第一章糖结构和功能
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生物化学第一章糖化学知识点归纳
CHO
H C OH
CH2OH
CHO
Ｄ-甘油醛
CHO
Ｄ-赤藓糖 H C OH
H C OH
HO C H Ｄ-苏阿糖
H C OH
CHO
CH2OH
CHO
CHO
CH2OH
CHO
H C OH
HO C H
H C OH
HO C H
Ｄ-核糖 H C OH D-阿拉 H C OH Ｄ-木糖 HO C H
H C OH 伯糖
（一）糖蛋白
糖蛋白是一类糖链与蛋白质一定部位以共价键结合的复合物，以蛋白质为 主体，糖基含量变化较大，在0.3%-70%。分子总体性质更接近蛋白。
1.糖链与蛋白的连接方式 ①O-糖苷键型：糖基的异头碳通过糖苷键与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟
脯氨酸的羟基相连。 ②N-糖苷键型：糖基的异头碳通过N-糖苷键与Asn的酰胺基相连。 ③酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。 ④S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键。
三糖(trisacck，ride)，水解时产生3分子单糖，如棉子糖。
四、糖的分类
（3）多糖(polysaccharide)：是由多个单糖分子缩合而成的。 同多糖（均质多糖）： 相同的单糖基组成，如淀粉、糖原、葡聚糖 ； 杂多糖（不均质多糖）： 不同的单糖基组成，如果胶、粘多糖、透明质酸 。
多糖中有些是糖类和蛋白质、脂类等非糖物质共价结合成的复合物 总称为结合糖或复合糖，如：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。
HCOH CH2O
HHCOH HCOH
CH2O H
葡萄糖酸
COOH HCOH HOCH HCOH HC萄糖胺
CH2OH
5
OH
OH
生物化学糖类
由糖胺聚糖与 多肽链共价相 连构成的分子
总体性质与多 糖更为接近。
糖胺聚糖链长 而不分支，呈 现重复双糖系 列结构
1、 蛋白聚糖中的糖肽键
① O-糖肽键：D-木糖与Ser羟基之间形成的；
② O-糖肽键：N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成 的。
③ N-糖肽键：N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的
4、 纤维二糖(cellobiose)
结构：两分子-葡萄糖 -(1，4)糖苷键
纤维二糖[葡萄糖-(1，4)-葡萄糖苷] 性质：① 具有变旋现象 ② 具有还原性 ③
能成脎
5、 海藻糖
两分子α-D-Glc，在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水，由 α-1.1糖苷键构成。
第四节
多糖
一、 均一性多糖 1、 淀粉
三、 糖的命名与分类
（1）单糖：不能被水解称更小分子的糖。
（2）寡糖：2-6个单糖分子脱水缩合而成 （3）多糖： 均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质 不均一性多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等) （4）结合糖(复合糖，糖缀合物)：
糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等 （5）糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷
① 直链淀粉：长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色
图7.30 直链淀粉
② 支链淀粉：不能形成螺旋管，遇碘显紫色。
2、 糖元
每隔4个葡萄糖残基便有一个分支 含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。 遇碘显红褐色。
3、 纤维素
