有机化学第12章-碳水化合物
有机化学课后习题答案(张凤秀主编)
第1章 习题答案1. 1. 指出下列化合物中每个碳原子的杂化轨道类型：（1）均为sp 3 杂化。
（2）（3）（4）（5）（6）2. 指出下列分子或离子哪些是路易斯酸？哪些是路易斯碱？（1）路易斯碱； （2）路易斯酸； （3）路易斯碱； （4）路易斯碱； （5）路易斯碱； （6）路易斯酸； （7）路易斯碱； （8）路易斯酸； （9）路易斯酸； （10）路易斯酸； （11）路易斯碱； （12）路易斯酸3. 指出下列化合物中官能团的名称及所属化合物的类别：（1）卤素，卤代烃； （2）醚键，醚； （3）羟基，醇； （4）醛基，醛 （5）双键，烯烃； （6）氨基，胺； （7）羧基，羧酸； （8）酯基，酯 （9）酐键，酸酐； （10）酰胺基，酰胺 （11）三键，炔 （12）羟基，酚 4. 下列化合物哪些易溶于水？哪些易溶于有机溶剂？ 易溶于水的有（1）、（3）、（4）、（5）、（6）；易溶于有机溶剂的有：（1）、（2）、（3）、（4）、（5）。
5求该化合物的实验式和分子式。
该化合物的实验式为：CH 2O ,分子式为C 2H 4O 2、第2章 饱和烃习题答案1.用系统命名法命名下列化合物：（1）2-甲基戊烷 （2）2,2,4-三甲基-3-乙基戊烷 （3）2,2-二甲基己烷 （4）2-甲基-5-乙基庚烷 （5）反-1-氯-2-溴环丁烷 （6）反-1,2-二甲基环戊烷 （7）9-甲基-2-乙基二环[3.3.1]壬烷 （8）3，5-二甲基螺[3.4]辛烷 2.写出下列化合物的结构式：CH 3CHCH 2CH 2CH 33CH 3CH 2CHCHCH 2CH 2CH 3CH 32H 5(1)(2)CH CH 3CH 3C CH CH 32H 5CH 3CH 3(3)(4)(5)HCH 3HC(CH 3)3(6)sp 2CH 2C 3O 232杂化3杂化sp 杂化杂化33杂化32杂化sp 332CH 2CH 3C CH (CH 2)3CH 33CH 3CH CH 2CH 3CH 3CH 3C CH CH 3CH 3(CH 2)4CH 33)2(7)(8)(9)(10)2H 53．写出分子式为C 6H 14 烷烃的各种异构体，并正确命名。
第十二章糖类
糖类根据它能否水解和水解产物的 情况分为以下三类： 情况分为以下三类：
单糖 不能水解的多羟基醛或多羟基酮，如 不能水解的多羟基醛或多羟基酮， 葡萄糖、果糖。 葡萄糖、果糖。 能水解生成2 10个单糖分子的糖 个单糖分子的糖， 寡糖 能水解生成2－10个单糖分子的糖， 又称为低聚糖。 又称为低聚糖。寡糖中常见的是二 如蔗糖、麦芽糖、乳糖。 糖，如蔗糖、麦芽糖、乳糖。 能水解成很多个单糖分子的糖， 多糖 能水解成很多个单糖分子的糖，由 几千上万个单糖分子缩聚而成的物 故又称为多聚糖，如淀粉、 质，故又称为多聚糖，如淀粉、糖 纤维素。 原、纤维素。
但有些化合物在结构和性质上都和糖相 也具有多羟基醛、 多羟基酮的结构， 同 ， 也具有多羟基醛 、 多羟基酮的结构 ， 但分子组成与通式不符，如脱氧核糖 鼠李糖（ （ C6H12O5 ） 、 鼠李糖 （ C6Hl2O5 ） 。 另外 有些化合物虽然分子组成与通式相符， 有些化合物虽然分子组成与通式相符 ， 结 构和性质上看不属于糖类，如乙酸 乳酸（ （C2H4O2）、乳酸（C3H6O3），把糖类称 碳水化合物” 是不确切的， 但是， 为 “ 碳水化合物 ” 是不确切的 ， 但是 ， 因 沿用已久，至今还在使用。 沿用已久，至今还在使用。
CH2OH (b) H H OH OH H OH H H O OH
α-D-(+)-吡喃葡萄糖 D-(+)-葡萄糖 (+)(+)-
β-D-(+)-吡喃葡萄糖 (+)-
