第十九章碳水化合物课件.ppt

1、曾昭琼曾昭琼有机化学有机化学第三版第三版CAICAI教学配套课件教学配套课件 主讲：谢启明主讲：谢启明 教授教授有机化学有机化学19-1 19-1 单单 糖糖 19-2 19-2 二二 糖糖 19-3 19-3 多多 糖糖第十九章第十九章 碳水化合物碳水化合物 引引 言言 碳水化合物又称为糖类，是植物光合作用的产物，是一类重要的天然有机化合物，对于维持动植物的生命起着重要的作用。 一、碳水化合物的涵义一、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

2、。引引 言言 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210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。 引引 言言 三、存在与来源三、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： 6H2O6CO2+C6H12O6 + 6O2

3、叶绿素日光 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。 第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构（一）单糖的构造式（一）单糖的构造式 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： CH2CH CH CH CH CHOOHOHOHOHO

4、H*CH2CH CH CH C CH2OOHOHOHOH*OH葡萄糖果糖第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构（二）、单糖的构型（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 在1951年以前还没有适当的方法测定旋光物质的真实构型。当时，为了研究方便，为了能够表示旋光物质构型之间的关系，就选择一些物质作为标准，并人为地规定他们的构型。第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构 D-（+）-甘油醛 L-（-）-甘油酸 标准物质的构型规定以后，其他旋光物质标准物质的构型规定

5、以后，其他旋光物质的构型可以通过化学转变的方法与标准物的构型可以通过化学转变的方法与标准物第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构 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，得到相应的糖类相对构型。第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构 19世纪末，20世纪初，费歇尔（EFischer）首先对糖进行了系统的研究，确定了葡萄糖的结构。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）

6、 HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHHOCHOHHOHHOHHOHCH2OHD -(+) ( )L葡 萄 糖葡 萄 糖第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构2构型的标记和表示方法构型的标记和表示方法 （1）构型的标记）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。 （2）构型的表示方法）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。 第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构OHCH2OHOHHOOHCHOCH2OHCHOOHCH2OHHOHHHHOOHHCHO

7、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。 CCCCOHHOHOHHHOHHCH2OHCHOCCH2OHCHHOHCCCHOHHHOHOOH123456第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构（三）、单糖的环状结构（三）、单糖的环状结构 开链结构能说明单糖的许多化学性质，但开链结构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：不能解释单糖的所有性质，如： 常温乙醇结晶得 高温醋酸结晶得 （型） （型) m.p 146 150新配溶液的D +112 +19新配溶液放置 D 逐渐减至52 逐渐增至52 变旋现象由变旋现象说明：由变

8、旋现象说明：单糖并不是仅以开链式存在，还有其它的存在形单糖并不是仅以开链式存在，还有其它的存在形第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构1氧环式结构氧环式结构 CH2OHCHOCH2OHCHOHO第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构2环状结构的环状结构的构型和构型和构型构型 CH2OHCOHCH2OHOHHOOHCCH2OHCHOHHHOOOOH型型开链式63%37%0.1%1911252构型生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在构型生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在同一侧。同一侧。构型生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟基在构型生成的半缩醛羟基与决定单糖构型的羟

9、基在第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构3环状结构的哈沃斯式（环状结构的哈沃斯式（Haworth）透视式）透视式 糖的半缩醛氧环式结构不能反映出各个基团的相对空间位置。为了更清楚地反映糖的氧环式结构，哈沃斯透视式是最直观的表示方法。 HOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOOHHOHHOHCH2OHHOHH-D-(+)-吡喃葡萄糖 -D-(+)-吡喃葡萄糖 第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构将链状结构书写成哈沃斯式的步骤如下：将链状结构书写成哈沃斯式的步骤如下： A、将碳链向右放成水平，使原基团处于左上、将碳链向右放成水平，使原基团处于左上右下的位置。右下的

