有机化学课件(00008)市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第十四章第十四章 糖类化合物糖类化合物学习要求：学习要求：1.掌握单糖结构-开链式及哈沃斯式书写2.掌握单糖结构特点及化学性质3.了解二糖、多糖结构特点及普通性质第1页最早发觉和利用糖类物质如葡萄糖、蔗糖、淀粉等都是由碳、氢、氧三种元素组成，而且氢原子与氧原子之比恰为，与水组成一样，并且都可用Cm(H2O)n通式来表示，称为碳水化合物。不准确：糖类糖类化合物：化合物：是一类多羟基醛或多羟基酮以及水解产物为多羟基醛或多羟基酮一类有机化合物。第2页分类：分类：1.单糖：单糖：不能水解多羟基醛（称醛糖）或多羟基酮（称酮糖）。如葡萄糖、果糖等。2.低聚糖：低聚糖：水解后能生成个分子单糖糖统称为低聚糖，如蔗糖、麦芽糖等 3.多糖：多糖：水解后能生成很多分子单糖糖称为多糖。如淀粉、纤维素 1 单糖单糖一、单糖概述一、单糖概述1.含义含义多羟基醛或酮，是组成低聚糖和多糖基本单位。第3页2.分类分类依据碳原子数目分为：丙糖、丁糖、戊糖等。分子结构特点：含有醛基称醛糖，含有酮基称酮糖。二者结合起来，常使用俗名。单糖中最主要，分布最广是己醛糖中葡萄糖和己酮糖中果糖。二、单糖结构二、单糖结构1.单糖开链结构单糖开链结构以葡萄糖为例讨论单糖结构：第4页平面结构：平面结构：立体结构：立体结构：24=16，8个D型,8个L型葡萄糖就是这十六个异构体中一个。碳链增加方法推导出来.第5页第6页按照此法最终可得到8个D型己醛糖。一样方法还能够由()甘油醛推导出己醛糖八个型异构体，它们分别与构型八个异构体是对映体。第7页第8页2.单糖环状结构单糖环状结构变旋现象变旋现象开链结构无法解释：不与亚硫酸氢钠发生加成反应；只与一分子醇作用即可生成稳定缩醛型化合物。有两种不一样晶体葡萄糖：酒精中结晶：熔点为146，比旋光为+112吡啶中结晶：熔点为150，比旋光为+19变旋现象：变旋现象：把两种不一样葡萄糖分别溶解于水中，比旋光都逐步发生改变，最终都变到+52。第9页单糖氧环式结构单糖氧环式结构红外光谱和核磁共振谱证实葡萄糖中不存在醛基特征峰，射线衍射法证实结晶状态葡萄糖是以六元环存在。平衡时：64%极少许36%第10页型：型：型：型：差向异构体：差向异构体：解释变旋现象及一些其它问题产生变旋现象条件：产生变旋现象条件：活泼半缩醛羟基活泼半缩醛羟基吡喃环；呋喃环第11页哈武斯（、哈武斯（、Haworth）透视式）透视式以葡萄糖为例说明标准链状费歇尔投影式变成哈标准链状费歇尔投影式变成哈武武斯式斯式过程：过程：第12页第13页第14页链状费歇尔投影式转变成哈沃斯式通用写法：通用写法：a.吡喃型氧在右上角氧在右上角C1C6顺时针顺时针呋喃型b.将标准费歇尔式碳键右侧基团右侧基团或原子写在哈沃斯式环平面下方下方；左侧基团或原子写在环平面上方左侧基团或原子写在环平面上方。c.D-型糖型糖，-CH2OH 环上；半缩醛羟基在环下环上；半缩醛羟基在环下，环上，环上d.L-型糖型糖，-CH2OH 环下；半缩醛羟基在环上环下；半缩醛羟基在环上，环下，环下第15页在使用哈沃斯式时，有时为了书写需要，其环平面能够在垂直纸平面情况下旋旋 转转，此时成环碳原子位次仍是顺时针方向排列，而且环上碳原子连接基团上下位置不变；有时环平面也能够翻转翻转，但此时成环碳原子位次为反时针排列。第16页命名以下化和物命名以下化和物1.2.第17页第18页单糖构象式单糖构象式稳定三、单糖物理性质三、单糖物理性质单糖都是无色结晶，极易溶于水，可溶于乙醇，不易溶解于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂。单糖（除丙酮糖外）都有旋光性及变旋现象。单糖和二糖都有甜味，各种糖甜度不一样，果糖是当前已知甜度最大糖。第19页四、单糖化学性质四、单糖化学性质羰基和羟基性质以及二者相互影响所展现性质。单糖中羰基性质单糖中羰基性质1.稀碱液中异构化稀碱液中异构化差向异构体差向异构体第20页2.氧化反应氧化反应 在碱性溶液中氧化在碱性溶液中氧化醛糖：被弱氧化剂氧化酮糖：也能被弱氧化剂氧化。