在哈沃斯式中， 在哈沃斯式中 ， 成环的原子在同一 平面上， 粗线表示环平面向前的边缘， 平面上 ， 粗线表示环平面向前的边缘 ， 细线表示向后的边缘。 细线表示向后的边缘 。 成环的碳元素 符号不写出， 连在手性碳原子上的H 符号不写出 ， 连在手性碳原子上的 H 也可略去。 原来在投影式左边的羟基， 也可略去 。 原来在投影式左边的羟基 ， 处于环平面上方； 处于环平面上方 ； 原来在投影式右边 的羟基， 处于环平面下方（ 的羟基 ， 处于环平面下方 （ 即 “ 左上 右下” 右下 ” ） ； 而 C6 上羟甲基在环平面上 方者为D 型糖中， 方者为 D- 型 。 在 D- 型糖中 ， 半缩醛羟 基在环下者为α 在环上者为β 基在环下者为 α- 型 ， 在环上者为 β- 型 。
第十二章 糖 类
一、单糖的结构 (一)葡萄糖的结构 1．开链式
2．氧环式
H H HO H H
OH C C C C C CH2OH OH H OH O
H C H HO H H C C C C
O OH H OH OH
HO H HO H H
H C C C C C CH2OH OH H OH O
CH2OH
（四）半乳糖 半乳糖为结晶。半乳糖与葡萄糖结合成乳 糖存在于哺乳动物的乳汁中。也是脑苷和 神经节苷的组分，这两种苷存在于大脑和 神经组织中。 （五）氨基糖 单糖分子中醇羟基被氨基或烃氨基取代而 成的化合物称为氨基糖。氨基糖常以结合 态存在于体内的粘多糖中。链霉素、软骨 素和甲壳素中都含有氨基糖。
2．绞股蓝皂苷 绞股蓝为葫芦科多年生草质藤本植物。它 含有多种生物活性物质，皂苷为其主要活 性成分。绞股蓝皂苷有抗癌作用，临床用 于20多种癌症的治疗，其抗癌机理既直接 作用与癌细胞，又调节了机体的免疫功能。 研究还表明，长期饮用绞股蓝提取物可促 进肝脏核酸和蛋白质的合成，对大脑中枢 有良好的兴奋和镇静双向调节作用，并且 有抗疲劳、抗衰老和降血脂等功能。
第十二章 糖 类
许昌卫生学校
郑学锋
学习目标 葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖的哈沃斯 结构，双糖和多糖的结构。 单糖重要化学性质的化学现象，还原糖和 非还原糖的含义。
第一节 概述
糖类，又做碳水化合物。是自然界中存在最 多的一类有机物。植物干重的50%~80%为 糖类化合物。糖是重要的食物之一，生物体 维持生命活动所不可缺少的物质之一。 糖类是绿色植物吸收空气中的CO2，经过复杂 的光合作用而产生的。
（二）果糖 纯净的果糖是无色棱形晶体，易溶于水， 可溶于乙醚及乙醇中。 （三）核糖和脱氧核糖 核糖为片状结晶。核糖是核糖核酸(RNA) 的重要组成部分。脱氧核糖是脱氧核糖核 酸(DNA)的重要组成部分。RNA参与蛋白 质和酶的生物合成过程，DNA是传送遗传 密码的要素。它们是人类生命活动中非常 重要的物质。
有机化学B(基础医学, 临床医学)提纲 - 北京大学
有机化学B(基础医学, 临床医学)提纲本课程为4学分，60学时。
采用的主要教材为蒋硕健、丁有俊与李明谦编写的《有机化学》（第二版）。
讲授内容主要突出化学结构与性质的关系，从结构的角度阐述各类化合物的性质及其反应，使同学受到良好的科学思维的基本训练。
教学环节除课堂讲授外，每周安排一次答疑，批改一次作业，四次习题课。
习题课上为同学做示范性总结，除探讨和分析基本例题外，还练习一些较难的例题，使各种水平的同学都有收获和提高。
共考试两次，期中考试占40%，期末考试占60%。
第一章绪论（2 学时）1.1 有机化学和有机化合物1.2 有机化合物的特点1.3 有机化合物结构特点 共价键一. 共价键表示方法二. 共价键参数(键长，键角，键能)三. 杂化轨道四. 共价键极性、电负性、偶极距1.4 有机反应类型一. 均裂二. 异裂三. 协同反应1.5有机化合物分类1.6反应速度、活化能与过渡态1.7 酸碱概念第二章烷烃和环烷烃（5 学时）(一) 开链烷烃2.1 烷烃的同系列和异构现象2.2 烷烃的结构特征与命名2.3 烷烃的物理性质2.4 烷烃的化学性质卤化反应：甲烷卤化的历程（反应机制的概念、自由基连锁反应的三个阶段、反应热与活化能、卤化反应速率的比较）丙烷的卤化（1、2、3级氢的活性的比较、自由基的稳定性、氯化与溴化反应的选择性）(二) 环烷烃2.4 环烷烃的分类、异构与命名2.5 环烷烃的化学性质2.6 拜耳张力学说2.7 构象异构体一、乙烷的构象 1.