10、位置。 OHCH2OHHOHHHHOOHHCHOOHHOHHHOHOHHCHOCH2OH112345623456第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构B、将碳链水平位置弯成六边形状。、将碳链水平位置弯成六边形状。 CH2CC CC CHOOHHHOHOHHOHHOH123456123456HCHOCH2OHOHHOHHOHHOH第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构 C C、以、以C C4 4-C-C5 5为轴旋转为轴旋转120120使使C C5 5上的羟基与醛基上的羟基与醛基接近，然后成环（因羟基在环平面的下面，它必须接近，然后成环（因羟基在环平面的下面，它必须旋

11、转到环平面上才易与旋转到环平面上才易与C C1 1成环。成环。 HCHOCH2OHOHHOHHOHHOHHCHOOHOHHOHHOHCH2OHHHOOHHOHHOHCH2OHHHOHHOOHHOHHOHCH2OHHOHH123456234561-型 -型 第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单糖的结构（四）单糖的构象（四）单糖的构象 研究证明，吡喃型糖的六元环主要是呈椅式构象存在与自然界的。 HOOHHHOHOHOHHHHOOHHHOHHOHHOH -型 -型37%63%CH2OHCH2OH 型是比较稳定的构象，因而在平衡体系中的含量也较多。 第一节第一节 单单 糖糖一、单糖的结构一、单

12、糖的结构（五）果糖的结构（五）果糖的结构 OHCH2OHHOHHCHHOCH2OHOHOOHCH2OHOHOHHOHHHHHOOHOHCH2OHOHHOHHHHCH2OHOHCH2OHHOHHHOHOCH2OHCH2OHOHHOHHHOHO111122223333444455556666123456D-(-)-D-(-)-呋喃果糖吡喃果糖-D-(-)-吡喃果糖-D-(-)-果糖呋喃果糖-D-(-)-第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 1成成脎脎反应反应 OHCH2OHHOHHHHOOHHCH=O 3C6H5NH-NH2OHCH2OHHOHHCHHOCHN-NH-C6H

13、5N-NH-C6H5+ C6H5NH2 + NH3+ H2OD-(+)-D葡萄糖脎葡萄糖OHCH2OHHOHHCHHOCH2OHO 3C6H5NH-NH2OHCH2OHHOHHCHHOCHN-NH-C6H5N-NH-C6H5+ C6H5NH2 + NH3+ H2OD-(-)-D果糖果糖脎（ ）脎葡萄糖第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 生成糖脎的反应是发生在C1和C2上。仅在第二碳上构型不同而其他碳原子构型相同的差向异构体，必然生成同一个脎。例如，D-葡萄糖、D-甘露糖、D-果糖的C3、C4、C5的构型都相同，因此它们生成同一个糖脎。 OHCH2OHHOHHHHOOH

14、HCH=OOHCH2OHHOHHCHHOCH2OHOD-(+)-D-(-)-葡萄糖果糖OHCH2OHHOHHHHOOHHCH=OD-(+)-甘露糖第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 （1）土伦试剂、费林试剂氧化（碱性氧化） 2氧化反应氧化反应 C6H12O6 + Ag(NH3)2+OH-C6H12O7 + AgC6H12O6 + Cu(OH)2C6H12O7 + Cu2O葡萄糖葡萄糖酸红色沉淀或果糖 凡是能被上述弱氧化剂氧化的糖，都称为还原糖，所以，果糖也是还原糖。第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 CCCH2OHCH2OHCOCH2OHHO

15、HOHabcbOHHOCCHCH2OHHOHCCOHCH2OHHOOHaOHH2OcD-(+)-D-( - )-D-(+)-葡 萄 糖甘 露 糖果 糖31%3%64%果糖具有还原性的原因：果糖具有还原性的原因： 第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 （2）溴水氧化（酸性氧化） 溴水能氧化醛糖，但不能氧化酮糖，因为酸性条件下，不会引起糖分子的异构化作用。可用此反应来区别醛糖和酮糖。 HOOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHOOHHOHHOHCH2OHHOHOBr2H2OOCH2OHHO HHCOOHOHHOHHOHHOHCH2OHDDD葡萄糖葡萄糖酸 内酯葡萄糖

