第十九碳水化合物课件.ppt

1、第十九碳水化合物（优选）第十九碳水化合物碳水化合物可根据分子的大小分为三类 单糖本身为多羟基醛酮，不能水解为更简单的糖。如葡萄糖、果糖等。单糖一般是结晶固体，能溶于水，绝大多数单糖有甜味。低聚糖能水解为210个单糖的碳水化合物。如麦芽糖、蔗糖等都是二糖。低聚糖仍有甜味，能形成晶体，可溶于水。多糖能水解生成10个以上单糖的碳水化合物。一般天然多糖能水解生成100300个单糖。如淀粉、纤维素等都是多糖。多糖没有甜味，不能形成晶体（为无定形固体），难溶于水。(二)单糖(1)单糖的构型和标记(2)单糖的氧环式结构(3)单糖的构象(4)单糖的化学性质(5)脱氧糖(6)氨基糖(二)单糖 根据分子中所含碳的

2、个数，单糖可分为己糖、戊糖等。分子中含醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。例 CHOCHOHCHOHCHOHCHOHCH2OH12345654321CHOHCHOHCHOHCHOCH2OHCH2OHCHOCHOH123654321CH2OHCHOHCHOHCHOHCH2OHC=O己醛糖己酮糖戊醛糖丙醛糖4个 C*16个对映异构3个 C*8个对映异构8个对映异构3个 C*2个对映异构写糖的结构时，碳链竖置，羰基朝上，编号从靠近羰基一端开始。葡萄糖是一种己醛糖：CH2OHHOHOHHHHOHOHCHOCH2OHCHO或或(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛 或 D-(+)

3、-葡萄糖C=OCH2OHHOHOHHHHOCH2OHC=OCH2OHCH2OHC=O或或果糖是一种己酮糖：(3S,4R,5R)-1,3,4,5,6-五羟基-2-己酮或 D-(-)-果糖(1)单糖的构型和标记单糖的构型和标记 单糖构型的确定是以甘油醛为标准的。即单糖分子中距离羰基最远的手性碳原子与D(+)甘油醛的手性碳原子构型相同时，称为D型糖；反之，称为L型。下面是D醛糖的构型和名称 构型D/L与旋光方向(+)/()没有固定的关系 自然界中存在的糖通常是D型的。例如葡萄糖和果糖都是D型的。D-(+)-甘油醛D-(+)-葡萄糖D-(-)-核糖代表-CHO；代表-CH2OH；代表-OH。“”“”“

4、”环糊精一般由68个葡萄糖基通过1,4糖苷键结合而成，根据所含葡萄糖单位的个数(6，7或8)，分别称为、或环糊精(、或CD)。下面是D醛糖的构型和名称多糖是存在于自然界中的高聚物，是由几百个几千个单糖通过糖苷键相连而成的。麦芽糖分子式为C12H22O11，用无机酸或麦芽糖酶水解，只能得到葡萄糖，说明麦芽糖是由两分子葡萄糖失水而成纤维素硝酸酯又称为硝化纤维或硝化棉，它是由纤维素中的醇羟基与HNO3成酯而得多糖是存在于自然界中的高聚物，是由几百个几千个单糖通过糖苷键相连而成的。因为翻转后，a-键取代多，不稳定。淀粉经某种特殊酶水解得到的环状低聚糖称为环糊精(cyclodextrin,缩写CD)。纤

5、维素是自然界中分布最广的有机物，它在植物中所起的作用就像骨胳在人体中所起的作用一样，作为支撑物质。两种晶体溶于水后，比旋光度（D20）都将随着时间的改变而改变，最后逐渐变成D2052.如麦芽糖、蔗糖等都是二糖。多糖是存在于自然界中的高聚物，是由几百个几千个单糖通过糖苷键相连而成的。单糖具有还原性，多种氧化剂如溴水、硝酸、Fehling or Tollens试剂等，都能将单糖氧化。甘蔗中含蔗糖1620%，甜菜中含蔗糖1215%。淀粉存在于植物的根茎及种子中，大米中约含淀粉6282%、小麦5772%、土豆12 14%、玉米6572%。蔗糖是工业生产数量最大的天然有机化合物。(2)单糖的氧环式结构单