构象的定义 2. 构象的稳定性（重叠型、交叉型）3.构象的表示方法（锯架式、伞式（立体式）、Newman投影式）二、正丁烷的构象（全重叠型、邻交叉型、重叠型、对交叉型）三、环己烷的构象四、取代环己烷的构象五、十氢合萘的构象构象第三章旋光异构体（4 学时）3.1 异构体分类3.2 分子的对称性、手性和光活性一、分子的对称性和对称因素、手性和非手性二、偏振光和旋光现象3.3 含手性碳原子的手性分子一. 含一个手性碳原子的化合物（手性中心和手性碳原子、对映体、外消旋体、旋光异构体的命名、RS构型、DL构型、旋光异构体的表达方式、）二. 含两个（或多个）不同手性碳原子的化合物（旋光异构体的数目、非对映体、苏式与赤式）三. 含两个（或多个）相同（相象）手性碳原子的化合物（内消旋体、假不对称碳原子）四. 含手性碳原子的单环化合物（命名、判别单环化合物旋光性的方法、取代环已烷的光活性与构象）3.4 不含手性碳原子的旋光异构（丙二烯型、联苯型）3.5 外消旋混合物的拆分第四章卤代烃（5 学时）4.1 卤代烃的分类、命名与物理性质4.2 化学性质一、饱和碳原子的亲核取代反应 (1. 概述 2. 溶剂解 3.反应机理：S N1、S N2、构型转化 4. 影响S N1、S N2反应速度的因素(烷基的结构、离去基团、溶剂效应、试剂的亲核性)二、消除反应 1.反应机理:E1、E2 2.影响消除反应速度的因素，烷基的结构、试剂的影响 3. 消除反应的方向—扎依切夫规则 4. 消除反应的立体化学—反式消除三、取代反应和消除反应的竞争四、不饱和碳原子的取代与消除反应五、卤代烃与金属的反应六、卤代烃与还原七、卤代烃的鉴定第五章烯烃、炔烃和共轭二烯烃（5 学时）(一) 烯烃5.1 烯烃的结构、异构(顺反)与命名5.2 烯烃的物理性质电子效应、诱导效应、共轭效应5.3 烯烃的化学性质一、亲电加成二、自由基加成三、催化氢化四、氧化反应五、硼氢化反应六、烯烃的 -卤代反应(二) 炔烃5.4 炔烃的结构、异构和命名5.5 炔烃的物理性质5.6 炔烃的化学性质一、末端炔氢的反应二、催化氢化三、亲电加成四、自由基加成五、亲核加成六、氧化反应(三) 共轭二烯烃5.7 共轭二烯烃的结构、分子轨道、共轭效应5.8 共轭二烯烃的化学性质亲电加成、1，4加成作用，分子轨道理论，狄尔斯- 阿德耳反应5.9 烯烃、炔烃、共轭二烯烃的鉴定5.10 共振论简介第六章芳香烃（5 学时）6.1 苯的结构6.2 芳香烃的分类与命名6.3 芳香烃的物理性质6.4 芳香烃的化学性质一、加成反应二、芳环侧链上 -氢的卤素取代反应三、氧化反应四、芳环上亲电取代反应五、亲电取代反应的机理和定位效应六、亲电取代反应在合成上的应用七、芳香卤代烃的亲核取代反应6.5 稠环芳烃一、萘、蒽、菲的命名和结构二、萘的物理性质和化学性质1、亲电取代反应、定位效应2、加成反应3、氧化反应6.6 芳香性与休克尔4n+2规则第七章醇、醚、酚（5 学时）(一) 醇7.1 醇的分类、结构与命名7.2 醇的物理性质7.3 醇的化学性质一、醇的酸性与碱性二、羟基的亲核取代反应三、酯化反应四、醇的消除反应五、醇的氧化和脱氢、碘仿反应六、多元醇的氧化7.4 醇的鉴定(二) 醚7.5 醚的分类、结构、命名与物理性质7.6 醚的化学性质一、自动氧化二、形成徉盐三、醚键的断裂四、环醚的化学性质7.7 冠醚(三) 酚7.8 酚的结构、命名与物理性质7.9 酚的化学性质一、酸性二、成酯与佛里斯(Fries)重排反应三、酚芳环上的亲电取代反应(卤化、磺化、硝化、Fridel-Crafts反应) 四、柯尔白Kobel反应五、莱穆尔- 梯曼反应(Remier-Timan)反应六、成醚的反应七、酚的鉴定第八章醛、酮、醌（5 学时）8.1 醛酮结构、命名与物理性质8.2 醛、酮的化学性质一、羰基的亲核加成反应(含碳的亲核试剂、含氧的亲核试剂、含硫的亲核试剂、氨及其衍生物对羰基的加成) 二、羰基的α-氢的反应(卤代和碘仿反应、羟醛缩合反应、酚与羰基化合物的加成) 三、还原反应(还原成醇、还原成亚甲基) 四、氧化反应 1. 