1、合成高分子,塑料王,耐熱、耐磨， 可制汽車配件,PVC,良好的電絕緣材料,氯丁橡膠,十二 碳水化合物（Carbohydrates） -糖類化合物,糖的通式一般為：,光合作用,單糖、寡糖（低聚糖）、多糖（高糖）,單糖,五、六碳糖是重要的天然單糖,且多以D-構(gòu)型存在,D-(+)-葡萄糖,葡萄糖鏈狀結(jié)構(gòu)式的確定 -1870年發(fā)現(xiàn)葡萄糖, 構(gòu)造式的確定,由元素定量分析和分子量測(cè)定確定分子式：,一系列化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證(略),葡萄糖鏈狀結(jié)構(gòu)式的確定, 構(gòu)型的測(cè)定,1890年以后，德國(guó)化學(xué)家E.Fischer通過一系列 化學(xué)反應(yīng)確定了4個(gè)手性碳的構(gòu)型。1902年獲諾貝爾獎(jiǎng),葡萄糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)式的確定,（1）提

2、出單糖存在環(huán)狀結(jié)構(gòu)的三個(gè)原因,i 葡萄糖雖能與Tollens試劑和Fehling試劑反應(yīng)，但 卻不能與飽和NaHSO3反應(yīng)析出加成物。這說明它只 有很少量的游離醛基。 ii 在無水氯化氫的存在下，葡萄糖只能與1mol甲醇反 應(yīng)，說明葡萄糖中的醛基已形成半縮醛。 將葡萄糖溶解于水時(shí)，會(huì)發(fā)生變旋現(xiàn)象。,葡萄糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)式的確定,（2）葡萄糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)的確定,1926年英國(guó)化學(xué)家W.H.Haworth提出了葡萄糖環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu)。根據(jù)六員環(huán)穩(wěn)定的理論認(rèn)為：C5-OH與-CHO形成半縮醛。,-D-(+)- 葡萄糖 -D-(+)-葡萄糖,-D-(+)- 葡萄糖 -D-(+)-葡萄糖,實(shí)際上D-(+)- 葡萄糖

3、在水溶液中存在下列平衡：,-型：36% 0.02% -型：64%,表現(xiàn)出還原性,半縮醛,半縮醛,單糖的化學(xué)性質(zhì) 1堿性條件下的互變異構(gòu),D-甘露糖 （C2-差向異構(gòu)） D-果糖,差向異構(gòu)體： 只有一個(gè)碳原子構(gòu)型不同的非對(duì)映異構(gòu)體。,2氧化反應(yīng)：不同的氧化劑，氧化的產(chǎn)物不同，用途 不同。 1）Tollens試劑、Fehling或Benedict試劑-鑒別還原性糖,鍍鏡反應(yīng),糖尿檢 反應(yīng),寫出果糖與上述試劑的反應(yīng)式。,2）溴水-區(qū)別醛糖與酮糖,D-葡萄糖酸 （*酮糖不反應(yīng)）。,3）dil HNO3-推測(cè)結(jié)構(gòu),D-葡萄糖二酸（旋光） D-阿拉伯二酸（旋光）,4） HIO4-推測(cè)結(jié)構(gòu) 類似結(jié)構(gòu)均可定量

4、氧化斷鏈,3還原反應(yīng),山梨醇 D-甘露糖醇,D-木糖醇（已知最甜的糖醇，它的代謝不需要胰島素的參與）,4成脎反應(yīng)-鑒別還原性糖,D-(+)-葡萄糖苯腙 葡萄糖脎：黃色針狀晶體）,果糖在成脎條件下，先互變成醛糖再發(fā)生成脎反應(yīng),葡萄糖、果糖、甘露糖形成 脎,5醛糖的遞升與遞降反應(yīng)-常用于糖的合成與結(jié)構(gòu)測(cè)定 1） 遞升：Kiliani-Fischer（克利安尼費(fèi)歇爾）合成法,D-阿拉伯糖 -內(nèi)酯,2） 遞降：Wohl（沃爾）遞降法：,2）遞降： Wohl（沃爾）遞降法：,Ruff（羅夫）遞降法：,6成苷（甙）、醚化、酰化反應(yīng)- 必須用Haworth式寫反應(yīng)式 苷鍵,甲基-D-(+)-葡萄糖苷,醚化,