6、糖的氧环式结构 实验事实实验事实 葡萄糖有两种晶体葡萄糖有两种晶体 两种晶体溶于水后，比旋光度（D20）都将随着时间的改变而改变，最后逐渐变成D2052.5,发生所谓“变旋现象”。变旋现象变旋现象随时间的变化，物质的比旋光度逐渐地随时间的变化，物质的比旋光度逐渐地 增大或减小，最后达到恒定值的现象。增大或减小，最后达到恒定值的现象。葡萄糖五甲基葡萄糖四甲基葡萄糖（有醛的性质）（无醛的性质）（有醛的性质）H2O/H+(CH3)2SO4说明有一个甲氧基很特别，且与醛基有关易水解，说明葡萄分子中有五个O H，且其中一个与醛基有关以上两种实验现象无法用开链式得到解释。人们从下述反应中得到启发 CH3-

7、CH-CH2-CH2-CHOOHCH2CHOCHCH2OHH3C羟基醛环状半缩醛环状半缩醛CH2CH2OCHCH2CH2OH羟基醛OHCH2-CH2-CH2-CH2-CHO 葡萄糖中醛基碳的或位上也有羟基，也可以五元或六元环状半缩醛形式存在：CHOCH2OHOHH120。顺时针转成水平弯成环状CHOCH2OHOHHCHOCH2OHOHHOCH2OHOHHD-(+)-葡萄糖OCH2OHHOHD-(+)-葡萄糖20D=+112。m.p=146 C。20D=+19。m.p=150 C。氧环式（H a w orth 式）（H a w orth 式）氧环式开链式-OH从下面进攻羰基碳得-OH从上面进攻羰

8、基碳得 环的生成使原来的羰基碳变成了C（苷原子），生成了苷原子构型不同的两种氧环式结构D(+)葡萄糖苷羟基与C5上的CH2OH位于异侧（第一种结晶）；D(+)葡萄糖苷羟基与C5上的CH2OH位于同侧（第二种结晶）。D(+)葡萄糖与D(+)葡萄糖互为差向异构体或异头物。葡萄糖的环状半缩醛结构可以解释变旋现象 OCH2OHOHHD-(+)-葡萄糖OCH2OHHOHD-(+)-葡萄糖20D=+112。m.p=146 C。20D=+19。m.p=150 C。氧环式（H a w orth 式）（H a w orth 式）氧环式开链式36%64%极少室温下约占大约每隔2025个葡萄糖单位就会出现一个1,6

9、糖苷键相连的分支自然界中存在的糖通常是D型的。因为翻转后，a-键取代多，不稳定。麦芽糖酶专门水解葡萄糖苷；单糖与Fehling or Tollens的反应可用来区别还原糖和非还原糖。淀粉的水解过程可经过下列几步p 160165，有甜味，但不如葡萄糖甜。多糖能水解生成10个以上单糖的碳水化合物。结论麦芽糖是由两分子葡萄糖通过1,4糖苷键相连而成。淀粉的水解过程可经过下列几步两种晶体溶于水后，比旋光度（D20）都将随着时间的改变而改变，最后逐渐变成D2052.单糖与Fehling or Tollens的反应可用来区别还原糖和非还原糖。经水解、糊精化或化学试剂处理，改变淀粉分子中某些D吡喃葡萄糖基单

10、元的化学结构，称为淀粉的改性。多糖是存在于自然界中的高聚物，是由几百个几千个单糖通过糖苷键相连而成的。含氮量为10%12.根据分子中所含碳的个数，单糖可分为己糖、戊糖等。或 D-(-)-果糖纤维素硝酸酯又称为硝化纤维或硝化棉，它是由纤维素中的醇羟基与HNO3成酯而得淀粉经某种特殊酶水解得到的环状低聚糖称为环糊精(cyclodextrin,缩写CD)。葡萄糖的环状半缩醛结构还可解释实验事实(CH3)2SO4OCH3H2O/H+CH2OCH3CHOCH3OOCH3H3COCH2OCH3CHOHOOCH3H3COOCH3葡萄糖五甲基葡萄糖四甲基葡萄糖CHOHOCH2OHOHHOOH缩醛结构对稀酸不稳