醛酮的鉴别--吐伦试剂、菲林试剂、本尼地试剂 2. 康尼查罗反应 3. 安息香缩合反应8.3 共轭不饱和醛酮的反应 (亲电加成反应、亲核加成反应、麦克尔加成)8.4 醛酮的鉴定8.4 醌的结构和化学反应 (羰基的加成反应、碳-碳双键的加成反应、1,4-加成反应、醌的还原反应)第九章羧酸及其衍生物（6 学时）(一) 羧酸9.1 羧酸的命名、结构与物理性质9.2 羧酸的化学性质一、酸性(诱导效应、共轭效应对酸性的影响、羧酸盐与活波卤代烷的反应)二、羧酸的α-氢的卤代反应三、羧羰基的反应(加成-消除反应历程) 四、羧酸的还原反应五、脱羧反应(二) 羧酸衍生物9.3 羧酸衍生物的命名、结构与物理性质9.4 羧酸衍生物的化学性质一、羧羰基的亲核加成-消除反应二、羧酸衍生物的还原反应三、羧酸衍生物α-氢的酸性及其反应(克莱森缩合反应、狄克曼缩合反应、诺文葛耳反应) 四、β-二羰基化合物在有机化学中的应用----药物设计与合成五、霍夫曼重排反应-酰氨氮上氢的反应六、酯的热裂消除反应第十章胺（4 学时）10.1 胺的分类、结构、命名与物理性质10.2 胺的化学性质一、胺的碱性二、胺的烷基化反应三、磺酰化-兴斯堡反应四、与亚硝酸的反应五、胺的氧化反应六、芳香环上的亲电取代反应七、烯胺的反应八、曼尼烯反应九、四级胺碱及N-氧化物的消除反应十、芳香重氮盐及其反应(置换反应、偶联反应) 十一、胺的鉴定第十一章杂环化合物（4 学时）11.1 含杂原子的五员杂环化合物一、含一个杂原子的五员杂环化合物 1. 呋喃、噻酚、吡咯的命名、结构与物理性质 2.化学性质(亲电取代反应、与重氮盐偶联反应、与酸碱作用)二、含两个杂原子的五员杂环 1. 唑的结构与命名 2. 唑的化学性质11.2 含杂原子的六员杂环化合物一、吡啶的结构、命名与物理性质二、吡啶的化学性质 1. 吡啶的碱性与亲核性 2.氧化反应 3.亲电取代反应 4.亲核取代反应 5.侧链α-氢的反应 6.还原反应三、吡啶衍生物11.3 含两个杂原子的六员杂环化合物(二嗪的结构与命名)11.4 稠杂环化合物一、苯并呋喃、噻酚、吡咯二、喹啉、异喹啉三、嘧啶和咪唑的并环体系---- 嘌呤11.5 核酸与生物碱一、核酸 1. 核酸与生命遗传的化学本质 2. 核酸的结构 3. DNA分子的双螺旋结构二、生物碱第十二章碳水化合物-糖（4 学时）(一) 单糖12.1 单糖的立体构型及构象一、变旋光现象二、单糖的环状半缩醛结构12.2 单糖的物理性质12.3 单糖的化学性质一、羰基上的反应(糖苷的形成，糖腙，糖脎) 二、羟基上的反应(成醚、成酯、缩醛、缩酮) 三、氧化-还原反应四、碱作用下的互变异构五、单糖的递升与降解六、糖的结构鉴定(二) 双糖12.4 还原性双糖(麦芽糖、纤维二糖、乳糖)12.5 非还原性双糖(蔗糖)12.6 多糖12.7 糖的鉴定第十三章氨基酸和蛋白质（4 学时）(一) 氨基酸13.1 氨基酸酸碱性和等电点13.2 氨基酸的反应一. 与酰氯、酸酐的反应-氨基的保护二. 酯化反应-羧基的保护三.与茚三酮的反应四. 热分解反应五. 氨基酸的消旋13.3 氨基酸的合成一、卤代酸的氨解二、斯特瑞克反应三、盖布瑞尔反应（二）肽13.4 肽的结构、命名与合成13.5 多肽合成一.保护基策略二.多肽合成方法(碳二亚胺法、混合酸酐法、活泼酯法) 三、固相法合成多肽13.6 多肽的结构测定第十四章天然产物、萜类化合物、甾族化合物（1学时）异戊二烯规则、链型单萜、单环萜、双环萜有机化学(B) 讲课进度表。
第十二章 碳水化合物(共73张PPT)
② 硝酸氧化 （ 醛糖被氧化成糖二酸）
稀
根据氧化产物有无旋光性，可以推测醛糖的 结构 。
例如：某D-丁醛糖被稀硝酸氧化后产物有旋光 性，试推测出该D-丁醛糖的构型。
