第十九章 糖类化合物
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还原性二糖一分子单糖的苷羟基与另一分子糖的羟基缩合而成的二糖。在溶液中它可以变成醛式，有变旋现象，能成脎，有还原性，能与托伦试剂或费林试剂反应，所以称为还原性双糖。重要的有麦糖、纤维二糖、乳糖。
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。
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 糖类化合物
H HO HO H H OH O H OH OH H
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。
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。
有机化学 第19章 糖类化合物
第十九章 糖类化合物 (carbohydrates)
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
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。
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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 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
糖类化合物的定义
糖类化合物的定义糖类化合物是一类结构非常复杂的有机化合物，它们是有机物质的重要组成部分，包括多种不同类型的糖分子，如糖原、糖类多糖、糖酵素、糖苷和糖类混合物等。
它们不仅是有机生物体的能量来源，还可以作为许多其他应用的重要原料。
糖类化合物的化学定义是指一类具有多种糖分子结构的有机化合物，它们包括一个或多个糖类单体，它们可能是糖原、多糖、糖苷、糖酵素等不同类别的糖类分子，以及由它们构成的复杂大分子物质。
糖类化合物由各种不同的糖分子组成，其中糖原是最重要的，分子中存在着多个单糖（仅含一种单糖的分子称为非混合糖）和多种结构不同但具有相同糖基的混合糖，它们可能由碳水糖、葡萄糖、糖胺等单糖构成。
糖原是小分子的，体积小，溶解度好，并且可以通过酶的作用被渐渐分解和水解，从而提供能量。
糖类多糖是由多种糖基组合而构成的大分子化合物，它们不仅包括糖原，还包括许多其他常见的多糖，如植物多糖、细菌多糖、海洋多糖、真菌多糖、病毒多糖和胞外多糖等，不仅能提供有机物质的结构支持，还可以用于许多生物过程。
糖苷是由糖原和酸的氧化物酯反应而形成的，具有较高的分子量，有一个或多个糖基与一个或多个酸的酯基结合而形成糖苷分子，具有特定的染料性和芳香性。
糖苷大多以植物和微生物体内的糖原为原料，它们可以用于多种用途，如染料、抗菌剂等。
糖酵素是一类特殊的糖类化合物，它们是由蛋白质和糖类分子组成的复合物，具有特定的酶作用，可以进行特定的水解反应，如糖胺水解、蛋白质水解、淀粉水解等，可以加快生物代谢速度，对人类生活和工业生产有重要意义。
糖类混合物是一种由多种糖原混合而成的复合物，它们既能提供能量，又能提供抗癌和抗炎作用，并能作为营养补充剂等多种用途，混合物中有效成分的组成不同，应用于不同的领域。
总之，糖类化合物是一类具有复杂结构的有机化合物，它们包括糖原、糖类多糖、糖苷、糖酵素和糖类混合物等。
它们不仅是有机生物体的能量来源，还可以作为许多其他应用的重要原料，它们的化学反应性质也被广泛用于工业和医药领域，发挥着重要的作用。
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
糖类化合物ppt(完整版)
较快
酮糖 Br2,H2O X
CH2OH HO
HOH H O OH
H OH
葡萄糖酸--内酯
CH2OH
HO H O OH H O
H H OH
较稳定
酮糖不发生此反应，因此可作为区分两类糖的鉴别反应。
与HNO3的反应
CHO
COOH
稀 HNO3 100℃
氧化酶
CHO
COOH
O HOH
CH2OH
D-葡萄糖
COOH
果糖脎
葡萄糖脎
麦芽糖脎
乳糖脎
用作糖的定性鉴定
(四) 成苷反应 （缩醛）
OH 半缩醛羟基（苷羟基） O
HOH + CH3OH 干HCl
1分子？
OH OOCH3
+
OH O 氧苷键
糖苷
OCH3
β-D-吡喃
α-D-吡喃
葡萄糖甲苷
葡萄糖甲苷
CH2OH
OO
OH
OH
HO
OH
熊果苷（在梨树叶中）
水解 酸或酶
CH2OH O
对映体
CHO
HO H H OH
HO H HO H
CH2OH
L-葡萄糖
要求掌握的几种单糖:
CHO
CHO
CHO
HCOH
HOCH
HCOH
HOCH
HOCH
HOCH
HCOH
D-葡萄糖
HCOH
CH2OH
HCOH
D-甘露糖
HCOH
CH2OH
HOCH HCOH CH2OH
D-半乳糖
D-核糖 戊醛糖
己醛糖
CHO CH2 HCOH HCOH CH2OH
第十九章-糖类化合物
二、 单糖旳命名
D，L表达相对构型
实例
CHO
H
OH
CH2OH CHO
H OH
H
OH
H OH
CH2OH
CH2OH O
HO
H
H
OH
H
OH
CH2OH
系统命名法
(2R)-2,3二羟基丙醛
习惯命名法
类别
D-(+)甘油醛 丙醛糖
(2R,3R,4R)-2,3,4,5四羟基戊醛
D-(-)-核糖
戊醛糖
(3S,4R,5R)-1,3,4,5,6-
定义： 多羟基旳醛或酮或经简朴水解能生成此类醛酮旳化合物
称为糖。 生物界分布广、含量多。几乎全部旳动物、植物、微生物
体内都有，是维持生命不可缺乏旳物质。 丙醛糖 醛糖 丁醛糖
分类：
糖
单糖 低聚糖
酮糖
戊醛糖 己醛糖
多糖 主要旳生物学作用：1. 人和动物旳主要能源物质。
2. 具有构造支撑功能。 3. 具有复杂多方面旳生物活性与功能。
1
2 OH OH
-D-呋喃葡萄糖
3、葡萄糖旳构象式
CH2OH
H?