11、定醚链，稳定 由于葡萄糖的环状半缩醛结构含有吡喃环（）结构，所以葡萄糖的六元氧环式结构的全称为：D（）吡喃葡萄糖 D（）吡喃葡萄糖 O在水溶液中，果糖主要以五元氧环式存在在水溶液中，果糖主要以五元氧环式存在 OHOH2CCH2OHOHHOOHH654321OHOH2CCH2OHOHHOOHH654321D-(-)-果糖D-(-)-果糖C=O654321(C5上羟甲基与苷羟基不同侧)(C5上羟甲基与苷羟基同侧)D-(-)-呋喃果糖D-(-)-呋喃果糖(3)单糖的构象单糖的构象 x射线研究表明，氧环式葡萄糖通常采取最稳定的椅式构象 D-(+)-葡萄糖OCH2OHHOHOOHOHHOCH2OHHOH

12、OOHOHHD-(+)-葡萄糖苷羟基和所有取代基都位于e-键 苷羟基位于a-键，稳定性大于 型稳定性不及 型64%极少36%室温下约占问题：问题：上述两种椅式构象能否翻转，进行a-、e-键互换形成另一种椅式构象？答案：答案：不能！因为翻转后，a-键取代多，不稳定。D-(+)-葡萄糖OCH2OHHOHOOHOHHOCH2OHHOHOOHOHHD-(+)-葡萄糖OCH2OHOHOHHOOHHOHOCH2OHOHOHHOHxx(4)单糖的化学性质(甲)氧化(乙)还原(丙)脎的生成(丁)苷的生成(4)单糖的化学性质单糖的化学性质(甲甲)氧化氧化 A A溴水氧化和硝酸氧化溴水氧化和硝酸氧化 单糖具有还原

13、性，多种氧化剂如溴水、硝酸、Fehling or Tollens试剂等，都能将单糖氧化。COOH葡萄糖酸Br2/H2O葡萄糖葡萄糖二酸HNO3COOHCOOHBr2/H2O醛糖糖酸酮糖xBr2/H2O问题：如何用化学方法区别葡萄糖和果糖？Br2/H2O葡萄糖果糖褪色不褪色解：根据糖二酸是否具有旋光性，可判断原来糖的手性中心是否对称排列。例 有对称面，无旋光性COOHHNO3COOH半乳糖半乳糖二酸纤维二糖由纤维素(如棉花）部分水解得到，它是一种白色晶体，m.两种晶体溶于水后，比旋光度（D20）都将随着时间的改变而改变，最后逐渐变成D2052.单糖具有还原性，多种氧化剂如溴水、硝酸、Fehlin

14、g or Tollens试剂等，都能将单糖氧化。淀粉存在于植物的根茎及种子中，大米中约含淀粉6282%、小麦5772%、土豆12 14%、玉米6572%。转化糖酶专门水解果糖苷。蔗糖既能被麦芽糖酶水解，又能被转化糖酶水解。4%（实际上达不到）。根据分子中所含碳的个数，单糖可分为己糖、戊糖等。低聚糖能水解为210个单糖的碳水化合物。以上两种实验现象无法用开链式得到解释。纤维素硝酸酯又称为硝化纤维或硝化棉，它是由纤维素中的醇羟基与HNO3成酯而得所以麦芽糖是还原糖，能与Fehlings or Tollens反应，能成脎，有变旋现象，并能使溴水褪色。A溴水氧化和硝酸氧化(4)单糖的化学性质多糖是存在

15、于自然界中的高聚物，是由几百个几千个单糖通过糖苷键相连而成的。葡萄糖的环状半缩醛结构还可解释实验事实淀粉的水解过程可经过下列几步像麦芽糖一样，纤维二糖完全水解后，只能得到两分子葡萄糖。纤维素在碱性条件下与卤代烷反应可得到纤维素醚，如甲基纤维素、乙基纤维素等。碳水化合物可根据分子的大小分为三类纤维二糖由纤维素(如棉花）部分水解得到，它是一种白色晶体，m.B BFehling or TollenFehling or Tollens s氧化氧化 醛糖和酮糖都能与Fehling or Tollens反应！糖（醛糖o r 酮糖）+Cu+2OH-Cu2O +氧化产物（红）糖（醛糖o r 酮糖）OH-+Ag

