1、第十三章 碳水化合物碳水化合物也稱糖，是自然界存在最廣泛的一類有機(jī)物。它們是動(dòng)、植物體的重要成分，又是人和動(dòng)物的主要食物來(lái)源。 碳水化合物由碳、氫、氧三種元素組成。人們最初發(fā)現(xiàn)這類化合物，除碳原子外，氫與氧原子數(shù)目之比與水相同，可用通式Cm(H2O)n表示，形式上像碳和水的化合物，故稱碳水化合物。從分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)看，碳水化合物是一類多羥基醛或多羥基酮，以及能夠水解生成多羥基醛或多羥基酮的有機(jī)化合物。碳水化合物按其結(jié)構(gòu)特征可分為三類：1單糖：不能水解的多羥基醛或多羥基酮。是最簡(jiǎn)單的碳水化合物，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、山梨糖等。2低聚糖：也稱為寡糖，能水解產(chǎn)生210個(gè)單糖分子的化合物。根

2、據(jù)水解后生成的單糖數(shù)目，又可分為二糖、三糖、四糖等。其中最重要的是二糖，如蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、乳糖等。3多糖：水解產(chǎn)生10個(gè)以上單糖分子的化合物。如淀粉、纖維素、糖元等。第一節(jié) 單 糖一、 單糖的分類按照分子中的羰基，可將單糖分為醛糖和酮糖兩類；按照分子中所含原子的數(shù)目，又可將單糖分為丙糖，丁糖，戊糖和己糖等。這兩種分類方法常結(jié)合使用。例如，核糖是戊醛糖，果糖是己酮糖等。在碳水化合物的命名中，以俗名最為常用。自然界中的單糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布最為普遍。例如，戊醛糖中的核糖和阿拉伯糖，己醛糖中的葡萄糖和半乳糖，己酮糖中的果糖和山梨糖，都是自然界存在的重要單糖。二、 單糖的結(jié)構(gòu)（一）單

3、糖的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 最簡(jiǎn)單的單糖是丙醛糖和丙酮糖，除丙酮糖外，所有的單糖分子中都含有手性碳原子，因此都有旋光異構(gòu)體。如己醛糖分子中有四個(gè)手性碳原子，有24=16個(gè)立體異構(gòu)體，葡萄糖是其中的一種；己酮糖分子中有三個(gè)手性碳原子，有23=8個(gè)旋光異構(gòu)體。單糖構(gòu)型通常采用D、L構(gòu)型標(biāo)記法標(biāo)記，即以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，若單糖分子中距羰基最遠(yuǎn)的手性碳原子（倒數(shù)第二個(gè)碳原子）的構(gòu)型和D-甘油醛相同，則該糖為D-構(gòu)型，反之為L(zhǎng)-構(gòu)型。如： D-（+）-甘油醛 D-醛糖 D-酮糖 L-（-）-甘油醛 L-醛糖 L-酮糖凡由D-(+)-甘油醛經(jīng)過(guò)逐步增長(zhǎng)碳鏈的反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成的醛糖，其構(gòu)型為D-構(gòu)型；由L-(-)-甘油醛經(jīng)過(guò)逐步

4、增長(zhǎng)碳鏈的反應(yīng)轉(zhuǎn)變成的醛糖，其構(gòu)型為L(zhǎng)-構(gòu)型。例如，從D-甘油醛出發(fā)，經(jīng)與HCN加成、水解、內(nèi)酯化、再還原，可得兩種D-構(gòu)型的丁醛糖。在D-(+)-甘油醛與HCN的加成過(guò)程中，CN-可以從羰基所在平面的兩側(cè)進(jìn)攻羰基碳原子，從而派生出兩個(gè)構(gòu)型相反的新手性碳原子。由于原來(lái)甘油醛中手性碳原子的構(gòu)型在整個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中保持不變，因此兩種丁醛糖仍為D-構(gòu)型，分別稱為D-(-)-赤蘚糖和D-(-)-蘇阿糖。同樣，可以導(dǎo)出四種D-型戊醛糖、八種D-型己醛糖。為簡(jiǎn)便起見，在構(gòu)型式中可以省去手性碳原子上的氫原子，并以半短線“-”表示手性碳原子上的羥基，用一豎線表示碳鏈。自然界存在的單糖絕大部分是D-構(gòu)型。列出了由D