16、酸 内酯第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 （3）硝酸氧化 HOOHHOHHOHCH2OHHOHHCHOOHHOHHOHHOHCH2OHDD葡萄糖 内酯葡萄糖二酸HNO3100HCOOHOHHOHHOHHOHCOOHOOOHOOHHHO（4）高碘酸氧化 糖类象其他有两个或更多的在相邻的碳原子上有羟基或羰基的化合物一样，也能被高碘酸所氧化，碳碳键发生断裂。第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 反应是定量的，每破裂一个碳碳键消耗一摩尔高碘酸。因此，此反应是研究糖类结构的重要手段之一。 HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHHCOOHHCHOHCO

17、OHHCOOHHCOOHHCOOH+ 5HIO4+第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 3还原反应还原反应 单糖还原生成多元醇。山梨醇、甘露醇等多元醇存在于植物中，山梨醇无毒，有轻微的甜味和吸湿性，用于化妆品和药物中合成维生素C。 第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 4递升和递降递升和递降 （1）递升将低一级的糖经与HCN加成而增加一个碳原子后，在水解、还原生成高一级的糖的方法称为递升。 CH2OHCHOCNCH2OHCNCH2OHHCNH2OHH2ONa-HgCO2COOHCH2OHCOOHCH2OHCCH2OHCCH2OHCHOCH2OHC

18、HOCH2OHOOOONa-HgCO2H2OHH2O第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 （2）递降从高一级糖减去一个碳原子而成低一级糖的方法称为递降。常用的递降法为沃尔（Wohl）递降法。 HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHNH2OHHCH=NOHOHHOHHOHHOHCH2OHHCNOAcAcOHHOAcHOAcCH2OAcCH(NHAc)2AcOHHOAcHOAcCH2OAcCHOHOHHOHHOHCH2OHNH3H乙酐高温第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 5成苷反应（生成配糖物）成苷反应（生成配糖物） HOOHHOHHOHCH2

19、OHHOHH 吡喃葡萄糖CH3OHHClHOOHHOHHOHCH2OHHOCH3H -D-(+)- m.P168 D20+ 158.9甲基半缩醛羟基（苷羟基）干HOOHHOHHOHCH2OHHHOH CH3OHHCl干 吡喃葡萄糖 -D-(+)-甲基HOOHHOHHOHCH2OHHHOCH3m.P115 D20- 34.2第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 注意几点：注意几点： HHOHOOHHOHHOHCH2OHHCH3OHHCl 甲基葡萄糖苷HHOOHHOHHOHCH2OHHOCH3五甲基葡萄糖 四甲基葡萄糖干(CH3)2SO4OHHHOOHOMeHOMeCH2O

20、MeHOCH3Me五甲基葡萄糖HHOOHOMeHOMeCH2OMeHOCH3MeHClH2OHHOOHOMeHOMeCH2OMeHOHMe 苷似醚不是醚，它比一般的醚键易形成，也易水解。 第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 苷用酶水解时有选择性 甲 基 葡 萄 糖 苷 型 葡 萄 糖型 葡 萄 糖HOOHHOHHOHCH2OHHOCH3H2OHOOHHOHHOHCH2OHHOHHHHOOHHOHHOHCH2OHHHOCH3HOOHHOHHOHCH2OHHHOH苦 杏 仁 酶麦 芽 糖 酶H2O 甲 基 葡 萄 糖 苷 糖苷没有变旋光现象，没有还原糖的反应。 糖苷在自然

21、界的分布极广，与人类的生命和生活密切相关。 第一节第一节 单单 糖糖二、单糖的化学性质二、单糖的化学性质 6甲基化反应甲基化反应 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。 第一节第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 1、戊糖和已糖、戊糖和已糖（1）戊糖）戊糖 D-核糖及D-2-脱氧核糖（D-2-deoxyribose）均以-呋喃环结构形式存在。D-核糖现在主要通过D-阿拉伯糖或D-阿拉伯糖酸的C-2差向异构化等反应制得。第一节第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 （2）