无旋光性
有旋光性
酮糖与强氧化剂作用，碳链断裂，生成小分子的羧酸 混合物。
（2）碱性介质中的氧化反应
常用的弱氧化剂：
土伦试剂 斐林试剂 本尼迪特试剂
β -D-葡萄糖
先将单糖分子中的半缩醛羟基通过成苷保护起来，然后再进行 成醚反应。糖苷在稀酸中可发生水解。
7．显色反应
糠醛及其衍生物可与酚类、蒽酮等缩合生成不同的有 色物质。
（1）莫力许(Molisቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)反应
糖类 + α-萘酚 + 浓硫酸
紫色
莫力许反应又称α-萘酚反应，是鉴别糖最常用的方法之 一。
D-葡萄糖平衡混合物中开链式含量仅占0.01%，因 此不能与饱和NaHSO3发生加成反应。
果糖
果糖在自然界的化合态中为五元环结构，而 在结晶中则为六元环结构，因此，果糖在水溶液中 能以五种形式存在。
呋喃
吡喃
单糖主要以五元、六元环存在。六元环糖与杂环化合
物中的吡喃(
)相当，具有这种结构的糖称为吡喃糖
2．天然糖苷
水杨苷
香兰素-β-D葡萄糖苷
苦杏仁苷
天然的糖苷一般为左旋。在酶或稀酸作用下，可水解 。
3．氨基糖
2-乙酰氨基-D-葡萄糖是甲壳质的组成单位 。甲壳质存在于虾、蟹和某些昆虫的甲壳中。
4．维生素C
维生素C为L-构型，比旋光度[α]=+21°。烯醇 式羟基上的氢较易离解，呈酸性。维生素C极易被氧 化为去氢抗坏血酸。去氢抗坏血酸还原时，又重新 变为抗坏血酸，所以维生素C在动物体内的生物氧化 过程中具有传递电子和氢的作用。
碳水化合物(共72张PPT)
另外，机体肝糖元丰富则对某些细菌毒素抵抗能增强，动物实
验显示肝糖元不足则对酒精、砷等毒素解毒作用下降。葡萄糖
醛酸是葡萄糖的代谢产物，它对某些药物如吗啡，水杨酸，磺
胺类药物由解毒作用，生成微生物排出体外。
龋齿是一种表面的牙周疾病，这种疾病是由寄生在口腔中
的能形成噬菌斑的微生物的生长和产酸后引起的。这些微生
感观性状和安全的影响。
•
淀粉的糊化、老化作用的机理、影响因素
及作用；果胶凝胶的形成机理、影响因素
及应用。碳水化合物在食品加工储藏过程
中的变化及其对食品营养，感观性状和安
全的影响。
•
糖类化合物的结构与功能间的关系。
➢熟话说“民以食为天”。糖类
化合物是自然界分布广泛、数量最
多的有机化合物，是绿色植物光合
H
H
OH
OHቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
OH
H
D—半乳糖
H
OH
OH
H
D—果糖
➢
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖
（sucrose） 、D-果糖（ D -fructose）、 D-葡萄糖
（ D- glucose）的含量。
是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般以10%或
15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1。
果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖
差向异构体。因此，一个6碳醛糖有16种异构体，其中8种为D异构系
列，另外8个为L异构系列。
常见的单糖含有5或6个碳原子，分子式为
，已知的单
糖非常容易从
导出。以Fisher投影式表示：
•
按不对称碳原子分为： D-型、L-型，
有机化学基础知识点碳水化合物的立体化学性质
有机化学基础知识点碳水化合物的立体化学性质在有机化学领域中，碳水化合物是一类重要的化合物。
它们由碳、氢和氧原子组成，结构包括单糖、双糖和多糖等多种形式。
碳水化合物的立体化学性质在其结构和化学性质的研究中起着关键作用。
本文将重点讨论碳水化合物的立体化学性质，包括手性、立体异构体和光活性。
一、手性手性是指一个化合物存在非对称中心，因此有左右两种镜像体。