-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷键相连而成直链。
图7.33
5、 几丁质(壳多糖)：
2、 糖白聚糖的生物学功能
主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液 中，
总体性质与多 糖更为接近。
糖胺聚糖链长 而不分支，呈 现重复双糖系 列结构
1、 蛋白聚糖中的糖肽键
① O-糖肽键：D-木糖与Ser羟基之间形成的；
② O-糖肽键：N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成 的。
③ N-糖肽键：N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的
4、 纤维二糖(cellobiose)
结构：两分子-葡萄糖 -(1，4)糖苷键
纤维二糖[葡萄糖-(1，4)-葡萄糖苷] 性质：① 具有变旋现象 ② 具有还原性 ③
能成脎
5、 海藻糖
两分子α-D-Glc，在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水，由 α-1.1糖苷键构成。
第四节
多糖
一、 均一性多糖 1、 淀粉
三、 糖的命名与分类
（1）单糖：不能被水解称更小分子的糖。
（2）寡糖：2-6个单糖分子脱水缩合而成 （3）多糖： 均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质 不均一性多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等) （4）结合糖(复合糖，糖缀合物)：
糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等 （5）糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷
① 直链淀粉：长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色
图7.30 直链淀粉
② 支链淀粉：不能形成螺旋管，遇碘显紫色。
2、 糖元
每隔4个葡萄糖残基便有一个分支 含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。 遇碘显红褐色。
3、 纤维素
-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷键相连而成直链。
图7.33
5、 几丁质(壳多糖)：
2、 糖白聚糖的生物学功能
主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液 中，
第1章 糖类
第1章糖类一、糖的概念（一）分布（二）糖的生物学作用（三）糖的化学概念糖类是多羟醛或多羟酮及其缩聚物及某些衍生物的总称。
单糖是不能水解的最简单糖类，是多羟醇的醛或酮的衍生物，如葡萄糖、果糖等。
下列的第一式为多羟醇，第二式为第一式的醛衍生物，称醛糖，第三式为第一式的酮衍生物，称酮糖。
二糖，亦称双糖，是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成，如蔗糖、麦芽糖等。
多糖是由多个单糖分子或其衍生物所组成。
如淀粉、糖原、糖胺聚糖等。
绝大多数糖类的实验分子式可用C n（H2O）n式子来表示。
因而有旧称碳水化合物。
但符合C n（H2O）n式的化合物不一定都是糖，如乙酸（CH3COOH→C2H4O2）；相反，有的糖的分子式并不符合C n（H2O）n式，如鼠李糖（C6H12O5）。
所以称碳水化合物并不恰当，但因沿用已久，至今人们还习惯用碳水化合物这个名称。
还有一些多糖是同非糖物质，如肽、脂质或硫酸相连接的；也有一些多糖的组成单位不是单纯的单糖，而是单糖的衍生物如乙酰糖胺、硫酸糖胺或糖醛酸。
(四)糖的分类糖类可分为单糖、寡糖和多糖三大类；1、单糖根据所含碳原子数目又分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖等。
每种单糖都有醛糖（含醛基）和酮糖（含酮基）。
2、寡糖由2—10分子的单糖结合而成，水解后产生单糖。
