀硝酸是强氧化剂， 醛糖、酮糖均能氧化
D-葡萄糖
（三）生成糖脎
生成脎是α-羟基醛或α-羟基酮的特有反应。单糖和过量的 苯肼一起加热即生成糖脎
+
3 H2O
戊醛糖
HO CH H C HOCH2HO
CH OH C H HO CHO 盐酸
CH C HOCH2 5 O
CH
+ C CHO 3 H2O
已醛糖
羟甲基呋喃甲醛
具有呋喃环的醛、酮均可与酚类缩合生成有色化合物， 这类显色反应可用于鉴定糖类 1.莫立许（Molisch）反应 糖（水溶液）
莫立许试剂 浓硫酸
H OH CH2OH O H OH H H OH H OPO3H2 CH2OPO3H2 O H H H OH H OH OH H OH α -D-吡喃葡萄糖-6-磷酸酯 (6-磷酸葡萄糖) CH2OPO3H2 O H H H OH H OH OPO3H2 H OH α-D-吡喃葡萄糖-1,6-二磷酸酯 (1,6-二磷酸葡萄糖)
糖类是构成生物体的基本成分之一，是生物
体维持生命活动所需能量的主要来源，是生物体
合成其他有机化合物的基本原料
第一节 单糖 第二节 二糖 第三节 多糖
糖的来源 糖是一类天然有机化合物。是自然界存在最多、分布最 广的一类重要有机化合物，主要来自绿色植物的光合作用
6CO2 + 6H2O
日光 叶绿素
C6H12O6 + 6O2
思考题：为什么在碱性溶液中，酮糖可显示某些醛糖的性质？
（二）氧化反应
1.与弱氧化剂反应 （被托伦试剂、班氏试剂或斐林试剂氧化）
单糖 + Ag+(配离子) OH 糖酸（混合物）+ Ag↓ OH 2+ 单糖 + Cu (配离子) 糖酸（混合物）+ Cu2O↓
-
酮糖反应的原因:互变为醛糖 凡能还原上述弱氧化剂的糖称为还原糖。单糖都是还原糖
HOH2C H H O H CHO H OH H H H OH OH OH HOH2C H H O H OH
OH OH -D-呋喃核糖
H OH OH
CH2OH D-核糖(链状结构)
β -D-呋喃核糖
β -呋喃核糖(或脱氧核糖)
碱基 (1＇)
核苷
磷酸 (5＇) 核苷酸 (构成核酸的基本单位)
（二）D-葡萄糖（右旋糖）
CH2OH H O H H OH H OH OH H OH 干 燥 HCl CH2OH ＋ 2 CH3OH O OH H H OH H H OH H OH D-葡萄糖 CH2OH O H H H OH H OCH3 OH OH H α -D-吡喃葡萄糖甲苷 H OH CH2OH O H OH H OCH3 H
国家卫生和计划生育委员会“十二五”规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材
全国中医药高职高专院校教材
供中药等专业用
有机化学
第十三章 糖类化合物
第十三章 糖类化合物
学习要点 1.糖的定义和分类 2.单糖的结构和理化性质 3.二糖、多糖的结构单位、结构特点和理化性质 4.常见的糖在医药学上的应用
二糖是一种特殊的糖苷，连接两个单糖的苷键可
以是一分子单糖的苷羟基与另一分子单糖的醇羟基脱 水，也可以是两分子单糖都用苷羟基脱水而成
二糖分子中是否还保留苷羟基，在性质上差别很大
常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖，分子式均为： C12H22O11。均有甜味，广泛存在于自然界
一、麦芽糖
一个D-葡萄糖的C1上的苷羟基与另一个D-葡萄糖的C4上 的醇羟基脱水而形成的a-葡萄糖苷, 二者以a-1,4-苷键结合。 存在于麦芽中
单糖构型的表示 以编号最大的手性碳原子的构型代表单糖的构型：编号 最大的手性碳构型与 D—甘油醛相同者为 D—型糖；与L—甘 油醛相同者为L—型糖
2.变旋光现象和葡萄糖的环状结构 （1）变旋光现象 葡萄糖有两种比旋光度不同的晶体：
从冷乙醇中得到的
葡萄糖晶体 水溶液
比旋光度+112°
葡萄糖 水溶液
比旋光度+52.7°
2
O H
4
OH OH
3 2
H
4
OH
H
CH2OH
1
OH H a -D-(-)-呋喃果糖
OH H β -D-(-)-呋喃果糖
二、单糖的物理性质
溶解性：单糖都是结晶性物质，具有吸湿性，易溶于水难 溶于有机溶剂 甜度：单糖都有甜味，但甜度各不相同 旋光性和变旋光现象：凡能发生开链结构和环状结构互变 单糖都有变旋光现象
（五）氨基糖
CH2OH H H OH OH H NH2 O H OH CH2OH O H OH H H NH2
～OH
H
～OH
D 氨基葡萄糖（α 或β 型）
D 氨基半乳糖（α 或β 型）
存在于甲壳类动物的外壳、人体结蹄组织、血型物质
课堂互动
葡萄糖在维持生命活动中有哪些重要作用?