5、徹底甲基化 2，3，4，6-四甲基-O-甲基-D-葡萄糖苷,?；?7顏色反應(yīng) Molish試驗(yàn)-糖+-萘酚 紫色環(huán) Seliwanoff（塞利韋諾夫）試驗(yàn)-酮糖+間苯二酚 紅色,葡萄糖的工業(yè)制法,葡萄糖的代謝,ATP是一種高能化合物，腺苷三磷酸,以生物原料制造聚合物,纖維級(jí)的Sorona，生物無害的3G(1.3丙二醇或PDO)，是以玉米右旋糖為原料，首先在伊利諾斯州Decatur的中試工場(chǎng)中開發(fā)制造的，此工藝目前尚未商業(yè)化生產(chǎn),單糖在合成上的應(yīng)用,D-葡萄糖合成維生素C,1974年篩選出有效菌種，能將L-山梨糖一步轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-古羅-2-酮糖酸,蔗糖(sucrose),蔗糖主要是從甘蔗和甜菜中得到

6、，是人類需用量最大的寡糖,蔗糖是右旋的，但是水解后兩個(gè)單糖的混合物是左旋的，因此水解產(chǎn)物又稱為轉(zhuǎn)化糖。蜂蜜大部分是轉(zhuǎn)化糖，因?yàn)槊鄯浜修D(zhuǎn)化酶，可以水解蔗糖,下面是蔗糖的構(gòu)象式及其學(xué)名：,蔗糖可以用麥芽糖酶水解(葡萄糖是-苷鍵)；也可以被轉(zhuǎn)化酶水解(果糖是-苷鍵),甜味理論,環(huán)狀糊精,環(huán)狀糊精（cyclodextrins）是一組具有最高相對(duì)分子質(zhì)量的寡糖。 它是用一種特殊的酶作用于直鏈淀粉或支鏈淀粉，形成含有612個(gè)葡萄糖單位，以-1，4-苷鍵連接起來的閉環(huán)結(jié)構(gòu),多 糖,多糖是食物的主要成分。許多重要的天然纖維，也屬于這類化合物，它們是生命一刻不可缺少的物質(zhì)。這類化合物可分解為一種或幾種單糖,淀

7、粉（starch）是多種植物的碳水化合物的儲(chǔ)藏物,用酸水解后，只得到D-(+)-葡萄糖 纖維素（cellulose）棉花、木材和其它植物的骨干等就是由纖維素構(gòu)成的，纖維素用酸水解后，只得到D-(+)-葡萄糖,淀粉（starch）,直鏈淀粉：由-D-(+)- 葡萄糖1，4脫水而成,最常用的鑒定淀粉的簡(jiǎn)便方法，就是遇碘后變?yōu)樗{(lán)色,淀粉的聚合度和生成碘包合物的顏色,淀粉跟碘生成的包合物在pH4時(shí)最穩(wěn)定，所以它的顯色反應(yīng)在微酸性溶液里最明顯。,淀粉的二級(jí)結(jié)構(gòu),淀粉的三級(jí)結(jié)構(gòu),淀粉（starch）,支鏈淀粉：由-D-(+)- 葡萄糖1，4及 1，6脫水而成,每隔67個(gè)葡萄糖出現(xiàn)一個(gè)分支側(cè)鏈,淀粉在人體內(nèi)

8、的代謝 ?,纖維素（cellulose）,由-D-(+)- 葡萄糖1，4脫水而成,棉花、木材和其它植物的骨干等就是由纖維素構(gòu)成的，纖維素用酸水解后，只得到D-(+)-葡萄糖.,棉花纖維素分子大約是由3000個(gè)萄葡糖單位所組成的,人造絲,制紙,為什么人不能消化纖維素 ?,十三 蛋白質(zhì)和核酸,生物高分子一般是指自然界生物體內(nèi)的高分子。生物高分子及其衍生物是一類重要的生命物質(zhì)，協(xié)助生命體實(shí)現(xiàn)著許多重要的生理功能。生物高分子種類豐富特性多樣，根據(jù)其不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為八大類：核酸，如脫氧核糖核酸、核糖核酸；聚酰胺，如蛋白質(zhì)、聚氨基酸；多糖，如纖維素、淀粉、殼聚糖和黃原膠；有機(jī)聚氧酯，如聚羥基脂肪酸酯