二糖：由2分子单糖结合而成，如蔗糖、麦芽糖和乳糖等。
三糖：由3分子单糖所组成，如棉子糖。
3、多糖由多分子单糖或其衍生物所组成，水解后产生原来的单糖或其衍生物。
分同多糖和杂多糖。
前者为相同单糖或单糖衍生物所组成，又分戊聚糖（C5H8O4）n，如阿拉伯胶，己聚糖（C6H10O5）n，如淀粉、纤维素、糖原等；后者为一种以上的单糖或其衍生物所组成，如半纤维素、糖胺聚糖等。
糖类还可和非糖物质结合组成复合糖（结合糖），如糖脂和糖蛋白等。
二、单糖（一）单糖的结构1、链状结构单糖是多羟醛或多羟酮，又因葡萄糖被钠汞齐（钠和汞的合金）和HI还原后生成正己烷，被浓HNO3氧化产生糖二酸（二羧酸），而多羟醛、多羟酮、正己烷和糖二酸等都是开链化合物，所以单糖的结构也必然是链状的，可用下列通式表示醛糖和酮糖：以D一葡萄糖和D一果糖作代表，它们的结构可表示如下式：上述结构式可分别简化为：开链醛糖和开链酮糖都含有羟基和不对称碳原子，所不同者是D一果糖比D一葡萄糖分子少一个不对称碳原子，D一果糖第2碳位为酮基（亦称羰基），而D一葡萄糖分子的第1碳位为醛基。
生物化学：第一章 糖类的结构与性质
-D-葡萄糖-6-磷酸
-D-果糖-6-磷酸
-D-果糖-1，6-二磷酸
重要的二糖
D-麦芽糖（ -型） -葡糖(1-4)葡糖
蔗糖 -葡糖(1-2) -果糖
纤维二糖（ -型） -葡糖(1-4)葡糖
乳糖（ -型 ） -半乳糖(1-4)葡糖
环糊精结构
-环糊精分子结构
环糊精分子的空间填充模型
淀粉和糖原结构
蛋白聚糖
糖蛋白
细胞膜
糖脂
五、糖类的生物学作用
糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物，主要的生物学 作用如下：
•作为生物体的结构成分 •作为生物体内的主要能源物质 •作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等
合成的前体 •作为细胞识别的信息分子
基本概念
异构 旋光异构 不对称碳原子 对映体 构型 构
象 异头物 糖苷
异构
结构异构（结构式）
旋光异构（不对称碳原子） 立体异构
几何异构（顺反异构，双键或环）
注意：糖的构型（D、L）与旋光方向（+、-）并无直接联系。 D、L构型（最远手性碳与甘油醛比较）
糖的构型
RS构型（手性碳取代基优先性旋转）
透视式
糖的立体结构表示
Fischer投影式（线形） Haworth式（环式）
任一旋光化合物都只有一个对映体，它的其他旋光异构体在 理、化性质都与之不同，不是对映体的旋光异构体称非对映体。
仅一个手性碳构型不同的非对映体称差向异构体（有几种情 况）。
异头物 ——单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳成为新 的手性碳（异头碳），导致C1差向异构化，产生两个非对映体， 称之。
α、β异头物判断：有2种方式。见P3。
还原糖判定
异构：化合物具有相同的分子式，但原子连接次序或原子空 间排布不同。
吴梧桐生物化学第6版配套课件第1章 糖的化学
第一章糖的化学
第一节概述
一、糖的概念、分布及主要生物学作用
（一）糖的概念、分布
概念：糖类是自然界存在的一大类具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。
它由碳、氢及氧
3种元素组成，其分子式是（CH2O）n。
一般
把糖类看作是多羟基醛或多羟基酮及其聚合物
和衍生物的总称。
分布：分布极广、含量较多
•几乎所有动物、植物、微生物体
•生物细胞内、血液中：葡萄糖或由葡萄糖等单糖物质组成的多糖（如肝糖原、肌糖原）
（二）糖的主要生物学作用1、糖是人和动物的主要能源物质
通过氧化而放出大量
能量贮存：淀粉、糖原
2、糖类还具有结构功能
•纤维素
•粘多糖
3、糖具有复杂的多方面的生物活性与功能•戊糖－核苷酸
•1，6-二磷酸果糖－治疗急性心肌缺血性休克•多糖类－免疫系统
二、糖的分类
•根据糖类物质含糖单位的数目
1.单糖（monosaccharide）
凡不能被水解成更小分子的糖称为单糖。
单糖是糖类中最简单的一种，是组成糖类物质的基本
结构单位。
（1）丙糖：
•甘油醛和二羟丙酮，糖代谢的中间产物。
生物化学糖类(第一章)
2、化学性质：