16、(NH3)2NO3Ag +氧化产物（银镜）单糖与Fehling or Tollens的反应可用来区别还原糖和非还原糖。定义：还原糖能与Fehling or Tollens发生反应的糖。酮糖能与酮糖能与Fehling or Tollens反应的原因反应的原因差向异构化差向异构化 在 OH催化下，糖发生两次烯醇式重排 OH-HOCH2C=O654321葡萄糖654321COH+甘露糖654321COH654321C-OHCHOHHOCH2C=O654321C-OH654321CHHOOH-甘露糖654321COH+654321COH葡萄糖C C高碘酸氧化高碘酸氧化 糖分子中含有邻二醇结构片断，因而

17、能与高碘酸反应，发生碳碳键断裂，每断一个碳碳键消耗1mol高碘酸。例如 葡萄糖CH2OHCHOHOHHHOHOHHOH 5HIO45HCOOH+HCHO这种反应是定量进行的，可用于糖的结构研究中。(乙乙)还原还原 单糖可被还原成糖醇。例 山梨糖醇葡萄糖D-CH2OHCH2OHD-葡萄糖醇H2/NiC=O山梨糖H2/NiCH2OHCH2OH(丙丙)脎的生成脎的生成 脎是不溶于水的亮黄色晶体，有一定的熔点。不同的糖脎，其晶形、熔点也不相同。一般地，不同的糖形成的糖脎亦不同，可通过显微镜观察脎的晶形来鉴别糖。葡萄糖D-H2N-NH-C6H5苯肼CH=N-NHC6H5H2N-NH-C6H52CH=N-

18、NHC6H5C=N-NHC6H5葡萄糖苯腙D-葡萄糖脎D-注意葡萄糖、果糖、甘露糖所生成的糖脎完全相同！注意葡萄糖、果糖、甘露糖所生成的糖脎完全相同！Why？虽然这三种糖所形成的糖脎完全相同，但成脎速度不同，仍可将它们区分。例如果糖成脎快于葡萄糖。葡萄糖D-甘露糖果糖C=O构型完全相同！(丁丁)苷的生成苷的生成 苷糖分子中，苷羟基上的氢原子被其他基团取代后所形成的衍生物。例甲基葡萄糖苷的生成 D-(+)-葡萄糖OCH2OHHOHOOHOHHOCH2OHHOHOOHOHHCH3OH干HCl（苷元）CH3OH干HCl（苷元）OCH2OHHOHOOHOCH3HOCH2OHHOHOOHHOCH3甲基葡

19、萄糖苷D-(+)-葡萄糖甲基葡萄糖苷缩醛结构，较稳定缩醛结构，较稳定不能在水溶液中通过开链式相互转变123456654321654321654321654321 糖酐具有缩醛结构，相对比较稳定。糖苷和糖苷在水溶液中不能通过开链式相互转变（糖苷的生成尤如将关着的门上锁，再打开时需钥匙酸）。糖苷具有一系列典型的缩醛性质不易被氧化，不易被还原，不与苯肼作用（无羰基），不与Fehling or Tollens作用（无还原性），对碱稳定，但对稀酸不稳定。糖苷在稀酸的作用下生成原来的糖和苷元（甲醇），在某些酶的作用下，糖苷也可发生水解反应。(5)脱氧糖脱氧糖 单糖分子中的羟基脱去氧原子后的多羟基醛或多羟基

20、酮，称为脱氧糖。例如 CHOCH2OHHHHOHHOHHOHCHOCH3HOHHHOHHOCHOCH3HOHHOHHHOHHO2-脱氧-D-核糖L-鼠李糖L-岩藻糖植物细胞壁成分L-甘露糖脱氧而成L-半乳糖脱氧而成藻类糖蛋白成分由核糖脱氧而成存在于DNA中(6)氨基糖氨基糖 糖分子中除苷羟基以外的羟基被氨基取代后的化合物，称为氨基糖。例如 壳聚糖经化学改性后是重要的造纸助留助滤剂。壳聚糖经化学改性后是重要的造纸助留助滤剂。OOHHOOHCH2OHO=C-CH3NH2-乙酰氨基-D-葡萄糖甲壳素的重复结构单元2-氨基-D-葡萄糖壳聚糖的重复结构单元CH2OHOOHHOOHNH2(三)二糖 蔗糖(