第二节 二 糖
二糖是由两分子单糖脱水而成的化合物
（约36％）
（微量）
（约64％）
成环时新产生的一个半缩醛羟基也称为苷羟基 费歇尔投影式中，苷羟基在碳链右边的称α-异构体（α型），在碳链左边的称β-异构体（β-型） 在水溶液中两种环状结构和开链结构可相互转变并达到 平衡，这可解释葡萄糖溶液的变旋现象
α-D-(+)吡喃葡萄糖
开链式
β-D-(+)吡喃葡萄糖
定义 糖类是多羟基醛或多羟基酮以及它们的脱水缩合产物和衍
生物
如:葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮，蔗糖是由葡萄 糖和果糖脱水而成的缩合物
元素组成
绝大多数糖类分子由C、H、O三种元素组成，大多数化 合物具有通式Cn（H2O）
糖的分类（根据水解情况分）
单糖:不能水解的多羟基醛或多羟基酮，如葡萄糖、果 糖、核糖
[α ]
20 D
+112º
微量 52.7º 约64％
+18.7º
平衡组成 约36％
（2）葡萄糖环状结构和哈沃斯式
哈沃斯式
H H HO H H
2 1
OH OH H O OH CH2OH H O H 5 H 4 1 OH H OH OH 3
2 6
HO C H HO H H
H OH H O OH H
4 6 CH OH 2 5
三、单糖的化学性质
α-D-环式半缩醛结构 开链醛（酮）式
（微量）
β-D-环式半缩醛结构
（一）差向异构化
在多个手性碳原子中只有一个手性碳原子的构型不同的 旋光异构体 OH H
C C OH 烯醇式中间体 HO H H OH H OH CH2OH H C H HO H H O H HO HO H H C O CH2OH C=O H HO OH H OH H CH2OH D-果糖
第一节 单糖
单糖是多羟基醛或多羟基酮 据此单糖分为两类：醛糖和酮糖
常将两种分类结合：如葡萄糖属于己醛糖、果糖属于己酮糖
单糖是构成低聚糖和多糖的基本单位，了解单糖的结构是 研究糖类化学的基础 从结构和性质来看，葡萄糖和果糖可作为单糖的代表
存在于水果、蜂蜜中。是人体能量的主要来源；人和动 物的血液中也含有葡萄糖（血糖），正常人空腹时的血糖浓 度为3.9～6.1mmol∙L-1，保持血糖浓度的恒定具有重要的 生理意义。有强心、利尿、解毒作用
（三） D-果糖（左旋糖）
存在于水果、蜂蜜、蔗糖中 最甜的糖，甜度为蔗糖170 ％
（四）半乳糖
D-半乳糖是D-葡萄糖的C4差向异构体，二者结合形成乳 糖，存在于哺乳动物的乳汁中。半乳糖具有右旋光性，其甜度 仅为蔗糖的30％
2.与溴水的反应 Br2/H2O 是酸性弱氧化剂，能氧化醛糖，但不能氧化酮 糖，可用于鉴别酮糖与醛糖
溴水可选择性地将醛基氧化成羧基
H HO H H CHO OH H 溴水 OH OH CH2OH H HO H H COOH OH H OH OH CH2OH
由于在酸性条件下糖不 发生差向异构化, 因此溴水 只氧化醛糖而不氧化酮糖
CHO H HO H H C C C C OH H H2N－NH－C6H5 OH OH CH= N-NH-C6H5 C= N-NH-C6H5 HO HO C H H2N－NH－C6H5 H H C OH H H C OH CH2OH 糖脎 CH2OH C=O C H C OH C OH CH2OH D-果糖
一、单糖的结构
（一）葡萄糖的结构
1.葡萄糖的链状结构和构型 分子式：C6H12O6 结构式:
CH2－CH－CH－CH－CH－COOH OH OH OH OH OH
己醛糖
己醛糖共有24=16个旋光异构体。葡萄糖是其中的一个