5、-(+)-甘油醛導(dǎo)出的D-型醛糖，其中最重要的是D-(-)-赤蘚糖、D-(-)-核糖、D-(-)-阿拉伯糖、D-(+)-木糖、D-(+)-葡萄糖、D-(+)-甘露糖和D-(+)-半乳糖。D-醛糖的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)從L-甘油醛出發(fā)，也可導(dǎo)出L-構(gòu)型的醛糖，它們與D-構(gòu)型的醛糖互為對(duì)映體。例如，D-(+)-葡萄糖與L-(-)-葡萄糖是對(duì)映體，它們的旋光度相同，旋光方向相反。 D-(+)-葡萄糖 L-(-)-葡萄糖 二、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu) 1單糖的變旋現(xiàn)象 人們?cè)谘芯繂翁堑膶?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，D-葡萄糖能以兩種結(jié)晶存在，一種是從酒精溶液中析出的結(jié)晶，熔點(diǎn)為146，比旋光度為+112.2；另一種是從吡啶中析出的結(jié)晶，熔點(diǎn)

6、為150，比旋光度為+18.7。將其中任何一種結(jié)晶溶于水后，其比旋光度都會(huì)逐漸變成+52.7并保持恒定。象這種比旋光度發(fā)生變化（增加或減小）的現(xiàn)象稱為變旋現(xiàn)象。另外，從葡萄糖的鏈狀結(jié)構(gòu)看，具有醛基，能與HCN和羰基試劑等發(fā)生類似醛的反應(yīng)，但在通常條件下卻不與亞硫酸氫鈉起加成反應(yīng)；在干燥的HCl存在下，葡萄糖只能與一分子醇發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的縮醛。這些事實(shí)無(wú)法從開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)得到圓滿地解釋。 2單糖的環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu) 醛與醇能發(fā)生加成反應(yīng)，生成半縮醛。D-葡萄糖分子中，同時(shí)含有醛基和羥基，因此能發(fā)生分子內(nèi)的加成反應(yīng)，生成環(huán)狀半縮醛。實(shí)驗(yàn)證明，D-(+)-葡萄糖主要是C5上的羥基與醛基作用，生成六元環(huán)的半

7、縮醛（稱氧環(huán)式）。對(duì)比開鏈?zhǔn)胶脱醐h(huán)式可以看出，氧環(huán)式比開鏈?zhǔn)蕉嘁粋€(gè)手性碳原子，所以有兩種異構(gòu)體存在。兩個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的葡萄糖是一對(duì)非對(duì)映異構(gòu)體，它們的區(qū)別僅在于C1的構(gòu)型不同。C1上新形成的羥基 (也稱半縮醛羥基)與決定單糖構(gòu)型的羥基處于同側(cè)的，稱為-型；反之，稱為-型。（環(huán)式） （鏈?zhǔn)剑?（環(huán)式） 平衡值=+52.5 由此可見，產(chǎn)生變旋現(xiàn)象是由于-構(gòu)型或-構(gòu)型溶于水后，通過(guò)開鏈?zhǔn)较嗷マD(zhuǎn)變，最后-構(gòu)型、-構(gòu)型和開鏈?zhǔn)饺N形式達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。平衡時(shí)的比旋光度為+52.5。由于平衡混合物中開鏈?zhǔn)胶績(jī)H占0.1%，因此不能與飽和NaHSO3發(fā)生加成反應(yīng)。葡萄糖主要以環(huán)狀半縮醛形式存在，所以只能與一分子甲醇