21、甲)蔗糖的结构(乙)蔗糖的性质(2)麦芽糖(3)纤维二糖(三)二糖 蔗糖蔗糖 蔗糖即白糖。甘蔗中含蔗糖蔗糖即白糖。甘蔗中含蔗糖1620%，甜菜中含蔗糖甜菜中含蔗糖1215%。蔗糖是无色结。蔗糖是无色结晶，晶，m.p 180，易溶于水，比葡萄糖，易溶于水，比葡萄糖甜，但不如果糖甜。甜，但不如果糖甜。世界上每年从甘蔗或甜菜中榨取五千万世界上每年从甘蔗或甜菜中榨取五千万吨以上的蔗糖。蔗糖是工业生产数量最吨以上的蔗糖。蔗糖是工业生产数量最大的天然有机化合物。大的天然有机化合物。(甲甲)蔗糖的结构蔗糖的结构 蔗糖水解后得到一分子蔗糖水解后得到一分子D葡萄糖和一分葡萄糖和一分子子D果糖，所以，它是由一分子

22、葡萄糖果糖，所以，它是由一分子葡萄糖和一分子果糖分子间失水而成的和一分子果糖分子间失水而成的 OHOH2CCH2OHOHHOOHH654321D-(-)-果糖D-(+)-葡萄糖180。OHOH2CCH2OHHOOHH654321HOD-(-)-果糖OCH2OHHOH124563-H2OOCH2OHH124563OOHOH2CCH2OHOHH654321HOOCH2OHCH2OHOHOHOCH2OHHOHOOHOH654321123456Haworth式（氧环式）构象式蔗糖D-呋喃果糖苷D-吡喃葡萄糖基D-吡喃葡萄糖苷D-呋喃果糖基蔗糖分子中无游离的醛基、苷羟基，既是蔗糖分子中无游离的醛基、苷羟

23、基，既是葡萄糖苷，又是葡萄糖苷，又是果糖苷。果糖苷。(乙乙)蔗糖的性质蔗糖的性质 A蔗糖是非还原糖蔗糖是非还原糖 蔗糖分子中无游离醛基、羰基、苷羟基，没有变旋现象，因而不能与Fehlings or Tollens反应，是非还原是非还原糖。糖。OCH2OHH124563OOHOH2CCH2OHOHH654321HOOCH2OHCH2OHOHOHOCH2OHHOHOOHOH654321123456Haworth式（氧环式）构象式蔗糖蔗糖B水解水解 蔗糖既能被麦芽糖酶麦芽糖酶水解，又能被转化糖酶转化糖酶水解。麦芽糖酶专门水解葡萄糖苷；转化糖酶专门水解果糖苷。蔗糖D-(+)-葡萄糖D-(-)-果糖+水

24、解。-92.4。+52.5+66。转化糖使偏振光左旋使偏振光右旋转化反应 转化反应蔗糖的水解反应。转化糖蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖的混合物。C酯化酯化 蔗糖硬脂酸甲酯+蔗糖单硬脂酸酯(蔗糖酯)+CH3OHNa2CO3酯交换新型食品乳化剂有羟基，能成酯对人体无害新型油脂代用品蔗糖硬脂酰氯+蔗糖三硬脂酸酯 有羟基，能成酯对人体无害Na2CO3(2)麦芽糖麦芽糖 麦芽糖是由淀粉在麦芽糖酶作用下部分水解而得到。麦芽糖也是白色晶体，m.p 160165，有甜味，但不如葡萄糖甜。麦芽糖分子式为C12H22O11，用无机酸或麦芽糖酶水解，只能得到葡萄糖，说明麦芽糖是由两分子葡萄糖失水而成 OHHOHH构象式

25、Haworth式（氧环式）即苷羟基苷羟基124563O124563OCH2OHOCH2OHHOCH2OHHOHOOHOH654321123456OCH2OHHOOH1,4-糖苷键 1,4-糖苷键 4O（D吡喃葡萄糖基）吡喃葡萄糖基）D吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷 麦芽糖分子中有苷羟基，有开链式与氧环式间的相互转换。所以麦芽糖是还原糖，能与Fehlings or Tollens反应，能成脎，有变旋现象，并能使溴水褪色。结论麦芽糖是由两分子葡萄糖通过1,4糖苷键相连而成。OHHOHH构象式Haworth式（氧环式）即苷羟基苷羟基124563O124563OCH2OHOCH2OHHOCH2OHHOHOO