• （1）异构化：弱碱或稀强碱可引起单糖的分子重排，通过烯 醇化中间体转变。体内通过异构酶催化。
• （2）单糖的氧化（单糖的还原性） • 在碱性溶液中，醛基、酮基变成烯二醇，具还原性，能 还原金属离子，如Cu2+、Ag+、Hg2+、Bi3+等，糖本身被氧 化成醛糖酸及其他产物。 • Fehling试剂：酒石酸钾钠（柠檬酸钠），氢氧化钠（氢 氧化钾），硫酸铜 Benedict试剂：柠檬酸、碳酸钠、硫酸铜
二、单糖的性质
• 1、物理性质 • 旋光性：几乎所有的单糖（二羟丙酮例外）及其衍生物都有旋 光性。使偏振光振动面右旋的称为右旋物质用（+）表示，左 旋的称为左旋物质用（-）表示。 • 比旋光值：是指单位浓度的物质在1 dm长的旋光管内，20℃ 钠光下的旋光值（或称比旋光度）用[α]20D 表示： • α× 100 • [α]20D = —————— • L × C • α：测定的旋光值；L：旋光管的长度，以分米（dm）表示；C： 旋光物质水溶液的浓度，以g/100mL表示；20为20℃；D：表示 钠光。λ：5890-5896A°。
在左边的为L-型。自然界中D-型单糖占优势。
• 构型是人为规定的，与异构体的旋光性无对应关 系，包括旋光方向、旋光度。 • 书写时常用Fischer投影式表示。
由D-甘油醛衍生的 C4-C6单糖：
由D-酮糖衍 生的单糖：
• 单糖分子中存在n个不对称（手性）碳原子，则形 成2n个异构体。例如： 碳原子数 不对称碳原子数n（异构体数2n） 醛糖 酮糖 三碳糖 甘油醛1（2） 二羟丙酮0（0） 四碳糖 赤藓糖2（4） 赤藓酮糖1（2） 五碳糖 核糖3（8） 核酮糖2（4） 六碳糖 葡萄糖4（16） 果糖3（8） • 对映体（对称异构体）（antipode）：两种不能重叠 而互为镜像的异构体.对映体之间只有旋光方向的不 同，其他理化性质没有差异。 • 单糖分子的D-型和L-型互为对映体，含n个C*的化合 物，组成2n/2对对映体。
第1章-糖类化学
单糖的环状结构：
半缩醛羟基
H C H C HO C H C H C O OH H OH OH
CH2OH
α-D-Glc
β-D-Glc
互为异头体（anomer）
H H C C HO C H H C C OH O H OH OH
CH2OH C HO C H H C C H OH OH O OH
CH2OH HO C H OH OH O
难
琼胶（agar）
半乳糖聚糖 吸水膨胀、溶于热水、冷却后变成凝胶
果胶（pectin）
果酸甲酯 D-半乳糖醛酸聚糖
糖胺聚糖（glycosaminoglycan）
结构： -[-糖醛酸—己糖胺-]n 分类：
中性粘多糖—透明质酸； 酸性粘多糖—硫酸软骨素；硫酸皮肤素； 硫酸角质素；肝素；
强氧化剂（浓HNO3）
+
+
+
+
二、单糖的还原：
生成相应的糖醇，自然界中存在的有葡萄醇/山梨 醇、甘露醇（海带）等。
糖醇含多羟基，多有甜味，如木糖醇是一种甜味 剂。
CHO
[H]
CH2OH
C H2OH
D-Glc
CH2OH
D－葡萄醇（山梨醇）
CHO
[H]
CH2OH
CH2OH
D－甘露糖（mannose）
硫酸酯键
β-1，3
C4
β-1，3
C6
硫酸皮肤素（硫酸软骨素B）
L-艾杜糖醛酸
β-1,3苷键
N-乙酰半乳糖胺
(4-硫酸酯键)
肝素（heparin）
细菌多糖
肽聚糖—二糖四肽
生物化学第一章糖类
HO O
CH3 OH
CH2OH
H
O
OH
O
O
H
NHAc
-1, 4
-1, 2
蛋白质
H OH
CH2OH
OH ~OH HO
NHCOCH3 N-乙酰氨基-D-葡萄糖
CH2OH
HO
O
OH ~OH
OH D-半乳糖
O CH3 OH~OH HO OH
L-岩藻糖
Ⅱ 寡糖(oligosaccharide)
一.双糖（还原糖与非还原糖）
HO
OH
HO
O
OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
OH
OH
HO
O
OH
CH2OH
HO HO HOCH2
OH O
OH
-D-(+)-吡喃葡萄糖 +18.7o ( 63%)
HO
HO
OH O
OH
HO
OH O
OH
OH
HO
O
OH
OH CH2OH
OH CH2OH
HOCH2
-D-(+)-呋喃葡萄糖 -D-呋喃.. -D-吡喃葡..