H
H OH
O OH HO
CH2OH O H?
H
HO H?
OH
H
OH
H
OH
H?
H
CH2OH
OH
H? HO O OH H?
H?
H? H?
OH
OH
-D-吡喃葡萄糖
(1)
(2)
CH2OH
H
O
H
OH H
OH
H
H HO
CH2OH O H
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3 2
CH OH 2
H
OH
应当注意的是：碳链上的几个碳原子并不在一条直线上，这可从分 子模型看出。把结构式横写更容易看出分子中各原子团之间的立体关 系。
（三）、单糖的环状结构
单糖的开链结构是由它的一些性质而推出来的，因此，开链结构能说明 单糖的许多化学性质，但开链结构不能解释单糖的所有性质，如： ① 不与品红醛试剂反应、与NaHSO4反应非常迟缓（这说明单糖分子内无 典型的醛基）。 ② 单糖只能与一分子醇生成缩醛（说明单糖是一个分子内半缩醛结构）。 ③ 变旋光现象，如： 葡萄糖晶体 常温下用乙醇结晶而得（α型） 高温下用醋酸结晶而得（β型） m.p 146℃ 150℃ 新配溶液的[α]D +112° +19° 新配溶液放置 [α]D 逐渐减少至52° [α]D 逐渐增高至52°
CHO H OH HO H H OH H OH CH OH 2 CHO OH HO OH OH CH OH 2 CHO
CH OH 2
另一种表示方法是用楔型线表示指向纸平面的键，虚线表示指向纸 平面后面的键。如D-(+)葡萄糖可表示为：
CHO H C HO C H C H C OH H OH OH H 6 5C CH OH 2 H OH O 4C OH H CH 1 OH C C
变 旋 现 象 由变旋现象说明，单糖并不是仅以开链式存在，还有其它的存在形式。 1925~1930年，由X射线等现代物理方法证明，葡萄糖主要是以氧环式（环 状半缩醛结构）存在的。
1．氧环式结构
H CHO C O OH
CH 2OH
CH 2OH
2．环状结构的α构型和β构型 糖分子中的醛基与羟基作用形成半缩醛时，由于C=O为平面结构，羟基 可从平面的两边进攻C=O，所以得到两种异构体α构型和β构型。两种构 型可通过开链式相互转化而达到平衡。
6 C O + 6 H 源自 2 2日 光 叶 绿 素
C H O + 6 O 6 1 2 6 2
葡萄糖在植物体内还进一步结合生成多糖——淀粉及纤维素。地球 上每年由绿色植物经光合作用合成的糖类物质达数千亿吨。它既是构 成掌握的组织基础，又是人类和动物赖以生存的物质基础，也为工业 提供如粮、棉麻、竹、木等众多的有机原料。 我国物产丰富，许多特产均是含糖衍生物，具有特殊的药用功效， 有待我们去研究、开发。
第二节 单 糖
一、单糖的结构 （一）、单糖的构造式 葡萄糖、果糖等的结构已在上个世纪由被誉为“糖化学之父”的费歇 尔（Fischer）及哈沃斯（Haworth）等化学家的不懈努力而确定。 实验证明，葡萄糖的分子式为C6H12O6，为2，3，4，5，6，-五羟 基己醛的基本结构。果糖为1，3，4，5，6，-五羟基己酮的基本结构。 其构造式如下：
H C O CH 2OH α 型 37% 112° HO OH H C OH OH OH CH 2OH O HO H C O CH 2OH β 型 63% 19°
开链式 0.1%
这就是糖具有变旋光现象的原因。 52° α构型——生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同一侧。 β构型——生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在不同的两侧。 α-型糖与β-型糖是一对非对映体，α-型与β-型的不同在C1的构型上故有 称为端基异构体和异头物。
* * * * * * * CH CH CC H CH CH CH CC HCHO H 2CH 2 2CH OH OH OH OH OH 葡 萄 糖 OH OH OH OH O OH 果 糖
（二）、单糖的构型 葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有24=16个对映异构体。所以， 只测定糖的构造式是不够的，还必须确定它的构型。 1．相对构型的确定 糖的相对构型(D系列和L系列)是以D-(+)甘油醛和L-(-)甘油醛作为 标准，将其进行与糖类化合物有关联的一系列反应联系，得到相应 的糖类。这样糖类的相对构型也就可以确定了。