8、反應(yīng)生成縮醛。其它單糖，如核糖、脫氧核糖、果糖、甘露糖和半乳糖等也都是以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在，都具有變旋現(xiàn)象。 單糖主要以五元、六元環(huán)存在。六元環(huán)糖與雜環(huán)化合物中的吡喃相當(dāng)，具有這種結(jié)構(gòu)的糖稱為吡喃糖；五元環(huán)糖與雜環(huán)化合物中的呋喃相當(dāng)，具有這種結(jié)構(gòu)的糖稱為呋喃糖。所以-D-(-)-果糖（五元環(huán)）應(yīng)稱為-D-(-)-呋喃果糖。 3. 單糖的哈沃斯(W.N.Haworth)透視式 前面給出的氧環(huán)式的環(huán)狀結(jié)構(gòu)投影式不能反映各個(gè)基團(tuán)的相對(duì)空間關(guān)系。為了更接近其真實(shí)，并形象地表達(dá)單糖的氧環(huán)結(jié)構(gòu)，一般采用Haworth透視式來(lái)表示單糖的半縮醛環(huán)狀結(jié)構(gòu)。現(xiàn)以D-葡萄糖為例，說(shuō)明由鏈?zhǔn)綍鴮慔aworth式的步驟：首先

9、將碳鏈右倒水平放置()，然后將羥甲基一端從左面向后彎曲成類似六邊形()，為了有利于形成環(huán)狀半縮醛，將C5按箭頭所示繞C4-C5鍵軸旋轉(zhuǎn)120成()。此時(shí)，C5上的羥基與羰基加成生成半縮醛環(huán)狀結(jié)構(gòu)，若新產(chǎn)生的半縮醛羥基與C5上的羥甲基處在環(huán)的異側(cè)()，即為-D-吡喃葡萄糖；反之，新形成的半縮醛羥基與C5上的羥甲基處在環(huán)的同側(cè)()，則為-D-吡喃葡萄糖：其它幾種常見單糖的哈武斯式如下： -D-吡喃甘露糖 -D-吡喃半乳糖有時(shí)為了書寫方便，一般可將單糖的環(huán)平面在紙面上旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以-D-(+)-吡喃葡萄糖為例加以說(shuō)明。在單糖的Haworth式中，通常環(huán)上碳原子的位次排列方式為順時(shí)針排列。從上式中可

10、以看出，紙面上旋轉(zhuǎn)不會(huì)改變碳原子的位次排列方式，環(huán)上各碳原子上的基團(tuán)處于環(huán)平面的上下位置不變；如果是翻轉(zhuǎn)，無(wú)論是上下翻轉(zhuǎn)還是左右翻轉(zhuǎn)，都會(huì)改變環(huán)上碳原子位次的排列方式，由原來(lái)順時(shí)針排列方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟鏁r(shí)針排列方式，此時(shí)為了保持構(gòu)型，環(huán)上各碳原子所連接的基團(tuán)在環(huán)平面的上下位置需顛倒過(guò)來(lái)。在單糖的Haworth式中，如何確定單糖的D、L-構(gòu)型和、-構(gòu)型呢？確定D、L-構(gòu)型要看環(huán)上碳原子的位次排列方式。如果是按順時(shí)針方式排列，編號(hào)最大手性碳上的羥甲基在環(huán)平面上方的為D-構(gòu)型；反之，羥甲基在環(huán)平面下方的為L(zhǎng)-構(gòu)型。如果是按逆時(shí)針方式排列，則與上述判別恰好相反。確定、-構(gòu)型是根據(jù)半縮醛羥基與編號(hào)最大手性碳上

11、的羥甲基的相對(duì)位置。如果半縮醛羥基與編號(hào)最大手性碳上的羥甲基在環(huán)的異側(cè)為-構(gòu)型；反之，半縮醛羥基與羥甲基在環(huán)的同側(cè)為-構(gòu)型。編號(hào)最大手性碳上無(wú)羥甲基時(shí)，則與其上的氫比較，半縮醛羥基與編號(hào)最大手性碳上的氫在環(huán)的異側(cè)為-構(gòu)型；反之，為-構(gòu)型。4單糖的構(gòu)象式近代X-射線分析等技術(shù)對(duì)單糖的研究證明，以五元環(huán)形式存在的單糖，如果糖、核糖等，分子中成環(huán)碳原子和氧原子基本共處于一個(gè)平面內(nèi)。而以六元環(huán)形式存在的單糖，如葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等，分子中成環(huán)的碳原子和氧原子不在同一個(gè)平面 。上述吡喃糖的Haworth式不能真實(shí)地反映環(huán)狀半縮醛的立體結(jié)構(gòu)。吡喃糖中的六元環(huán)與環(huán)己烷相似，椅式構(gòu)象占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在椅式構(gòu)