2. 单糖的反应
1. 成苷反应
CH2OH O
OH HO
~OH + CH3OH
干HCl
CH2OH O
CH2OH O OCH3
OH HO
+ OH
OCH3 HO
HO
HO
HO
甲基--D-葡萄糖苷 甲基--D-葡萄糖苷
糖苷：单糖的半缩醛(酮)的羟基与另一分子中的 羟基、氨基或巯基等失水而形成的化合物。
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第一章 糖类的结构与功能
糖类的概念和分类 单糖的构型、结构、构象 自然界存在的重要单糖及其衍生物 寡糖 多糖 多糖代表物 糖复合物
第一章糖结构和功能
一、糖类(carbohydrate)的结构与功能
最初，糖类化合物用Cn(H2O)m表示，统称碳水化合物。
鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4) 甲醛（CH2O)、乳酸（C3H6O3)、乙酸（C2H4O2)
HO C H
H C OH HC CH2 O H
β －D－葡萄糖
（4）吡喃糖和呋喃糖 CHO
多羟基醛的 开环形式
HCOH HOCH
HCOH
葡
HCOH
萄
CH2OH
糖
CH2OH
CH2OH
的
5 O OH
5O
结
吡喃糖
OH
1
OH
1
构
OH
OH
OH
OH
OH
半缩醛
CH2OH
HO-CH O OH 4 OH 1
呋喃糖
CH2OH HO-CH O
所有醛糖可以看成是甘油醛醛基下端插入C*延伸而
成，酮糖由二羟丙酮衍生而来。
CHO
单糖的构型是指分子中离 羰基碳最远的那个手性碳 原子的构型
第一章糖结构和功能
HCOH HOCH
HCOH HCOH
CH2OH
D（－）－葡萄糖
3、单糖的环状结构
（1）变旋现象 生旋光度的改变。 （2）环状半缩醛
许多单糖，新配制的溶液会发
5、构型的RS表示法 DL构型命名系统能较好的反映旋光化合物之间的构型 联系，但也有很大的局限性。
1CO O H H O 2C H
H 3C OH 4 COOH
(－)－酒石酸的立体异构
第一章糖结构和功能
首先：应用RS表示法指定与每个手性碳原子直接相连的4 个取代基团的优先顺序； 第二步：旋转手性四面体碳，使那个优先性最小的取代 基离开观察者最远，另外三个取代基面向观察者。 第三步：看看面向观察者的三个取代基优先性的大小顺 序，如果是顺时针，则为R构型，如果是反时针，则为S 构型。
单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新 的手性中心，导致C1差向异构化，产生的两个差向异 构体称为异头物。
H
OH
C
H C OH O
HO C H
H C OH HC CH2 O H
α －D－葡萄糖
CHO
HCOH HOCH
HCOH HCOH
CH2OH D－葡萄糖
第一章糖结构和功能
HO
H
C
H C OH O
第一章糖结构和功能
三、单糖的结构
1、单糖的链状结构
经分子量和组分测定，确定葡萄糖分子式为（CH2O)6 。另外葡 萄糖与乙酸酐共热，形成结晶的五乙酸酯，说明葡萄糖含有5 个羟基。其次与无水氢氰酸加成、水解、HI加成生成正庚酸。
确定葡萄糖的结构。
CHO
HCOH HOCH
H O CN
HCOH HCOH
定义：
糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些 衍生物的总称。
糖类的生物学作用：1.作为生物体的结构成分 2作为生物体内的主要能源物质 3. 在生物体内转变成其它的物质 4.作为细胞识别的信息第分一章子糖结构和功能
糖的分类：
单糖 ：不能水解的最简单糖类，是多羟基的 醛或酮（醛糖或酮糖）
糖类化合物
4 OH 1
第一章糖结构和O功H能
OH
OH
第一章糖结构和功能
4、单糖的构象 由于绕单键旋转引起的组成原子的不同排列称为构 象，某种特定的构象称为构象体或构象异构体。 由于构象异构体之间的互变太快，通常不容易分离 开来。 构象体采用锯架式或纽曼投影式来表示（p11)
第一章糖结构和功能
吡喃糖与环己烷的结构非常相似，因此环己烷 的构象分析很多适用于吡喃糖。
2 CH O 1 H O C H4
3 C H2 O H
2 OHC
4H
1OH
C
3 C H 2 OH
S－甘油醛的投影式
纽曼式（S－甘油醛）
第一章糖结构和功能
CHO
HCOH HOCH
HCOH HCOH
CH2OH
D－葡萄糖