22、已糖）已糖 D-葡萄糖为无色晶体，易溶于水，有甜味，在植物果实、蜂蜜、动物血液、淋巴中均有游离的D-葡萄糖，人类血液中含量为0.080.1。工业上是将淀粉用酶解的方法得到。 D-果糖存在于果品中，是蔗糖的组成之一，D-果糖是一切糖类甜味剂中甜味最大的，游离的D-果糖存在于蜂蜜中。商品D-果糖可由蔗糖用酸水解或用酶转化得到，近来也用葡萄糖异构酶生产D-果糖。第一节第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 2 2、L L抗坏血酸（维生素抗坏血酸（维生素C C） 维生素C不是单糖，而是一个内酯，是一个L型不饱和糖酸的内酯。其分子中的双烯醇结构是它呈酸性和还原性的原因。第一节

23、第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 3、氨基糖、氨基糖 氨基糖是指单糖中的一个羟基，例如某些节肢动物（虾、蟹等）的甲壳内，就是由D-氨基葡萄糖形成的一个高聚物，叫作甲壳素。第一节第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 甲壳质分子是由N-乙酰基-D-氨基葡萄糖单位经-1,4-苷键长链结合而成。其结构与纤维素类似，主要区别在于C2原子上的OH基由乙酰氨基取代。甲壳质与稀酸共热后，分解成D-氨基葡萄糖和乙酸。第一节第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 4、糖苷、糖苷 单糖或低聚糖的半缩醛羟基与另一分子（称配基）

24、中的羟基、氨基、硫羟基等失水生成一种缩醛称为糖苷。 木薯苷存在于木薯中。木薯未经处理，蒸熟食用，容易中毒，就是因木薯苷水解放出氢氰酸造成。 第一节第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 苦杏仁苷存在于苦杏仁中。糖的部分是两分子葡萄糖通过C1位上的-半缩醛羟基和另一分子葡萄糖6位碳上的羟基失水结合，后者再以C1位上的-羟基和苦杏仁腈结合，如用酶分解则产物为苯甲醛、氢氰酸和两分子D-葡萄糖。 第一节第一节 单单 糖糖三、重要的单糖及其衍生物三、重要的单糖及其衍生物 D-核糖常与多种含氮碱基成苷的形式存在，如生物体内能量的主要来源物质ATP，有一个高能的焦磷酸键，每水解出

25、一个磷酸，释放出28千焦的热，很多有机体利用这个去发生许多由热力学上看是不利于进行的反应。 第二节第二节 二二 糖糖一一 概概 说说二、还原性二糖二、还原性二糖 第二节第二节 二二 糖糖一、概一、概 说说 单糖分子中的半缩醛羟基（苷羟基）与另一分子单糖中的羟基（可以是苷羟基，也可以是其他羟基）作用，脱水而形成的糖苷称为二糖。 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。 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。 第二节第二节 二二 糖糖一、概一、概 说说1. 双糖的两种可能连接方式双糖的两种可能连接方式 （1） 通过两个单糖分子的半缩醛羟基脱去一分子

26、水而相互连接成非还原性二糖非还原性二糖：第二节第二节 二二 糖糖一、概一、概 说说 （2）通过第一个单糖分子的半缩醛羟基与第二个分子中的醇羟基（如C-4的羟基）脱去一分子水而相互连接的还原性二糖还原性二糖：第二节第二节 二二 糖糖一、概一、概 说说2. 非还原性和还原性双糖非还原性和还原性双糖 非还原性双糖：非还原性双糖：无半缩羟基，不能由环式转变成开链的醛式。这种双糖不能成脎，没有变旋现象，也没有还原性。如蔗糖。 还原性双糖：还原性双糖：有一个半缩醛羟基，在溶液中它可以变成醛式，有变旋现象，能生成脎，有还原性。如纤维二糖，乳糖和麦芽糖。第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 （

27、一）麦芽糖（一）麦芽糖 1来源 在淀粉酶催化下由淀粉水解而得。 2性质 与葡萄糖相似 。麦芽糖麦芽糖酸有黄 （有麦芽糖脎生成）Ag(NH3)2OHCu(NH3)2C6H5NHNH2 D20型3AgCu2O+有变旋光现象型 D20= +168= +112137说明麦芽糖有游离的苷羟基，第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 麦芽糖糖苷酶（麦芽糖酶）水解糖苷酶（苦杏仁酶）水解2molX葡萄糖说明麦芽糖是一种葡萄糖苷3麦芽糖的结构 Br2(H2O)(CH3)2SO4NaOHHH2O麦芽糖麦芽糖酸八 甲基麦芽糖酸OHOOHOMeHOMeCH2OMeHHOHHOOHHOMeHOMeCH2O