26、HOH654321123456OCH2OHHOOH1,4-糖苷键 1,4-糖苷键(3)纤维二糖纤维二糖 纤维二糖由纤维素(如棉花）部分水解得到，它是一种白色晶体，m.p 225，可溶于水，有旋光性。像麦芽糖一样，纤维二糖完全水解后，只能得到两分子葡萄糖。但纤维二糖不能被麦芽糖酶水解，只能被无机酸或专门水解糖苷键的苦杏仁酶水解，所以纤维二糖是由1,4糖苷键将两分子葡萄糖相连而成 Haworth式（氧环式）即苷羟基纤维二糖O124563OCH2OH1,4-糖苷键 4-O-(-D-吡喃葡萄糖基)-D-吡喃葡萄糖苷构象式苷羟基OHH124563OCH2OH1,4-糖苷键 O21OCH2OHHOHOOH

27、6543OH123456OCH2OHHOOH 由于纤维二糖分子内有苷羟基，所以它是还原糖，与麦芽糖性质相似，由于纤维二糖分子内有苷羟基，所以它是还原糖，与麦芽糖性质相似，具有一般单糖的的性质具有一般单糖的的性质(四)多糖 淀粉(甲)直链淀粉(乙)支链淀粉(丙)淀粉的改性(丁)环糊精 纤维素(甲)纤维素的结构(乙)纤维素的性质及应用 还原糖能与Fehling or Tollens发生反应的糖。如麦芽糖、蔗糖等都是二糖。以上两种实验现象无法用开链式得到解释。麦芽糖也是白色晶体，m.D（）吡喃葡萄糖麦芽糖分子式为C12H22O11，用无机酸或麦芽糖酶水解，只能得到葡萄糖，说明麦芽糖是由两分子葡萄糖失

28、水而成纤维素在碱性条件下与卤代烷反应可得到纤维素醚，如甲基纤维素、乙基纤维素等。(甲)纤维素的结构在 OH催化下，糖发生两次烯醇式重排4O（D吡喃葡萄糖基）D吡喃葡萄糖苷环糊精的结构形似圆筒，略呈“V”字形。单糖分子中的羟基脱去氧原子后的多羟基醛或多羟基酮，称为脱氧糖。变旋现象随时间的变化，物质的比旋光度逐渐地 增大或减小，最后达到恒定值的现象。纤维素的分子式为（C6H10O5）n，其分子量远大于淀粉为160万240万，含葡萄糖基1万1.碳水化合物可根据分子的大小分为三类因为翻转后，a-键取代多，不稳定。4O（D吡喃葡萄糖基）D吡喃葡萄糖苷苷糖分子中，苷羟基上的氢原子被其他基团取代后所形成的衍

29、生物。两种晶体溶于水后，比旋光度（D20）都将随着时间的改变而改变，最后逐渐变成D2052.D(+)葡萄糖苷羟基与C5上的CH2OH位于同侧（第二种结晶）。(四)多糖 多糖是存在于自然界中的高聚物，是由几百个几千个单糖通过糖苷键相连而成的。最重要的多糖是淀粉和纤维素。(1)淀粉 淀粉存在于植物的根茎及种子中，大米中约含淀粉6282%、小麦5772%、土豆12 14%、玉米6572%。淀粉的水解过程可经过下列几步 淀粉糊精麦芽糖葡萄糖水解水解水解所以，淀粉可看作是葡萄糖的聚合物，亦可看作是麦芽糖的聚合物，其中的糖苷键为型。淀粉分为直链淀粉（10 20）%和支链淀粉（80 90%）。(甲甲)直链淀

30、粉直链淀粉 直链淀粉由1000个以上的D吡喃葡萄糖结构单位通过1,4糖苷键相连而成，分子量约为15万60万。1,4-糖苷键 O21OCH2OHHOOH6543OCH2OHHOOH654312OOCH2OHHOOH654312OO1,4-糖苷键 OCH2OHHOOH654312O1,4-糖苷键 麦芽糖单位 OCH2OHHOOHOHOHnn 1000即直链淀粉的分子通常是卷曲成螺旋形，这种紧密规程的线圈式结构不利于水分子的接近，因此不溶于冷水。直链淀粉的螺旋通道适合插入碘分子，并通过Van der Waals力吸引在一起，形成深蓝色淀粉碘络合物，所以直链淀粉遇碘显蓝色。(乙乙)支链淀粉支链淀粉 支