12、象中，又以環(huán)上碳原子所連較大基團(tuán)連接在平伏鍵上比連接在直立鍵上更穩(wěn)定。下面是幾種單糖的椅式構(gòu)象：-D-葡萄糖 -D-葡萄糖由上述構(gòu)象式可以看出，在-D-吡喃葡萄糖中，環(huán)上所有與碳原子連接的羥基和羥甲基都處于平伏鍵上，而在-D-吡喃葡萄糖中，半縮醛羥基處于直立鍵上，其余羥基和羥甲基處于平伏鍵上。因此-D-吡喃葡萄糖比-D-吡喃葡萄糖穩(wěn)定。所以在D-葡萄糖的變旋平衡混合物中，-型異構(gòu)體（63%）所占的比例大于-型異構(gòu)體（37%）。河南科技大學(xué)教案首頁(yè)課程名稱 有機(jī)化學(xué)C 計(jì)劃學(xué)時(shí) 2學(xué)時(shí)授課章節(jié) 第十三章碳水化合物 第一節(jié)單糖的物理和化學(xué)性質(zhì) 教學(xué)目的和要求：掌握單糖的物理和化學(xué)性質(zhì)教學(xué)基本內(nèi)容：

13、1 了解單糖的物理性質(zhì)2 掌握化學(xué)性質(zhì)3 了解重要的單糖和單糖的衍生物教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 單糖的物理性質(zhì) 單糖的化學(xué)性質(zhì)授課方式方法和手段： 通過(guò)講授方式進(jìn)行，通過(guò)提問(wèn)等互動(dòng)方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性作業(yè)與思考題： 課后作業(yè) 2，3，4，5，7三、單糖的物理性質(zhì) 單糖都是無(wú)色晶體，因分子中含有多個(gè)羥基，所以易溶于水，并能形成過(guò)飽和溶液糖漿。單糖可溶于乙醇和吡啶，難溶于乙醚、丙酮、苯等有機(jī)溶劑。除丙酮糖外，所有單糖都具有旋光性，且存在變旋現(xiàn)象。單糖都有甜味，但相對(duì)甜度不同，一般以蔗糖的甜度為100，葡萄糖的甜度為74，果糖的甜度為173。果糖是已知單糖和二糖中甜度最大的糖。 四、單糖的化學(xué)性質(zhì) 單糖是多

14、羥基醛或多羥基酮，因此除具有醇和醛、酮的特征性質(zhì)外，還具有因分子中各基團(tuán)的相互影響而產(chǎn)生的一些特殊性質(zhì)。此外，單糖在水溶液中是以鏈?zhǔn)胶脱醐h(huán)式平衡混合物的形式存在的，因此單糖的反應(yīng)有的以環(huán)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行，有的則以開鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行。 （一）差向異構(gòu)化 D-葡萄糖分子中C2上的-H同時(shí)受羰基和羥基的影響很活潑，用稀堿處理可以互變?yōu)橄┒贾虚g體。烯二醇很不穩(wěn)定，在其轉(zhuǎn)變到醛酮結(jié)構(gòu)時(shí)C1羥基上的氫原子轉(zhuǎn)回C2時(shí)有兩種可能：若按（a）途徑加到C2上，則仍然得到D-葡萄糖；若按（b）途徑加到C2上，則得到D-甘露糖；同樣，按（C）途徑C2羥基上的氫原子轉(zhuǎn)移到C1上，則得到D-果糖。用稀堿處理D-甘露糖或D-果糖，也