这种非对称中心可以是一个碳原子，其四个取代基围绕着它形成一个四面体结构。
对于一个手性分子，它的两个镜像体被称为对映异构体。
这些对映异构体在物理性质和生物活性上可能有截然不同的表现。
手性分子的手性性质是由于它的非对称中心导致的，而非对称中心又是由于碳原子上的取代基不同而产生的。
在碳水化合物中，单糖如葡萄糖和半乳糖就具有手性。
二、立体异构体除了手性分子外，立体异构体是碳水化合物中另一个重要的立体化学性质。
立体异构体是指分子结构相同但空间构型不同的化合物。
在碳水化合物中，最常见的立体异构体包括顺式异构体和反式异构体。
顺式异构体是指有两个取代基在环上相邻的情况，而反式异构体则是这两个取代基在环上相对的情况。
这种立体异构体的存在影响着碳水化合物在空间中的构型和化学性质。
三、光活性光活性是指某些化合物对偏振光的旋光性质。
在碳水化合物中，有一类特殊的化合物被称为旋光糖，它们具有旋光性质。
旋光糖可以使平面偏振光发生旋光现象，这是由于它们的分子结构中存在一个不对称的碳原子。
旋光糖分为左旋糖和右旋糖，分别表示其对偏振光的旋转方向。
它们的旋光性质使得它们在光学和医药领域有广泛的应用。
总结起来，碳水化合物的立体化学性质是有机化学中的重要知识点。
其中手性、立体异构体和光活性是碳水化合物研究中常被讨论的方面。
准确理解和掌握碳水化合物的立体化学性质对于有机化学的学习和应用具有重要意义。
糖类化合物
α
D
112。 19。
华东理工大学
22
无论哪一种，其水溶液的旋光度均发生改变，最后达到一 个定值+52.7° ，这种变化可用右图表示：
α
D
时间
象这种单糖溶液的[α]D随时间的变化而改变，最后 达到一个定值的现象，叫做变旋光现象 变旋光现象。 变旋光现象
华东理工大学 23
（b）D-（+）-葡萄糖不能与NaHSO3发生加成（与 醛的性质不符）。 （c）在HCl存在下，葡萄糖与甲醇作用仅生成一分子加成产物 （醛可以与两分子醇作用），形成的 甲基-D-葡萄糖苷有两 种结构，它们都没有变旋光现象。 mp 165℃ [α]=+158° 甲基-α-D-葡萄糖苷 mp 107℃ [α]=-33° 甲基-β-D-葡萄糖苷
CHO H OH H OH CH2OH 赤藓糖
HNO3
COOH H OH H OH COOH
无旋光性 内消旋体
故： OH 在右边
华东理工大学
17
在这方面的研究，德国化学家 最为突出， 在这方面的研究，德国化学家Fischer最为突出，为 最为突出 此曾获1902年Nobel化学奖。经研究确定，葡萄糖具有 化学奖。 此曾获 年 化学奖 经研究确定， 下面的构型： 下面的构型：
CHO H OH HO H H OH H OH 6 CH2OH Fischer 投影式 2R , 3S ,4R , 5R - 2,3,4,5 -五羟基己醛
1
简写成
那么，若用 标记法又如何进行标记呢？ 那么，若用D / L 标记法又如何进行标记呢？
华东理工大学 18
CHO H OH HO H H OH H OH CH2OH
华东理工大学
2
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COOH
D-树胶糖二酸
酸的制备，还常用 于糖结构的测定
§12-2 单 糖
⒉糖的还原反应 单糖可以用不同的还原剂还原
成相应的多羟基醇（糖醇）常用的还原剂：NaBH4 、 H2 / Ni 、Na-Hg齐等。
CHO
CH2OH
NaBH4 或H2 / Ni
CH2OH
D-葡萄糖
CH2OH
D-葡萄糖醇
CHO
NaBH4
5-羟甲基呋喃甲醛
在一定条件下，糠醛及其衍生物能与酚类、蒽酮 等缩合生成各种不同的有色物质，虽然这些有色物 质的结构和生成过程尚未十分清楚，但由于反应灵 敏，显色清晰，故常用来鉴别各类糖。
§12-2 单 糖
（1）莫立许（Molisch）反应