D－葡萄糖的4个手性碳原子：C2、C3、C4、C5的构 型分别是R，S，R，R，因此，D－葡萄糖的可称为 2R,3S,4R,5R－2,3,4,5,6五羟－己醛或 2R,3S,4R,5R －己醛糖。
O CH3OH
O C H3
RC
H+
R CH
+ H2 O
H
O C H3
无水甲醇与简单醛类生成二甲缩醛的化合物，而与
葡萄糖生成单甲基的半缩醛。
醇与醛或酮可以发生快速、可逆的亲核加成，形成
半缩醛，如果它们同在分子内部，则导致环状半缩
醛的形成。
O
RC
+
H
H+
R’-O H
第一章糖结构和功能
OH
C
H
O R'
R
(3)α和β异头物
H CN
CH2OH
CH
CO OH
( C H O H ) 4 H 2O ( C H O H ) 5 HI
C H 2 O H H+
C H 2O H
CO OH (CH)5
CH
3
葡萄糖
第一章糖结构和功能
正庚酸
2、D系单糖和L系单糖
除二羟丙酮外，所有单糖均含有手性碳。
旋光异构体数目2n，组成2 n /2个对映体。
第一章糖结构和功能
第一章糖结构和功能
4、Fischer投影式 投影式可以看成是立体模型或透视式在纸面上的投影。
C HO
C
H OH
CH2O H
C HO H C OH
C H2 O H
C HO
H
OH
C H2 O H
CH O H C OH
C H2 O H
透视式
投影式
D（＋）甘油醛的立体结构
第一章糖结构和功能
在一定条件下旋光度与待测 溶液的浓度和偏振光通过溶
α
t
λ
[α] λ=t —————
液的路径的乘积成正比。
c×L
第一章糖结构和功能
3、D、L构型 理论上可由D-甘油醛衍生出来的单糖皆为D-型糖。
CH O H C OH
C H2 O H
D(+)－甘油醛
CH O HO C H
C H2 O H
L(－)－甘油醛
异构
立体异构
几何异构→顺反异构 旋光异构→分子存在手性造成
组成(composition)、构造(constitution)、 构型(configuration)、构象(conformation)
第一章糖结构和功能
2、旋光异构
当平面偏振光通过旋光物质的溶液时，则光的偏振 面会向右（顺时针，+）或向左（反时针，－）旋转。 具有这种能力的物质称为旋而成，水解 后产生单糖
多糖
同多糖 杂多糖 糖复合物
由多分子单糖或其衍生 物所组成，水解后产生 原来的单糖或其衍生物。
第一章糖结构和功能
二、单糖的构型、结构、构象
1、异构 存在两个或多个具有相同数目和种类原子并因而具有 相同分子量的一类化合物。
结构异构→原子连接的次序不同
糖类的概念和分类 单糖的构型、结构、构象 自然界存在的重要单糖及其衍生物 寡糖 多糖 多糖代表物 糖复合物
第一章糖结构和功能
一、糖类(carbohydrate)的结构与功能
最初，糖类化合物用Cn(H2O)m表示，统称碳水化合物。
鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4) 甲醛（CH2O)、乳酸（C3H6O3)、乙酸（C2H4O2)
HO C H
H C OH HC CH2 O H
β －D－葡萄糖
（4）吡喃糖和呋喃糖 CHO
多羟基醛的 开环形式
HCOH HOCH
HCOH
葡
HCOH
萄
CH2OH
糖
CH2OH
CH2OH
的
5 O OH
5O
结
吡喃糖
OH
1
OH
1
构
OH
OH
OH
OH
OH
半缩醛
CH2OH
HO-CH O OH 4 OH 1
呋喃糖
CH2OH HO-CH O
所有醛糖可以看成是甘油醛醛基下端插入C*延伸而
成，酮糖由二羟丙酮衍生而来。
CHO
单糖的构型是指分子中离 羰基碳最远的那个手性碳 原子的构型
第一章糖结构和功能
HCOH HOCH
HCOH HCOH
CH2OH
D（－）－葡萄糖
3、单糖的环状结构
（1）变旋现象 生旋光度的改变。 （2）环状半缩醛
许多单糖，新配制的溶液会发
5、构型的RS表示法 DL构型命名系统能较好的反映旋光化合物之间的构型 联系，但也有很大的局限性。
1CO O H H O 2C H
H 3C OH 4 COOH
(－)－酒石酸的立体异构
第一章糖结构和功能
首先：应用RS表示法指定与每个手性碳原子直接相连的4 个取代基团的优先顺序； 第二步：旋转手性四面体碳，使那个优先性最小的取代 基离开观察者最远，另外三个取代基面向观察者。 第三步：看看面向观察者的三个取代基优先性的大小顺 序，如果是顺时针，则为R构型，如果是反时针，则为S 构型。