15、得到上述互變平衡混合物。生物體代謝過(guò)程中，在異構(gòu)酶的作用下，常會(huì)發(fā)生葡萄糖與果糖的互相轉(zhuǎn)化。烯二醇式中間體在含有多個(gè)手性碳原子的旋光異構(gòu)體中，若只有一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型不同，其它碳原子的構(gòu)型都完全相同，這樣的旋光異構(gòu)體稱為差向異構(gòu)體。如D-葡萄糖和D-甘露糖，它們僅第二個(gè)碳原子的構(gòu)型相反，叫做2-差向異構(gòu)體。差向異構(gòu)體間的互相轉(zhuǎn)化稱為差向異構(gòu)化。 （二）氧化反應(yīng) 單糖可被多種氧化劑氧化，所用氧化劑的種類及介質(zhì)的酸堿性不同，氧化產(chǎn)物也不同。 1堿性介質(zhì)中的氧化反應(yīng) 醛能被弱氧化劑氧化，醛糖也具有醛基，同樣能被弱氧化劑氧化。酮一般不被弱氧化劑氧化，但酮糖（例如果糖）在弱堿性介質(zhì)中能發(fā)生差向異構(gòu)化轉(zhuǎn)

16、變?yōu)槿┨?，因此也能被弱氧化劑氧化。醛糖和酮糖，能被托倫試劑、斐林試劑和本尼迪試劑所氧化，分別產(chǎn)生銀鏡或氧化亞銅的磚紅色沉淀。通常，把這些糖稱為還原性糖。這些反應(yīng)常用作糖的鑒別和定量測(cè)定，例如與本尼迪試劑的反應(yīng)常用來(lái)測(cè)定果蔬、血液和尿中還原性糖的含量。2酸性介質(zhì)中的氧化反應(yīng) 溴水氧化 醛糖能被溴水氧化生成糖酸。酮糖不被溴水氧化，可由此區(qū)別醛糖與酮糖。 硝酸氧化 醛糖在硝酸作用下生成糖二酸。例如，D-葡萄糖被氧化為D-葡萄糖二酸，D-赤蘚糖被氧化為內(nèi)消旋酒石酸。根據(jù)氧化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以幫助確定醛糖的結(jié)構(gòu)。酮糖與強(qiáng)氧化劑作用，碳鏈斷裂，生成小分子的羧酸混合物。 3生物體內(nèi)的氧化反應(yīng) 在生物體內(nèi)

17、的代謝過(guò)程中，有些醛糖在酶作用下發(fā)生羥甲基的氧化反應(yīng)，生成糖醛酸。例如，葡萄糖和半乳糖被氧化時(shí)，分別生成葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。對(duì)于動(dòng)物體來(lái)說(shuō)，葡萄糖醛酸是很重要的，因?yàn)樵S多有毒物質(zhì)是以葡萄糖醛酸苷的形式從尿中排泄出體外的，故有保肝和解毒作用。另外，糖醛酸是果膠質(zhì)、半纖維素和粘多糖的重要組成成分，在土壤微生物的作用下，生成的多糖醛酸類物質(zhì)是天然土壤結(jié)構(gòu)的改良劑。（三）還原反應(yīng)與醛和酮的羰基相似，糖分子中的羰基也可被還原成羥基。實(shí)驗(yàn)室中常用的還原劑有硼氫化鈉等，工業(yè)上則采用催化加氫，催化劑為鎳、鉑等。例如D-葡萄糖還原為山梨醇，D-甘露糖還原生成甘露醇，果糖在還原過(guò)程中由于C2轉(zhuǎn)化為手性碳原子，

18、故得到山梨醇和甘露醇的混合物。山梨醇和甘露醇廣泛存在于植物體內(nèi)，李子、桃子、蘋果、梨等果實(shí)中含有大量的山梨醇；而柿子、胡蘿卜、洋蔥等植物中含有甘露醇。山梨醇可用作細(xì)菌的培養(yǎng)基及合成維生素C的原料。（四）成脎反應(yīng)單糖具有羰基，與苯肼作用首先生成糖苯腙。當(dāng)苯肼過(guò)量時(shí)，則繼續(xù)反應(yīng)生成難溶于水的黃色結(jié)晶，稱為糖脎。一般認(rèn)為成脎反應(yīng)分三步完成：首先單糖和一分子苯肼生成糖苯腙；然后糖苯腙的-羥基被過(guò)量的苯肼氧化為羰基；最后與第三分子苯肼作用生成糖脎。糖脎分子可以通過(guò)氫鍵形成螯環(huán)化合物，阻止了C3上羥基被繼續(xù)氧化而終止反應(yīng)。由上述可知，糖脎的生成只發(fā)生在C1和C2上，因此，除C1、C2外，其它手性碳原子構(gòu)型