在糖的水溶液中加入α-萘酚的乙醇溶液，然后沿试 管壁慢慢加入浓硫酸，不得振摇，密度比较大的浓 硫酸沉到管底。在浓硫酸与溶液的交界面很快出现 美丽的紫色环，这就是莫立许反应。
6 CO2 + 6 H2O
hν 叶绿素
C6H12O6 + 6 O2
葡萄糖
反应为一吸收能量的过程，将太阳能储存在糖的分子中。
当糖的分子进入人体体内，经过一系列复杂的分解过程，最
后变为CO2和水，释放出能量，作为生命的能源。
C6H12O6 + O2
代谢
CO2 + H2O + Q
葡萄糖
其中一部分能量变为热，大部分以其它的形式存储于
苯肼
C=N-NH-
苯腙
当醛糖或酮糖用苯肼处理时,也可以发生类似的反应。但反应并不停 留在生成苯腙的这一步，当有过量苯肼存在时，反应生成糖脎。
CHO + 3 H2N-NH-
CH=N-NHC=N-NH-
CH2OH
D-葡萄糖
CH2OH
D-葡萄糖脎
糖脎为淡黄色晶体，不同的糖成脎时间、结晶形状不同，结构上
完全不同的糖脎熔点不同，因此利用该反应可作糖的定性鉴定。
合
（寡糖） 重要。
物
如 蔗糖 水解 1分子葡萄糖 + 1分子果糖
麦芽糖 水解 2分子葡萄糖
多糖 —— 水解后得到10个以上的单糖。 如 淀粉、纤维素。
§12-1 概 述
来源 自然界中存在的糖类是由绿色植物通过光合作用合成的。
在日光的作用下，绿色植物利用体内的叶绿素将自然界中的
CO2和H2O经过一系列复杂的反应过程变为糖类。
L-阿苏糖
L-葡萄糖
L-甘露糖
L-艾杜糖
L-阿卓糖
L-古罗糖
L-半乳糖
L-塔罗糖
§12-2 单 糖
二、单糖的性质
(一)单糖的物理性质 单糖都是无色结晶，具有吸湿性，
易溶于水，难溶于乙醇，不溶于乙醚。单糖有甜味，不同的单 糖甜度也不相同，如以蔗糖为100，而葡萄糖的甜度为74，果 糖的甜度为173。单糖（除丙酮糖外）有旋光性。
§12-2 单 糖
果糖的环状结构为：
核糖和2-脱氧核糖的环状结构为：
§12-2 单 糖
相对构型（D系列和L系列）：
以甘油醛为标准
CHO *CHOH
CH2OH
甘油醛
CHO H-C-OH
CH2OH
D-（+）-甘油醛
CHO HO-C-H
CH2OH
L-（－）-甘油醛
单糖分子中距离羰基最远的一个手性碳原子上的羟基构
⑶与硝酸反应 硝酸是强氧化剂，硝酸氧化单糖时
，醛基和末端CH2OH基团都会被氧化，生成糖二酸。
CHO
COOH
+ HNO3
CH2OH D-葡萄糖（旋光性）
COOH D-葡萄糖二酸（旋光性）
酮糖用硝酸氧化后发生碳链断裂
CH2OH C=O
HNO3
COOH + HCOOH 该方法可作为糖二
CH2OH
D-果糖
四、果胶质
§12-1 概 述
碳水化合物又称糖类。它是自然界中分布最广的一类有机 化合物，几乎存在于所有生物体中，植物躯干中的纤维素、种 子的淀粉、甘蔗中的蔗糖、水果中的葡萄糖和果糖等，都是我 们熟悉的碳水化合物。与人类有着十分密切的关系。淀粉作为 食物提供人类活动所需的能量，棉、麻以纤维素的形式为人们 提供衣着的原料，住房用的木材也属于碳水化合物。总之，它 是人类衣、食、住、行所必不可少的物质。
§12-2 单 糖
⑵与溴水反应
溴的水溶液含有次溴酸，能将醛糖氧化成糖酸。由
于在酸性条件下糖不发生差向异构体，因此溴水只
氧化醛糖不氧化酮糖。这一反应可用于醛和酮糖的
鉴别。
CHO
COOH
CH2OH C=O
Br2
H2O
CH2OH
D-果糖
Br2 H2O
CH2OH
D-葡萄糖
不反应
CH2OH
§12-2 单 糖
CH2OH
D-半乳糖
CH2OH C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2OH D-果糖
§12-2 单 糖
单糖的链状结构不稳定，在结晶状态和生物体内主要以环状结 构形式存在。单糖的环状结构是其羰基与羟基发生半缩醛反应 而形成的五元和六元含氧碳环，有α-型和β-型两种结构，其中 形成的半缩醛羟基与C5上的糖苷羟基（-CH2OH）处于同侧的 为α-型，处于异侧的为β-型。单糖的α-型和β-型环状结构之间 可以通过链状结构相互转化。葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖 等的环状结构为：