单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新 的手性中心，导致C1差向异构化，产生的两个差向异 构体称为异头物。
H
OH
C
H C OH O
HO C H
H C OH HC CH2 O H
α －D－葡萄糖
CHO
HCOH HOCH
HCOH HCOH
CH2OH D－葡萄糖
第一章糖结构和功能
HO
H
C
H C OH O
第一章糖结构和功能
三、单糖的结构
1、单糖的链状结构
经分子量和组分测定，确定葡萄糖分子式为（CH2O)6 。另外葡 萄糖与乙酸酐共热，形成结晶的五乙酸酯，说明葡萄糖含有5 个羟基。其次与无水氢氰酸加成、水解、HI加成生成正庚酸。
确定葡萄糖的结构。
CHO
HCOH HOCH
H O CN
HCOH HCOH
定义：
糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些 衍生物的总称。
糖类的生物学作用：1.作为生物体的结构成分 2作为生物体内的主要能源物质 3. 在生物体内转变成其它的物质 4.作为细胞识别的信息第分一章子糖结构和功能
糖的分类：
单糖 ：不能水解的最简单糖类，是多羟基的 醛或酮（醛糖或酮糖）
糖类化合物
4 OH 1
第一章糖结构和O功H能
OH
OH
第一章糖结构和功能
4、单糖的构象 由于绕单键旋转引起的组成原子的不同排列称为构 象，某种特定的构象称为构象体或构象异构体。 由于构象异构体之间的互变太快，通常不容易分离 开来。 构象体采用锯架式或纽曼投影式来表示（p11)
第一章糖结构和功能
吡喃糖与环己烷的结构非常相似，因此环己烷 的构象分析很多适用于吡喃糖。
2 CH O 1 H O C H4
3 C H2 O H
2 OHC
4H
1OH
C
3 C H 2 OH
S－甘油醛的投影式
纽曼式（S－甘油醛）
第一章糖结构和功能
CHO
HCOH HOCH
HCOH HCOH
CH2OH
D－葡萄糖
D－葡萄糖的4个手性碳原子：C2、C3、C4、C5的构 型分别是R，S，R，R，因此，D－葡萄糖的可称为 2R,3S,4R,5R－2,3,4,5,6五羟－己醛或 2R,3S,4R,5R －己醛糖。
O CH3OH
O C H3
RC
H+
R CH
+ H2 O
H
O C H3
无水甲醇与简单醛类生成二甲缩醛的化合物，而与
葡萄糖生成单甲基的半缩醛。
醇与醛或酮可以发生快速、可逆的亲核加成，形成
半缩醛，如果它们同在分子内部，则导致环状半缩
醛的形成。
O
RC
+
H
H+
R’-O H
第一章糖结构和功能
OH
C
H
O R'
R
(3)α和β异头物
H CN
CH2OH
CH
CO OH
( C H O H ) 4 H 2O ( C H O H ) 5 HI
C H 2 O H H+
C H 2O H
CO OH (CH)5
CH
3
葡萄糖
第一章糖结构和功能
正庚酸
2、D系单糖和L系单糖
除二羟丙酮外，所有单糖均含有手性碳。
旋光异构体数目2n，组成2 n /2个对映体。
第一章糖结构和功能
第一章糖结构和功能
4、Fischer投影式 投影式可以看成是立体模型或透视式在纸面上的投影。
C HO
C
H OH
CH2O H
C HO H C OH
C H2 O H
C HO
H
OH
C H2 O H
CH O H C OH
C H2 O H
透视式
投影式
D（＋）甘油醛的立体结构
第一章糖结构和功能
在一定条件下旋光度与待测 溶液的浓度和偏振光通过溶
α
t
λ
[α] λ=t —————
液的路径的乘积成正比。
c×L
第一章糖结构和功能
3、D、L构型 理论上可由D-甘油醛衍生出来的单糖皆为D-型糖。
CH O H C OH
C H2 O H
D(+)－甘油醛
CH O HO C H
C H2 O H
L(－)－甘油醛
异构
立体异构
几何异构→顺反异构 旋光异构→分子存在手性造成
组成(composition)、构造(constitution)、 构型(configuration)、构象(conformation)
第一章糖结构和功能
2、旋光异构
当平面偏振光通过旋光物质的溶液时，则光的偏振 面会向右（顺时针，+）或向左（反时针，－）旋转。 具有这种能力的物质称为旋而成，水解 后产生单糖
多糖
同多糖 杂多糖 糖复合物
由多分子单糖或其衍生 物所组成，水解后产生 原来的单糖或其衍生物。
第一章糖结构和功能
二、单糖的构型、结构、构象
1、异构 存在两个或多个具有相同数目和种类原子并因而具有 相同分子量的一类化合物。
结构异构→原子连接的次序不同