19、相同的己糖或戊糖，都能形成相同的糖脎。例如D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖與過(guò)量的苯肼反應(yīng)生成相同的糖脎。不同的糖脎其結(jié)晶形狀、熔點(diǎn)和成脎所需的時(shí)間都不相同，因此可用于糖的鑒定。成脎反應(yīng)并非局限于單糖，凡具有-羥基的醛或酮都能發(fā)生成脎反應(yīng)。（五）成酯反應(yīng)單糖分子中的羥基既能與酸反應(yīng)生成酯，又能在堿性介質(zhì)中與甲基化試劑，如碘甲烷或硫酸二甲酯作用生成醚。（1）酯化反應(yīng) 在生物體內(nèi)，-D-葡萄糖在酶的催化下與磷酸發(fā)生酯化反應(yīng)，生成1-磷酸-D-葡萄糖和1，6-二磷酸-D-葡萄糖。在實(shí)驗(yàn)室中，用乙酰氯或乙酸酐與葡萄糖作用，可以得到葡萄糖五乙酸酯。單糖的磷酸酯是生物體糖代謝過(guò)程中的重要中間產(chǎn)物。作物施磷

20、肥就是為了有充足的磷去完成體內(nèi)磷酸酯的合成。若作物缺磷，磷酸酯的合成便出現(xiàn)障礙，作物的光合作用和呼吸作用也不能順利進(jìn)行。（六）成苷反應(yīng) 單糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)中含有活潑的半縮醛羥基，它能與醇或酚等含羥基的化合物脫水形成縮醛型物質(zhì)，稱為糖苷，也稱為配糖體，其糖的部分叫做糖基，非糖的部分叫做配基。例如，-D-葡萄糖在干燥氯化氫催化下，與無(wú)水甲醇作用生成甲基-D-葡萄糖苷；而-D-葡萄糖在同樣條件下形成甲基-D-葡萄糖苷。 -D-葡萄糖和-D-葡萄糖通過(guò)開鏈?zhǔn)娇梢韵嗷マD(zhuǎn)變，形成糖苷后，分子中已無(wú)半縮醛羥基，不能再轉(zhuǎn)變成開鏈?zhǔn)剑什荒茉傧嗷マD(zhuǎn)變。糖苷是一種縮醛（或縮酮），所以比較穩(wěn)定，不易被氧化，不與苯肼、托

21、倫試劑、斐林試劑等作用，也無(wú)變旋現(xiàn)象。糖苷對(duì)堿穩(wěn)定，但在稀酸或酶作用下，可水解成原來(lái)的糖和甲醇。 糖苷廣泛存在于自然界，植物的根、莖、葉、花和種子中含量較多。低聚糖和多糖也都是糖苷存在的一種形式。 （七）顯色反應(yīng) 在濃酸（濃硫酸或濃鹽酸）作用下，單糖發(fā)生分子內(nèi)脫水形成糠醛或糠醛的衍生物。例如，戊糖脫水生成糠醛，己糖脫水生成5-羥甲基糠醛。 糠醛及其衍生物可與酚類、蒽酮、芳胺等縮合生成不同的有色物質(zhì)。盡管這些有色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)尚未搞清楚，但由于反應(yīng)靈敏，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清楚，故常用于糖類化合物的鑒別。（1）莫力許(Molish)反應(yīng) 莫力許反應(yīng)又稱-萘酚反應(yīng)。在糖的水溶液中加入-萘酚的酒精溶液，然后沿著試管