哈武斯式：
C1-OH与C5-CH2OH（或H）同侧为β型 C1-OH与C5-CH2OH（或H）异侧为α型
直立环式：
C1-OH与C5-OH 同侧为α型 C1-OH与C5-OH异侧为β型
HO C
H C OH HO C H
H C
HC HO C
HC HC
OH 半缩醛羟基
OH
HO OH
6 CH2OH
H5
OH
糖苷类物质主要存在于植物体中，例如许多植物的花 色素、某些草药的有效成分都是糖苷。
⒌显色反应 单糖能与浓酸（如盐酸、硫酸）作用， 脱水而成糠醛或它的衍生物。
§12-2 单 糖
H HO C
HC HOCH2 O H
己糖
C OH
CH OH CHO
HC CH
浓 HCl
-3H2O
CC
HOCH2 O
C
O H
+ 3H2 O
形式上像碳和水的化合物，因此人们把糖称做碳水化合物。
但后来发现有些糖不符合上通式。
如 鼠李糖： C6H12O5
是糖类，但分子式中 H:O ≠ 2:1
而某些化合物：
如 甲醛 CH2O 乙酸 C2H4O2 乳酸C3H6O3
化学结构上符合通式，但 化学性质上都不属于糖类
所以“碳水化合物”这一词并非十分恰当，但因沿用
CHO CHO
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
D-阿苏糖
D-葡萄糖
D-甘露糖
D-艾杜糖
D-阿卓糖
D-古罗糖
D-半乳糖
D-塔罗糖
CHO CHO CHO CHO CHO CHO CHO CHO
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
§12-2 单 糖
CHO H-C-OH H-C-OH H-C-OH
CH2OH
D-核糖
CHO 1 H-C-OH 2 HO-C-H 3 H-C-OH 4 H-C-OH 5
CH2OH 6 D-葡萄糖
CHO H-C-H H-C-OH H-C-OH
CH2OH
D-去氧核糖
CHO H-C-OH HO-C-H HO-C-H H-C-OH
已久，至今仍在使用。实际上从它的结构来看，糖是多羟
基醛、酮，以及水解后可以生成多羟基醛、酮的物质。
§12-1 概 述
分类
碳水化合物依其水解性质可分为三类：
单糖—— 最简单的糖，不能再被水解的碳水化合物，
如葡萄糖等
碳
特点：白色结晶，一般有甜味，可溶于水。
水 化
低聚糖—— 水解后能生成2~10个单糖。以二糖最为
CH2OH
D-(C-H)-2木O糖H （旋光性）
CH2OH
D-( - )-木糖醇
（无旋光性）
某些单糖还原成糖醇后旋光性消失，故应用这一反 应可推测原来糖的构型。
§12-2 单 糖
⒊成酯反应 糖分子中的羟基与无机酸或有机酸反应生成酯
的反应。在生物体内最常见的糖酯为糖的磷酸酯，其中最重要 的是1-磷酸葡萄糖、6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖和1，6-二磷 酸果糖。它们的结构为：
CH2OH D-去氧核糖 [α]D = - 60°
以糖苷存在于核酸DNA （脱氧核糖核酸）中
核酸在生命遗传过程中占有极其重要的地位。
§12-2 单 糖
2. 己糖
① D-葡萄糖 自然界分布最广的己糖，存在于葡萄等水果、动物
的血液、淋巴液、脊髓液等中，为无色结晶，甜度约为 蔗糖的70%。葡萄糖以多糖或糖苷的形式存在于许多 植物的种子、根、叶或花中。 ② D-果糖
4
H OH
OH
3
H
H
1
2 OH
OH 半缩醛羟基
H C OH H C OH
CH2OH
CH2OH
α-葡萄糖（平面环状）
HO H C
H C OH
葡萄糖（链状） HO C H O
H C OH
HC
α-葡萄糖（透视式）
6 CH2OH
H5
O OH
4
H OH
OH
3
H
H
1
2H
OH
CH2OH