原因：烯碱液中异构化还原性糖还原性糖在酸性溶液中氧化在酸性溶液中氧化弱氧化剂比如溴水不能氧化酮糖而只能氧化醛糖，使醛基氧化为羧基。第21页不反应利用溴水能够判别葡萄糖和果糖利用溴水能够判别葡萄糖和果糖第22页酸性强氧化剂比如硝酸酸性强氧化剂比如硝酸不但能氧化醛基而且能氧化羟甲基，能使醛糖氧化成糖二酸。第23页 生物体内氧化生物体内氧化3.还原反应还原反应在催化加氢或酶作用下，都可使单糖还原成多元醇。第24页第25页4.成脎反应成脎反应22第26页糖脎都是不溶于水黄色结晶，不一样糖脎结晶形状不一样，在反应中生成速度也不一样，而且各自有固定熔点，能够依据糖脎结晶形状，生成速度及熔点来判定糖。成脎条件：假如只是1、2上所连基团或构型不一样，而其它碳原子构型完全相同时，它们必生成同一个糖脎。单糖中羟基性质单糖中羟基性质1.成酯反应成酯反应单糖环状结构中全部羟基，在适当条件中都能酯化。第27页第28页1-磷酸-D-葡萄糖(酯)6-磷酸-D-葡萄糖(酯)2.成苷反应成苷反应第29页糖苷分子中，糖部分叫糖基糖基，非糖部分叫配糖基配糖基或苷元或苷元，连接糖基与配糖基键叫苷键苷键。生成苷之后，糖苷分子中没有半缩醛羟基，就不能变成开链糖，当然就没有还原性、成脎，变旋现象没有还原性、成脎，变旋现象等性质了，但却易发生水解。等性质了，但却易发生水解。第30页3.成醚反应成醚反应1,2,3,4,6-五-O-甲基-D-葡萄糖甲苷第31页2,3,4,6-四-O-甲基-D-葡萄糖 呈色反应呈色反应单糖能与浓酸作用，脱水生成糠醛或它衍生物：第32页在一定条件下，糠醛及其衍生物能与一些酚类、蒽酮等作用生成各种不一样有色物质：1.莫力许反应莫力许反应：全部糖（包含二糖和多糖）都能与浓硫酸和萘酚反应生成紫色物质。2.西列瓦诺夫反应：西列瓦诺夫反应：酮糖与间苯二酚在浓盐酸存在下加热，两分钟内生成红色物质；醛糖也有类似反应，但比酮糖要慢得多。3.蒽酮反应：蒽酮反应：全部糖都能与蒽酮浓硫酸溶液作用生成兰绿色物质。第33页五、主要单糖及其衍生物五、主要单糖及其衍生物1.核糖及脱氧核糖第34页2.葡萄糖3.果糖2二糖一、二糖概述一、二糖概述二糖是由两个单糖脱水缩合而成。两个单糖脱水生成二糖有两种方式：第一个：第一个：一个单糖半缩醛羟基和另一个单糖非半缩醛羟基脱水生成二糖，分子中还保留一个半缩醛羟基。这类二糖就叫还原性二糖还原性二糖，如麦芽糖，乳糖，纤维二糖等。第35页第二种第二种是两个单糖都用半缩醛羟基脱水，这时生成二糖分子中就无半缩醛羟基。这类二糖叫非还原性二糖非还原性二糖，如蔗糖。二、还原性二糖二、还原性二糖麦芽糖麦芽糖由一分子葡萄溏1上半缩醛羟基与另一个葡萄糖4上非半缩醛羟基脱水后，经过苷键结合而成：第36页性质：性质：含有变旋现象；被弱氧化剂氧化，并能含有变旋现象；被弱氧化剂氧化，并能 与苯肼成脎。与苯肼成脎。2.纤维二糖纤维二糖第37页三、非还原性二糖三、非还原性二糖1.蔗糖蔗糖由一个分子葡萄糖1上半缩醛羟基与另一个果糖2上半缩醛羟基，脱去一个分子水，经过，苷键连接而成，苷键连接而成：性质：性质：无变旋现象，无还原性，也不能成脎。无变旋现象，无还原性，也不能成脎。第38页3 多多 糖糖含义：含义：多糖是由许多相同或不一样单糖及单糖衍生物以苷键结合而成一类高分子化合物。分类：分类：全部多糖都是非还原性糖。全部多糖都是非还原性糖。第39页淀粉普通可分为两种：一个是直链淀粉直链淀粉，约占淀粉；另一个是支链淀粉支链淀粉，约占淀粉。这两种淀粉结构和理化性质都有差异。直链淀粉：直链淀粉：1000个以上-D-葡萄糖经过-1,4-苷键连接在一起；因为分子内氢键作用，使链卷曲盘旋呈螺旋状，每个螺旋圈大约有六个葡萄糖单位。直链淀粉轻易溶解在热水里，遇碘产生蓝色，可全部被淀粉酶水解成麦芽糖。一、淀粉一、淀粉第40页第41页支链淀粉：支链淀粉：支链淀粉分子比直链淀粉分子更大，它是一个高度分枝化结构分枝化结构：直链之间以-1,4-苷键连接，支链之间以-1,6-苷键连接；支链淀粉不溶于水，在热水中吸水糊化生成极粘稠溶液，遇碘产生紫红色，在淀粉酶作用下只有水解成麦芽糖。第42页淀粉遇碘变蓝原因：淀粉遇碘变蓝原因：并不是淀粉与碘之间形成了化学键，而是直链淀粉呈螺旋状结构，这些螺旋中间刚好能容纳碘分子钻入，形成一个复合物从而改变了碘原有颜色而成为深兰色。第43页