22、壁小心地加入濃硫酸，不要振動(dòng)試管，則在兩層液面間形成紫色環(huán)。所有糖（包括低聚糖和多糖）均能發(fā)生莫力許反應(yīng)，因此是鑒別糖最常用的方法之一。（2）西列凡諾夫()反應(yīng) 酮糖在濃HCl存在下與間苯二酚反應(yīng)，很快生成紅色物質(zhì)。而醛糖在同樣條件下兩分鐘內(nèi)不顯色，由此可以區(qū)別醛糖和酮糖。（3）皮阿耳(Bial)反應(yīng) 戊糖在濃HCl存在下與5-甲基間苯酚反應(yīng)，生成綠色的物質(zhì)。該反應(yīng)是用來(lái)區(qū)別戊糖和己糖的方法。（4）蒽酮反應(yīng) 糖能與 蒽酮的濃硫酸溶液作用生成綠色物質(zhì)。利用這一反應(yīng)進(jìn)行比色分析可對(duì)糖類物質(zhì)進(jìn)行定量測(cè)定。 河南科技大學(xué)教案首頁(yè)課程名稱 有機(jī)化學(xué)C 計(jì)劃學(xué)時(shí) 2學(xué)時(shí)授課章節(jié) 第十三章碳水化合物 第二節(jié)

23、雙糖、第三節(jié)多糖 教學(xué)目的和要求： 掌握常見的雙糖及多糖的性質(zhì)教學(xué)基本內(nèi)容： 1 還原性雙糖的種類和性質(zhì) 2 非還原性雙糖的種類和性質(zhì) 3 淀粉、纖維素的性質(zhì) 4 其他重要多糖的性質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 還原性雙糖的種類和性質(zhì) 非還原性雙糖的種類和性質(zhì) 淀粉、纖維素的性質(zhì) 其他重要多糖的性質(zhì)授課方式方法和手段： 通過(guò)講授方式進(jìn)行，通過(guò)提問(wèn)等互動(dòng)方式調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性作業(yè)與思考題： 課后作業(yè)6，9，12思考題： 有哪些糖是還原性雙糖？ 第二節(jié) 雙 糖雙糖是最重要的低聚糖，可以看成是一個(gè)單糖分子中的半縮醛羥基與另一個(gè)單糖分子中的醇羥基或半縮醛羥基之間脫水的縮合物。自然界存在的雙糖可分為還原性雙糖和非還原性

24、雙糖兩類。一、還原性雙糖還原性雙糖是由一分子單糖的半縮醛羥基與另一分子單糖的醇羥基脫水而成的。因分子中仍保留有一個(gè)半縮醛羥基，故具有一般單糖的性質(zhì)：在水溶液中有變旋現(xiàn)象；在稀堿作用下一般可發(fā)生差向異構(gòu)化；具有還原性；一般可與過(guò)量苯肼反應(yīng)生成糖脎。還原性雙糖都是白色結(jié)晶，溶于水，有甜味，具有旋光活性。重要的還原性雙糖有麥芽糖、纖維二糖和乳糖。（一）麥芽糖麥芽糖是由一分子-D-葡萄糖的半縮醛羥基與另一分子D-葡萄糖C4上的醇羥基脫水后，通過(guò)-1,4-苷鍵連接而成的。麥芽糖屬于-糖苷，能被麥芽糖酶水解，也能被酸水解。它是組成淀粉的基本單元，在淀粉酶或唾液酶的作用下，淀粉水解得到麥芽糖，所以麥芽糖是生

25、物體內(nèi)淀粉水解的中間產(chǎn)物。麥芽糖繼續(xù)水解產(chǎn)生D-葡萄糖。（二）纖維二糖纖維二糖是由一分子-D-葡萄糖的半縮醛羥基與另一分子D-葡萄糖C4上的醇羥基脫水后，通過(guò)-1,4-苷鍵連接而成。纖維二糖屬-糖苷，能被苦杏仁酶或纖維二糖酶水解，也可被酸水解成D-葡萄糖。纖維二糖是纖維素的基本單位，自然界游離的纖維二糖并不存在，可由纖維素部分水解得到。（三）乳糖乳糖是由一分子-D-半乳糖的半縮醛羥基與另一分子D-葡萄糖C4上的醇羥基脫水后，通過(guò)-1,4-苷鍵連接而成。乳糖屬于-糖苷，它能被酸、苦杏仁酶和乳糖酶水解。乳糖存在于人和哺乳動(dòng)物的乳汁中，人乳中含乳糖約為5%-8%，牛、羊乳中含乳糖約為4%-5%。乳糖