28、MeHHOHMe+ 说明为-1,4苷键结合第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 HOOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHCH2OHHHOHO苷羟基有 型和 型，故有变旋光性羟基未成苷，为还原性糖-1,4 -苷键第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 （二）纤维二糖（二）纤维二糖 纤维二糖与麦芽糖的唯一区别是苷键的构型不同。HOOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHCH2OHHHOH- 1 ,4 -苷 键O第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 （三）乳糖（三）乳糖 存在于哺乳动物的乳汁中，人乳中含乳糖58%，牛乳中寒乳糖46%。乳糖

29、的甜味只有蔗糖的70%。牛奶变酸是因为其中所含乳糖变成了乳酸之故。 OHOHHOHHOHCH2OHHHHOHOHHOHCH2OHHHOHOD-吡喃葡萄糖 -D-吡喃半乳糖-1,4 -苷键第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 性质：具有还原糖的通性。 -型半乳糖 -型半乳糖 D20= + 92.6 D20= + 34.2455.3第二节第二节 二二 糖糖三、非还原性二糖三、非还原性二糖 非还原性二糖主要是蔗糖蔗糖，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。但蔗糖一般不存在于动物体内。 1、蔗糖的结构、蔗糖的结构 HH2OD-(+)-D-(-)-Ag(N

30、H3)2CH3OHHCl(CH3)2SO4NaOH2,3,4,6-1,3,4,6-HH2O葡萄糖+果糖无反应，说明两个糖的苷羟基都参与成苷。四 甲基葡萄糖四 甲基果糖-O-O-麦芽糖酶（ 糖酶 ）蔗糖酶（ 呋喃果糖酶 ）D-(+)-葡萄糖D-(-)-果糖蔗糖第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 HOOHHOHHOHCH2OHHHCH2OHOOHHOHHOHCH2OHD葡萄糖单位果糖单位D是D果糖翻转180以后的构型 123456第二节第二节 二二 糖糖二、还原性二糖二、还原性二糖 2蔗糖的性质蔗糖的性质 （1）不能与土伦试剂和费林试剂反应（无游离的醛基）。 （2）不能与苯肼反应

31、。 （3）无变旋光现象。 （4）蔗糖水解后，旋光度发生改变。 蔗 糖H3O葡 萄 糖 + 果 糖 D20= 66.5 D20-9252= 20第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 二、淀粉二、淀粉 三、糖原三、糖原四、果胶四、果胶 第三节第三节 多多 糖糖 多糖是重要的天然高分子化合物，是由单糖通过苷键连接而成的高聚体。 多糖与单糖的区别是：无还原性，无变旋光现象，无甜味，大多难溶于水，有的能和水形成胶体溶液。 在自然界分布最广，最重要的多糖是淀粉和纤维素。 第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 纤维素是构成植物细胞壁及支柱的主要成分。 含纤维素

32、 分子量 棉花 90% 以上 57万 亚麻 8 184万 木材 40 60% 9-15万1纤维素的结构纤维素的结构 第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 OOHOHCH2OHOOOOHOHCH2OHOOOHOHCH2OHOOOHOHCH2OHOn2. 人造纤维（再生纤维）人造纤维（再生纤维） 把较短的棉纤维溶在适当溶剂内，然后把这个溶液压过极细的小孔，就可得到细长的丝状物质，干燥后就可供纺织用。这样改造的纤维素称为人造纤维。 第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 （1）酮氨法 酮氨液是纤维素的良好溶剂，它使纤维素剧烈的润胀，然后溶解。纤维素的铜氨

33、溶液在稀无机酸存在下，纤维素即由溶液中沉淀出来。工业上把纤维素的铜氨溶液过滤后经过细孔压入稀硫酸中，纤维素就成为细丝而再生出来。这样获得的人造纤维比天然丝还细两倍。第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 （2）胶丝法 纤维素黄原酸盐加少量的水，可以得到粘稠的溶液。把这个溶液通过细孔，再进入稀硫酸内，黄原酸盐就被分解变成细长丝状的纤维素。第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 （3）纤维素硝酸酯 实际上纤维素分子中的三个羟基不可能都完全酯化。因此，硝化纤维素的酯化度常用含氮量来表示。纤维素的三个羟基都酯化后，理论上含氮量为14.4%，高氮硝化纤维素通常