2．构型的标记和表示方法 （1）构型的标记 糖类的构型习惯用D / L名称进行标记。即编号最大的手性碳原子 上OH在右边的为D型，OH在左边的为L型。八个D型的己醛糖的名 称及构型见P581，另有八个L型异构体。 （2）构型的表示方法 糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写方便，也可以写成省 写式。其常见的几种表示方法为：
第十八章 碳水化合物
第一节 碳水化合物的涵义及分类
一、碳水化合物的涵义 糖 —— 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基 醛、酮的一类有机化合物。 因这类化合物都是由C、H、O三种元素组成，且都符合Cn(H2O)m的 通式，所以称之为碳水化合物。例如： 葡萄糖的分子式为C6H12O6，可表示为C6(H2O)6， 蔗糖的分子式为C12H22O11，可表示为C12(H2O)11等。 但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖C5H12O5（甲基 糖）；脱氧核糖C5H10O4。 有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。例如甲酸 （CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。因此，最好还 是叫做糖类较为合理。
二、分类 根据其单元结构分为： 单糖 —— 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。 低聚糖——含2~10个单糖结构的缩合物。以二糖最为多见，如蔗糖、 麦芽糖、乳糖等。 多糖 ——含10个以上单糖结构的缩合物。如淀粉、纤维素等。
三、存在与来源 糖类化合物广泛存在于自然界，是植物进行光合作用的产物。植物 在日光的作用下，在叶绿素催化下将空气中的二氧化碳和水转化成葡 萄糖，并放出氧气：
19世纪末，20世纪初，费歇尔（E•Fischer）首先对糖进行了系统的 研究，确定了葡萄糖的结构。葡萄糖的构型如下：
H HO H H CHO OH H OH OH CH 2OH HO H HO HO CHO H OH H H CH 2OH
D-(+) 葡萄糖
L ( ) 葡萄糖
十六个己醛糖都经合得到，其中十二个是费歇尔一个人取得的（于 1890年完成合成）。所以费歇尔被誉为“糖化学之父”。也因而获得了 1902年的诺贝尔化学奖。（38岁出成果，50岁获诺贝尔化学奖）
CH OH 2
H
OH
应当注意的是：碳链上的几个碳原子并不在一条直线上，这可从分 子模型看出。把结构式横写更容易看出分子中各原子团之间的立体关 系。
（三）、单糖的环状结构
单糖的开链结构是由它的一些性质而推出来的，因此，开链结构能说明 单糖的许多化学性质，但开链结构不能解释单糖的所有性质，如： ① 不与品红醛试剂反应、与NaHSO4反应非常迟缓（这说明单糖分子内无 典型的醛基）。 ② 单糖只能与一分子醇生成缩醛（说明单糖是一个分子内半缩醛结构）。 ③ 变旋光现象，如： 葡萄糖晶体 常温下用乙醇结晶而得（α型） 高温下用醋酸结晶而得（β型） m.p 146℃ 150℃ 新配溶液的[α]D +112° +19° 新配溶液放置 [α]D 逐渐减少至52° [α]D 逐渐增高至52°
CHO H OH HO H H OH H OH CH OH 2 CHO OH HO OH OH CH OH 2 CHO
CH OH 2
另一种表示方法是用楔型线表示指向纸平面的键，虚线表示指向纸 平面后面的键。如D-(+)葡萄糖可表示为：
CHO H C HO C H C H C OH H OH OH H 6 5C CH OH 2 H OH O 4C OH H CH 1 OH C C
变 旋 现 象 由变旋现象说明，单糖并不是仅以开链式存在，还有其它的存在形式。 1925~1930年，由X射线等现代物理方法证明，葡萄糖主要是以氧环式（环 状半缩醛结构）存在的。
1．氧环式结构
H CHO C O OH
CH 2OH
CH 2OH
2．环状结构的α构型和β构型 糖分子中的醛基与羟基作用形成半缩醛时，由于C=O为平面结构，羟基 可从平面的两边进攻C=O，所以得到两种异构体α构型和β构型。两种构 型可通过开链式相互转化而达到平衡。
6 C O + 6 H 源自 2 2日 光 叶 绿 素
C H O + 6 O 6 1 2 6 2