31、链淀粉的分子量为支链淀粉的分子量为100万万600万，约含万，约含620037000个个葡萄糖单位，它与直链淀粉的不同之处在于有许多支葡萄糖单位，它与直链淀粉的不同之处在于有许多支链，其中的葡萄糖单位除了以链，其中的葡萄糖单位除了以1,4糖苷键相连外，还糖苷键相连外，还有的以有的以1,6糖苷键相连。大约每隔糖苷键相连。大约每隔2025个葡萄糖单个葡萄糖单位就会出现一个位就会出现一个1,6糖苷键相连的分支糖苷键相连的分支 O21OOCH2OHHOOH6543OCH2OHHOOH654312O1OOCH2OHHOOH654321OOCH2HOOH65432O1,4-糖苷键 1,6-糖苷键 1,4-

32、糖苷键 3456OCH2OHHOOH123456OCH2OHHOOHO121,4-糖苷键(丙丙)淀粉的改性淀粉的改性 经水解、糊精化或化学试剂处理，改变淀粉分子中某些D吡喃葡萄糖基单元的化学结构，称为淀粉的改性。例如 淀粉-OH+m CH2=CHCN接枝共聚淀粉-O CH2-CH CH2-CH HCNCNxy淀粉-O CH2-CH CH2-CH HCONH2COONaxyH2O,NaOH水解超高吸水高分子-O-CH2-CH-CH2N(CH3)3 Cl-+淀粉OH阳离子淀粉，造纸湿强剂O CH2-CH-CH2N(CH3)3 Cl-+2,3-环氧丙烷三甲基氯化铵123淀粉-OH+(丁丁)环糊精环糊

33、精 淀粉经某种特殊酶水解得到的环状低聚糖称为环糊精(cyclodextrin,缩写CD)。环糊精一般由68个葡萄糖基通过1,4糖苷键结合而成，根据所含葡萄糖单位的个数(6，7或8)，分别称为、或环糊精(、或CD)。环糊精的结构形似圆筒，略呈“V”字形。环糊精结构如下图所示 环糊精的空腔内壁有疏水(亲油)性，而空腔外壁有疏油(亲水)性，组成环糊精的葡萄糖单位不同，其空腔大小各异。与冠醚相似，不同的环糊精可以包合不同大小的分子，这在有机合成上有重要的应用价值。例如，苯甲醚可与CD形成包合物，且甲氧基和其对位曝露在环糊精空腔之外，有利于新引入基团上对位 OCH3OCH3ClOCH3ClHOClH2O

34、CD+(40%)(60%)(4%)(96%)弱的氯化试剂(2)纤维素纤维素 纤维素是自然界中分布最广的有机物，它在植物中所起的作用就像骨胳在人体中所起的作用一样，作为支撑物质。(甲甲)纤维素的结构纤维素的结构 纤维素的分子式为（C6H10O5）n，其分子量远大于淀粉为160万240万，含葡萄糖基1万1.5万。水解纤维素的条件要苛刻一些，一般要在浓酸或稀酸加压下进行(C6H10O5)n(C6H10O5)4(C6H10O5)3H2O/H+H2O/H+纤维素纤维四糖纤维三糖(C6H10O5)2C6H12O6H2O/H+H2O/H+纤维二糖葡萄糖可见，纤维素是由许多葡萄糖通过1,4糖苷键相连而成 OO

35、1,4-糖苷键 OCH2OHHOOHOOCH2OHHOOHO1,4-糖苷键 OCH2OHHOOHOOCH2OHHOOH1,4-糖苷键 OCH2OHHOOHOOCH2OHHOOHOHOHn即这种反应是定量进行的，可用于糖的结构研究中。含氮量为10%12.单糖构型的确定是以甘油醛为标准的。D(+)葡萄糖苷羟基与C5上的CH2OH位于同侧（第二种结晶）。4%（实际上达不到）。环糊精一般由68个葡萄糖基通过1,4糖苷键结合而成，根据所含葡萄糖单位的个数(6，7或8)，分别称为、或环糊精(、或CD)。单糖一般是结晶固体，能溶于水，绝大多数单糖有甜味。多糖能水解生成10个以上单糖的碳水化合物。麦芽糖也是白