34、用来制造火药，低氮硝化纤维素常用来制造塑料、喷漆等。第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 （4）醋酸纤维 纤维素用乙酐乙酰基化后得纤维素乙酸酯，俗称醋酸纤维素。 醋酸纤维素比硝化纤维素的较大的优点，对光稳定、不燃烧，故在制造胶片等制品方面已逐渐代替了硝化纤维素。第三节第三节 多多 糖糖一、纤维素及其应用一、纤维素及其应用 （5）纤维素醚 纤维素中多少羟基参与反应，决定产品的性质。 它在造纸工业上可用作胶料，在纺织工业上可用作经纱上浆代替淀粉。 第三节第三节 多多 糖糖二、淀粉二、淀粉 淀粉大量存在于植物的种子和地下块茎中，是人类的三大食物之一。淀粉用淀粉酶水解得麦芽糖，

35、在酸的作用下，能彻底水解为葡萄糖。所以，淀粉是麦芽糖的高聚体。淀粉是白色无定形粉末，有直链淀粉和支链淀粉两部分组成。 直链淀粉可溶液热水，又叫可溶性淀粉，占10-20%。 支链淀粉不溶性淀粉，占80-90%。 第三节第三节 多多 糖糖二、淀粉二、淀粉 1直链淀粉直链淀粉 OOHOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOOHOHOHCH2OHOnO1,4苷键葡萄糖聚分子量在 万 万之间即含 个 葡萄糖单位2200120 1200淀粉的一级结构：淀粉的二级结构：第三节第三节 多多 糖糖二、淀粉二、淀粉 淀粉的三级结构：第三节第三节 多多 糖糖二、淀粉二、淀粉 不溶于冷水，不能发

36、生还原糖的一些反应，遇碘显深蓝色，可用于鉴定碘的存在。 每一螺圈约含六个葡萄糖单位 螺旋状空穴正好与碘的直径相匹配，允许碘分子进入空穴中，形成包合物而显色。淀粉碘包合物（深蓝色），加热解除吸附，则蓝色退去。 第三节第三节 多多 糖糖二、淀粉二、淀粉 2支链淀粉（不溶性淀粉）支链淀粉（不溶性淀粉） 支链淀粉中D-葡萄糖单位也通过-1,4-苷键连接成一直链，此直链上又可通过-1,6-苷键形成侧链，在侧链上会出现另一个分支侧链。因此结构很复杂，呈树枝形分支结构。第三节第三节 多多 糖糖二、淀粉二、淀粉 3. 环糊精环糊精 环糊精是612个D-葡萄糖单位-1，4-苷键连接成的环，其六、七、八聚体可一一

37、分离出来。 第三节第三节 多多 糖糖二、淀粉二、淀粉 由于环胡精中间有个空穴，可以包含适当大小的有机物而溶于水溶液中。环胡精的这个性质现已广泛应用于有机物的分离、合成和医药工业中，如：第三节第三节 多多 糖糖三、糖原三、糖原 糖原（或称肝糖，glycogen）为动物体内贮存的主要多糖，相当于植物体内的淀粉。因此糖原也称为动物淀粉，它的结构与支链键淀粉很相象，但分支更多一些，相对分子质量约为270 000至100 000 000左右。 高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原，人类的肝脏中，糖原的含量是肝脏的干重的百分之十左右。当体内需要时，在酶的作用下，糖原分解-D-葡萄糖-1-磷酸酯，再进行各种反应，后者是生物体中一个重要的中间体。第三节第三节 多多 糖糖四、果胶四、果胶 果胶存在于植物中（特别是果实），是一种易于胶凝的多糖结构物质。它的基础是D半乳糖醛酸，它的羧基部分甲酯化，具有下列链结构： 果胶的特殊性质是它在酸和糖的存在下能生成胶冻。因此，它可以用来制造冻胶、果酱和其它食品。