葡萄糖的费歇尔投影式：
CHO H OH HO H H (Ⅰ) H OH OH CH2OH HO OH OH CH2OH (Ⅱ) (Ⅲ) CHO OH
C
3 4 5 6
O OH H
2 1
H OH
3
Байду номын сангаас
OH
H
CH2OH 费歇尔投影式
H 哈沃斯式
OH
CH2OH 费歇尔投影式
H
OH
哈沃斯式
D-(+)-吡喃葡萄糖
-D-(+)-吡喃葡萄糖
直立费歇尔式
（二）果糖的结构
分子式：C6H12O6 属于己酮糖
己酮糖有8个旋光异构体 果糖也有链状结构和环状结构，水溶液中彼此互变
D-葡萄糖
D-葡萄糖酸
3.与稀硝酸反应
H HO H H CHO OH H OH 稀硝酸 100℃ OH CH2OH COOH H OH HO H H OH H OH COOH D-葡萄糖二酸
稀硝酸是强氧化剂， 醛糖、酮糖均能氧化
D-葡萄糖
（三）生成糖脎
生成脎是α-羟基醛或α-羟基酮的特有反应。单糖和过量的 苯肼一起加热即生成糖脎
+
3 H2O
戊醛糖
HO CH H C HOCH2HO
CH OH C H HO CHO 盐酸
CH C HOCH2 5 O
CH
+ C CHO 3 H2O
已醛糖
羟甲基呋喃甲醛
具有呋喃环的醛、酮均可与酚类缩合生成有色化合物， 这类显色反应可用于鉴定糖类 1.莫立许（Molisch）反应 糖（水溶液）
莫立许试剂 浓硫酸
H OH CH2OH O H OH H H OH H OPO3H2 CH2OPO3H2 O H H H OH H OH OH H OH α -D-吡喃葡萄糖-6-磷酸酯 (6-磷酸葡萄糖) CH2OPO3H2 O H H H OH H OH OPO3H2 H OH α-D-吡喃葡萄糖-1,6-二磷酸酯 (1,6-二磷酸葡萄糖)
糖类是构成生物体的基本成分之一，是生物
体维持生命活动所需能量的主要来源，是生物体
合成其他有机化合物的基本原料
第一节 单糖 第二节 二糖 第三节 多糖
糖的来源 糖是一类天然有机化合物。是自然界存在最多、分布最 广的一类重要有机化合物，主要来自绿色植物的光合作用
6CO2 + 6H2O
日光 叶绿素
C6H12O6 + 6O2
思考题：为什么在碱性溶液中，酮糖可显示某些醛糖的性质？
（二）氧化反应
1.与弱氧化剂反应 （被托伦试剂、班氏试剂或斐林试剂氧化）
单糖 + Ag+(配离子) OH 糖酸（混合物）+ Ag↓ OH 2+ 单糖 + Cu (配离子) 糖酸（混合物）+ Cu2O↓
-
酮糖反应的原因:互变为醛糖 凡能还原上述弱氧化剂的糖称为还原糖。单糖都是还原糖
HOH2C H H O H CHO H OH H H H OH OH OH HOH2C H H O H OH
OH OH -D-呋喃核糖
H OH OH
CH2OH D-核糖(链状结构)
β -D-呋喃核糖
β -呋喃核糖(或脱氧核糖)
碱基 (1＇)
核苷
磷酸 (5＇) 核苷酸 (构成核酸的基本单位)
（二）D-葡萄糖（右旋糖）
CH2OH H O H H OH H OH OH H OH 干 燥 HCl CH2OH ＋ 2 CH3OH O OH H H OH H H OH H OH D-葡萄糖 CH2OH O H H H OH H OCH3 OH OH H α -D-吡喃葡萄糖甲苷 H OH CH2OH O H OH H OCH3 H
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有机化学
第十三章 糖类化合物
第十三章 糖类化合物