26、是牛乳制干酪時(shí)所得的副產(chǎn)品，它是雙糖中溶解性較小的、沒有吸濕性的一個(gè)，主要用于食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)。二、非還原性雙糖 非還原性雙糖是由兩分子單糖的半縮醛羥基脫水形成的。因分子中不具有半縮醛羥基，故無(wú)還原性，無(wú)變旋現(xiàn)象，不能成脎，但它們都能被酸或酶水解生成兩分子單糖。非還原性雙糖都是易溶于水的白色結(jié)晶，具有旋光活性。（一）蔗糖蔗糖是由一分子-D-葡萄糖和一分子-D-果糖兩者的半縮醛羥基脫水后，通過(guò)-1-2-苷鍵連接而成的雙糖。它既是-糖苷，也是-糖苷。蔗糖是自然界分布最廣的、甜度僅次于果糖的重要的非還原性雙糖。它存在于植物的根、莖、葉、種子及果實(shí)中，以甘蔗（19%-20%）和甜菜（12%-19%）

27、中含量最多。蔗糖是右旋糖，水解后生成等量的D-葡萄糖和D-果糖的左旋混合物。由于水解使旋光方向發(fā)生改變，故一般把蔗糖的水解產(chǎn)物稱為轉(zhuǎn)化糖。蜂蜜的主要成分就是轉(zhuǎn)化糖（=-19.8）。=+66.5 =+52.5 = - 922海藻糖第三節(jié) 多 糖多糖是由幾百到幾千個(gè)單糖或單糖的衍生物分子通過(guò)-或-苷鍵連結(jié)起來(lái)的高分子化合物。多糖廣泛存在于自然界，按其水解產(chǎn)物分為兩類：一類稱為均多糖，其水解產(chǎn)物只有一種單糖，如淀粉、纖維素、糖元等；另一類稱為雜多糖，其水解產(chǎn)物為一種以上的單糖或單糖衍生物，如半纖維素、果膠質(zhì)、粘多糖等。淀粉和糖元分別為植物和動(dòng)物的貯藏養(yǎng)分，纖維素和果膠質(zhì)等則是構(gòu)成植物體的支撐組織。多

28、糖與單糖、雙糖在性質(zhì)上有較大的差異。多糖一般沒有甜味，大多數(shù)多糖難溶于水。多糖沒有變旋現(xiàn)象，沒有還原性，也不能成脎。一、淀粉淀粉廣泛存在于植物界，是植物光合作用的產(chǎn)物，是植物貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，也是人類糧食的主要成分。淀粉主要存在于植物的種子、塊根和塊莖中。例如，稻米含62%80%，小麥含57%75%，玉米含65%72%，甘薯含25%35%，馬鈴薯含12%20%。（1）淀粉的分子結(jié)構(gòu) 淀粉為白色無(wú)定形粉末，由直鏈淀粉和支鏈淀粉兩部分組成，二者在淀粉中的比例隨植物品種不同而異，一般直鏈淀粉占10%30%，支鏈淀粉占70%90%。直鏈淀粉是由200980個(gè)-D-葡萄糖以-1,4-苷鍵連接而成的鏈狀化合物，但其結(jié)構(gòu)并非直線型的。由于分子內(nèi)的氫鍵作用，使其鏈卷曲盤旋成螺旋狀，每圈螺旋一般含有六個(gè)葡萄糖單位。支鏈淀粉約含有1000個(gè)以上-D-葡萄糖單位，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與直鏈淀粉不同。葡萄糖分子之間除了以-1,4-苷鍵連接成直鏈外，還有-1,6-苷鍵相連而引出的支鏈。大約每隔2025個(gè)葡萄糖單位有一個(gè)分支，縱橫關(guān)聯(lián)，構(gòu)成樹枝狀結(jié)構(gòu)。（2）淀粉的理化性質(zhì) 在淀粉分子中，盡管末端葡萄糖單元保留有半縮羥基，但相對(duì)于整個(gè)分子而言，它們所占的比例極少，所以淀粉不具有還原性，不能成脎，無(wú)旋光性，也無(wú)變旋現(xiàn)象。直鏈淀粉和支鏈淀粉在結(jié)構(gòu)上的不同，導(dǎo)致它們?cè)谛再|(zhì)上也有一定的差異。直鏈淀