9、；聚硫酯；無機(jī)聚酯，以聚磷酸酯為惟一代表；聚異戊二烯，如天然橡膠或古塔波膠；聚酚，如木質(zhì)素、腐殖酸。,蛋白質(zhì)和核酸都是天然高分子，但它們有固定的分子量。蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，但沒有核酸也就沒有蛋白質(zhì)，所以生命的最根本的物質(zhì)基礎(chǔ)應(yīng)該是核酸 構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元是-氨基酸；構(gòu)成核酸的基本結(jié)構(gòu)單元是磷酸、戊糖和堿基。,-氨基酸,名字 代號(hào) 結(jié)構(gòu) 等電點(diǎn),甘氨酸 Gly 5.97 苯丙氨酸 Phe 5.48 賴氨酸 Lys 9.74 谷氨酸 Glu 3.22,等電點(diǎn),凈電荷為零的氨基酸所在溶液的pH值，稱為該氨基酸的等電點(diǎn)pI,氨基酸自動(dòng)分析儀,儀器有兩根離子交換樹脂柱，一根可分離堿性氨基酸及氨

10、等堿性物質(zhì)，如賴氨酸，由谷酰胺和天冬酰胺水解而來的氨和色氨酸部分分解而來的氨；另一根用來分離其它的氨基酸。將氨基酸的水解液分別放在這兩根柱上，然后用適當(dāng)pH溶液進(jìn)行洗脫，洗脫液即自動(dòng)地和茚三酮溶液混合，產(chǎn)生的紫色就通過光電比色計(jì)，光電比色計(jì)對(duì)不同時(shí)間內(nèi)洗脫的流出液自動(dòng)作出曲線，然后和一個(gè)已知氨基酸混合物的曲線比較，就可決定原來的未知物含有哪些氨基酸。,微克數(shù)量級(jí)的樣品,一級(jí)結(jié)構(gòu),精-脯-脯-甘-苯丙-絲-脯-苯丙-精 Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg(血管)舒緩激肽 九肽,氨基酸分析儀的曲線,等物質(zhì)的量氨基酸混合物的曲線,（血管）舒緩激肽水解各氨基酸混合物

11、的曲線,多肽的結(jié)構(gòu)與命名,甘氨酰-甘氨酸 簡(jiǎn)稱：甘-甘（Gly-Gly）二肽,牛催產(chǎn)素中最右面的NH2，表示為甘氨酸的-COOH被轉(zhuǎn)化為-CONH2,蛋白質(zhì)的分子形狀,x光衍射測(cè)定肌球蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu)是非常有意思的，它是一個(gè)153肽和一輔基血紅素結(jié)合。這個(gè)肽鏈折疊出一個(gè)憎水的囊袋，恰好可以嵌入血紅素分子，并且囊袋中有一個(gè)組氨酸，它在囊中的地位又恰好能和血紅素的鐵原子形成第五個(gè)向心配合價(jià),三級(jí)結(jié)構(gòu) 由幾個(gè)-螺旋通過氫鍵平行排列起來的結(jié)構(gòu),二級(jí)結(jié)構(gòu) 由于分子中氫鍵的關(guān)系，使高分子形成一定的 幾何形象,-螺旋,-折疊,蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng),(1)雙縮脲反應(yīng) (2)蛋白質(zhì)黃色反應(yīng) (3)蛋白質(zhì)跟茚三酮反應(yīng),

12、蛋白質(zhì)溶液中加入堿和少量的硫酸銅就有紫紅色銅的絡(luò)合物生成,蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用時(shí)呈黃色，如再以氨處理又變成橙色-苯環(huán),蛋白質(zhì)的研究863 （2002-2005）,能利用22種氨基酸合成蛋白的細(xì)菌,加利福尼亞州的一個(gè)研究小組對(duì)一種大腸桿菌進(jìn)行修飾，使其能夠利用22種氨基酸的遺傳密碼。 Peter G.Schultz博士說: “我們現(xiàn)在知道遺傳密碼可以擴(kuò)展到22氨基酸，接下來的問題是我們最多可以擴(kuò)展到多少？” 天然存在的20種氨基酸，加上人造氨基酸O-甲基L-酪氨酸（注：O-methyl-L-tyrosine）和L-同型谷氨酸（注：L- homoglutamine）,酶,美國(guó)的卡普郎(kaplan)在研究報(bào)告中還證實(shí)，如使某些葉綠體酶固相化，那么借助它的作用，在太陽(yáng)光的作用下就可以把水分解成氫和氧：,2H2O 2H2 O2 太陽(yáng)能的利用 酶的生物催化,核酸,控制著生命現(xiàn)象中的各種遺傳作用（DNA）和蛋白質(zhì)的合成（RNA）,A G C,T U,Watson，J.D. Crick.F.H.C,有些細(xì)菌的DNA可以長(zhǎng)到幾毫米，有幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)的