学习要点 1.糖的定义和分类 2.单糖的结构和理化性质 3.二糖、多糖的结构单位、结构特点和理化性质 4.常见的糖在医药学上的应用
二糖是一种特殊的糖苷，连接两个单糖的苷键可
以是一分子单糖的苷羟基与另一分子单糖的醇羟基脱 水，也可以是两分子单糖都用苷羟基脱水而成
二糖分子中是否还保留苷羟基，在性质上差别很大
常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖，分子式均为： C12H22O11。均有甜味，广泛存在于自然界
一、麦芽糖
一个D-葡萄糖的C1上的苷羟基与另一个D-葡萄糖的C4上 的醇羟基脱水而形成的a-葡萄糖苷, 二者以a-1,4-苷键结合。 存在于麦芽中
单糖构型的表示 以编号最大的手性碳原子的构型代表单糖的构型：编号 最大的手性碳构型与 D—甘油醛相同者为 D—型糖；与L—甘 油醛相同者为L—型糖
2.变旋光现象和葡萄糖的环状结构 （1）变旋光现象 葡萄糖有两种比旋光度不同的晶体：
从冷乙醇中得到的
葡萄糖晶体 水溶液
比旋光度+112°
葡萄糖 水溶液
比旋光度+52.7°
2
O H
4
OH OH
3 2
H
4
OH
H
CH2OH
1
OH H a -D-(-)-呋喃果糖
OH H β -D-(-)-呋喃果糖
二、单糖的物理性质
溶解性：单糖都是结晶性物质，具有吸湿性，易溶于水难 溶于有机溶剂 甜度：单糖都有甜味，但甜度各不相同 旋光性和变旋光现象：凡能发生开链结构和环状结构互变 单糖都有变旋光现象
（五）氨基糖
CH2OH H H OH OH H NH2 O H OH CH2OH O H OH H H NH2
～OH
H
～OH
D 氨基葡萄糖（α 或β 型）
D 氨基半乳糖（α 或β 型）
存在于甲壳类动物的外壳、人体结蹄组织、血型物质
课堂互动
葡萄糖在维持生命活动中有哪些重要作用?
第二节 二 糖
二糖是由两分子单糖脱水而成的化合物
（约36％）
（微量）
（约64％）
成环时新产生的一个半缩醛羟基也称为苷羟基 费歇尔投影式中，苷羟基在碳链右边的称α-异构体（α型），在碳链左边的称β-异构体（β-型） 在水溶液中两种环状结构和开链结构可相互转变并达到 平衡，这可解释葡萄糖溶液的变旋现象
α-D-(+)吡喃葡萄糖
开链式
β-D-(+)吡喃葡萄糖
定义 糖类是多羟基醛或多羟基酮以及它们的脱水缩合产物和衍
生物
如:葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮，蔗糖是由葡萄 糖和果糖脱水而成的缩合物
元素组成
绝大多数糖类分子由C、H、O三种元素组成，大多数化 合物具有通式Cn（H2O）
糖的分类（根据水解情况分）
单糖:不能水解的多羟基醛或多羟基酮，如葡萄糖、果 糖、核糖
[α ]
20 D
+112º
微量 52.7º 约64％
+18.7º
平衡组成 约36％
（2）葡萄糖环状结构和哈沃斯式
哈沃斯式
H H HO H H
2 1
OH OH H O OH CH2OH H O H 5 H 4 1 OH H OH OH 3
2 6
HO C H HO H H
H OH H O OH H
4 6 CH OH 2 5
三、单糖的化学性质
α-D-环式半缩醛结构 开链醛（酮）式
（微量）
β-D-环式半缩醛结构
（一）差向异构化
在多个手性碳原子中只有一个手性碳原子的构型不同的 旋光异构体 OH H
C C OH 烯醇式中间体 HO H H OH H OH CH2OH H C H HO H H O H HO HO H H C O CH2OH C=O H HO OH H OH H CH2OH D-果糖