葡萄糖在植物体内还进一步结合生成多糖——淀粉及纤维素。地球 上每年由绿色植物经光合作用合成的糖类物质达数千亿吨。它既是构 成掌握的组织基础，又是人类和动物赖以生存的物质基础，也为工业 提供如粮、棉麻、竹、木等众多的有机原料。 我国物产丰富，许多特产均是含糖衍生物，具有特殊的药用功效， 有待我们去研究、开发。
第二节 单 糖
一、单糖的结构 （一）、单糖的构造式 葡萄糖、果糖等的结构已在上个世纪由被誉为“糖化学之父”的费歇 尔（Fischer）及哈沃斯（Haworth）等化学家的不懈努力而确定。 实验证明，葡萄糖的分子式为C6H12O6，为2，3，4，5，6，-五羟 基己醛的基本结构。果糖为1，3，4，5，6，-五羟基己酮的基本结构。 其构造式如下：
H C O CH 2OH α 型 37% 112° HO OH H C OH OH OH CH 2OH O HO H C O CH 2OH β 型 63% 19°
开链式 0.1%
这就是糖具有变旋光现象的原因。 52° α构型——生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同一侧。 β构型——生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在不同的两侧。 α-型糖与β-型糖是一对非对映体，α-型与β-型的不同在C1的构型上故有 称为端基异构体和异头物。
* * * * * * * CH CH CC H CH CH CH CC HCHO H 2CH 2 2CH OH OH OH OH OH 葡 萄 糖 OH OH OH OH O OH 果 糖
（二）、单糖的构型 葡萄糖有四个手性碳原子，因此，它有24=16个对映异构体。所以， 只测定糖的构造式是不够的，还必须确定它的构型。 1．相对构型的确定 糖的相对构型(D系列和L系列)是以D-(+)甘油醛和L-(-)甘油醛作为 标准，将其进行与糖类化合物有关联的一系列反应联系，得到相应 的糖类。这样糖类的相对构型也就可以确定了。
2．构型的标记和表示方法 （1）构型的标记 糖类的构型习惯用D / L名称进行标记。即编号最大的手性碳原子 上OH在右边的为D型，OH在左边的为L型。八个D型的己醛糖的名 称及构型见P581，另有八个L型异构体。 （2）构型的表示方法 糖的构型一般用费歇尔式表示，但为了书写方便，也可以写成省 写式。其常见的几种表示方法为：
第十八章 碳水化合物
第一节 碳水化合物的涵义及分类
一、碳水化合物的涵义 糖 —— 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基 醛、酮的一类有机化合物。 因这类化合物都是由C、H、O三种元素组成，且都符合Cn(H2O)m的 通式，所以称之为碳水化合物。例如： 葡萄糖的分子式为C6H12O6，可表示为C6(H2O)6， 蔗糖的分子式为C12H22O11，可表示为C12(H2O)11等。 但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖C5H12O5（甲基 糖）；脱氧核糖C5H10O4。 有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。例如甲酸 （CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。因此，最好还 是叫做糖类较为合理。
二、分类 根据其单元结构分为： 单糖 —— 不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。 低聚糖——含2~10个单糖结构的缩合物。以二糖最为多见，如蔗糖、 麦芽糖、乳糖等。 多糖 ——含10个以上单糖结构的缩合物。如淀粉、纤维素等。
三、存在与来源 糖类化合物广泛存在于自然界，是植物进行光合作用的产物。植物 在日光的作用下，在叶绿素催化下将空气中的二氧化碳和水转化成葡 萄糖，并放出氧气：
19世纪末，20世纪初，费歇尔（E•Fischer）首先对糖进行了系统的 研究，确定了葡萄糖的结构。葡萄糖的构型如下：
H HO H H CHO OH H OH OH CH 2OH HO H HO HO CHO H OH H H CH 2OH
D-(+) 葡萄糖
L ( ) 葡萄糖
十六个己醛糖都经合得到，其中十二个是费歇尔一个人取得的（于 1890年完成合成）。所以费歇尔被誉为“糖化学之父”。也因而获得了 1902年的诺贝尔化学奖。（38岁出成果，50岁获诺贝尔化学奖）