36、色晶体，m.淀粉的水解过程可经过下列几步(乙)纤维素的性质及应用(甲)纤维素的结构单糖具有还原性，多种氧化剂如溴水、硝酸、Fehling or Tollens试剂等，都能将单糖氧化。蔗糖水解后得到一分子D葡萄糖和一分子D果糖，所以，它是由一分子葡萄糖和一分子果糖分子间失水而成的p 160165，有甜味，但不如葡萄糖甜。4O（D吡喃葡萄糖基）D吡喃葡萄糖苷(2)单糖的氧环式结构纤维素硝酸酯又称为硝化纤维或硝化棉，它是由纤维素中的醇羟基与HNO3成酯而得单糖与Fehling or Tollens的反应可用来区别还原糖和非还原糖。D（）吡喃葡萄糖淀粉存在于植物的根茎及种子中，大米中约含淀粉6282%

37、、小麦5772%、土豆12 14%、玉米6572%。小结 淀粉和纤维素都是由D(+)吡喃葡萄糖分子间失水而成的高聚物。淀粉中的糖苷键是型的；纤维素中的糖苷键是型的；不同的糖苷键可被不同的酶水解。(乙乙)纤维素的性质及应用纤维素的性质及应用 纤维素不溶于水，没有还原性，不能与Fehling or Tollens反应，不能成脎，不能使溴水褪色。造纸造纸 原料纤维素木素及其他（含纤维素、木素）蒸煮工艺处理抄纸综合利用B.纤维素酯纤维素酯 纤维素醋酸酯纤维素醋酸酯 nOOCH2OHHOOH(CH3CO)2OH2SO4nOOOCOCH3H3CCOOOCCH3O三醋酸纤维素纤维素 工业上一般使用二醋酸纤维

38、素，用来制造人造丝、塑料、胶片等。纤维素硝酸酯纤维素硝酸酯 纤维素硝酸酯又称为硝化纤维或硝化棉，它是由纤维素中的醇羟基与HNO3成酯而得 nOOCH2OHHOOHHNO3H2SO4nOOONO2O2NOCH2ONO2若每个葡萄糖基上的三个羟基全部被硝化，含氮量为14.4%（实际上达不到）。含氮量为12.5%13.6%者，叫做高氮硝化棉，用来制火药等；含氮量为10%12.5%者，叫做低氮硝化棉（制塑料、喷漆、电影胶片等）。4O（D吡喃葡萄糖基）D吡喃葡萄糖苷纤维素的分子式为（C6H10O5）n，其分子量远大于淀粉为160万240万，含葡萄糖基1万1.p 225，可溶于水，有旋光性。纤维二糖由纤维

39、素(如棉花）部分水解得到，它是一种白色晶体，m.蔗糖是工业生产数量最大的天然有机化合物。纤维素硝酸酯又称为硝化纤维或硝化棉，它是由纤维素中的醇羟基与HNO3成酯而得单糖与Fehling or Tollens的反应可用来区别还原糖和非还原糖。(1)单糖的构型和标记纤维素在碱性条件下与卤代烷反应可得到纤维素醚，如甲基纤维素、乙基纤维素等。淀粉经某种特殊酶水解得到的环状低聚糖称为环糊精(cyclodextrin,缩写CD)。麦芽糖是由淀粉在麦芽糖酶作用下部分水解而得到。在 OH催化下，糖发生两次烯醇式重排(4)单糖的化学性质环的生成使原来的羰基碳变成了C（苷原子），生成了苷原子构型不同的两种氧环式结

40、构p 160165，有甜味，但不如葡萄糖甜。即单糖分子中距离羰基最远的手性碳原子与D(+)甘油醛的手性碳原子构型相同时，称为D型糖；两种晶体溶于水后，比旋光度（D20）都将随着时间的改变而改变，最后逐渐变成D2052.糖苷在稀酸的作用下生成原来的糖和苷元（甲醇），在某些酶的作用下，糖苷也可发生水解反应。(2)单糖的氧环式结构C 纤维素醚纤维素醚 纤维素在碱性条件下与卤代烷反应可得到纤维素醚，如甲基纤维素、乙基纤维素等。若用氯乙酸钠代替氯代烷，则可得到羧甲基纤维素(CMC)ClCH2COOHNaOHnOOCH2OHHOOH纤维素nOOHOOHCH2OCH2COONa羧甲基纤维素羧甲基纤维素钠nOOHOOHCH2OCH2COOHH+CMC