单糖的性质解读.ppt

18.2 单糖的性质单糖的性质 §单糖一般为无色晶体，极易溶解于水，大多数有甜味，有变旋光单糖一般为无色晶体，极易溶解于水，大多数有甜味，有变旋光现象现象, ,天然的单糖都是天然的单糖都是D型的§单糖的化学性质与其结构密切相关单糖的化学性质与其结构密切相关§前面刚讲过，在单糖的水溶液中，主要以氧环式存在，同时也有前面刚讲过，在单糖的水溶液中，主要以氧环式存在，同时也有少量的开链式存在因此，单糖中有醇羟基、苷羟基，又有醛基少量的开链式存在因此，单糖中有醇羟基、苷羟基，又有醛基或酮羰基或酮羰基 §所以单糖应同时具有醇、半缩醛（酮）、以及醛酮的性质因此，所以单糖应同时具有醇、半缩醛（酮）、以及醛酮的性质因此，单糖的性质包括了醇和醛酮两章的内容单糖的性质包括了醇和醛酮两章的内容 §它具有羰基，能发生羰基的某些反应例如：氧化、还原、与它具有羰基，能发生羰基的某些反应例如：氧化、还原、与HCN、、NH2OH、、苯肼等羰基试剂反应苯肼等羰基试剂反应§具有醇羟基，又能发生羟基的反应，例如成醚、成酯等具有醇羟基，又能发生羟基的反应，例如成醚、成酯等 一、氧化反应一、氧化反应 §在醛糖分子内由于含有醛基，所以很容易被氧化，但氧化剂不同，在醛糖分子内由于含有醛基，所以很容易被氧化，但氧化剂不同，产物也不同。

产物也不同氧化反应氧化反应 §1 1、溴水氧化　溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化，、溴水氧化　溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化，可用于可用于定性鉴别醛糖与酮糖定性鉴别醛糖与酮糖§2 2、酶催化氧化　工业上制备葡萄糖酸和葡萄糖酸钙是用酶催化、酶催化氧化　工业上制备葡萄糖酸和葡萄糖酸钙是用酶催化氧化法，葡萄糖酸钙可用于治疗缺钙病症，如佝偻病、软骨病等，氧化法，葡萄糖酸钙可用于治疗缺钙病症，如佝偻病、软骨病等，也常用做儿童和老年食品添加剂也常用做儿童和老年食品添加剂§在羧酸一章我们学过，在羧酸一章我们学过， ，， －羟基酸能形成内酯－羟基酸能形成内酯§而葡萄糖酸是一个多羟基酸，它在结晶时，也能形成内酯而葡萄糖酸是一个多羟基酸，它在结晶时，也能形成内酯§目前，应用广泛的是目前，应用广泛的是葡萄糖酸－葡萄糖酸－ －内酯－内酯，它是很好的豆腐凝固，它是很好的豆腐凝固剂和良好的食品添加剂剂和良好的食品添加剂氧化反应氧化反应 §3 3、浓、浓HNOHNO3 3氧化氧化§浓浓HNOHNO3 3是强氧化剂，不但能氧化醛基，而且还能把是强氧化剂，不但能氧化醛基，而且还能把C C6 6上的羟甲基上的羟甲基氧化，生成葡萄糖二酸。

氧化，生成葡萄糖二酸§4 4、、HIOHIO4 4氧化　氧化　§在醇一章在醇一章还学学过，具有，具有邻二醇二醇结构的化合物可被构的化合物可被HIOHIO4 4氧化断氧化断键§醛糖是一个多糖是一个多羟基基醛，因此，也能被，因此，也能被HIOHIO4 4氧化氧化（反应见前）反应见前）§5 5、托伦斯试剂和费林试剂氧化、托伦斯试剂和费林试剂氧化§在醛酮一章我们还学过，托伦斯试剂和费林试剂都是较温和的氧在醛酮一章我们还学过，托伦斯试剂和费林试剂都是较温和的氧化剂，只能氧化醛，不能氧化酮，常用于鉴别醛的存在化剂，只能氧化醛，不能氧化酮，常用于鉴别醛的存在§但是，比较特殊的是在糖中，但是，比较特殊的是在糖中，无论是无论是醛糖醛糖还是还是酮糖酮糖都能被托伦斯都能被托伦斯试剂和费林试剂氧化试剂和费林试剂氧化，产生银镜和，产生银镜和CuCu2 2O O沉淀 氧化反应氧化反应 §醛糖能被氧化好理解，因为在水溶液中有开链式存在醛糖能被氧化好理解，因为在水溶液中有开链式存在§酮糖为什么也能被氧化呢？因为酮糖是一个酮糖为什么也能被氧化呢？因为酮糖是一个 －羟基酮，而托伦－羟基酮，而托伦斯试剂和费林试剂都是稀碱溶液。

斯试剂和费林试剂都是稀碱溶液 § －羟基酮在稀碱溶液中能够发生－羟基酮在稀碱溶液中能够发生酮式－烯醇式互变异构酮式－烯醇式互变异构，这种，这种互变异构的结果互变异构的结果, ,使使酮糖酮糖在稀碱溶液中变成了在稀碱溶液中变成了醛糖醛糖, ,然后才被氧化然后才被氧化§在这里，顺式烯醇式转化的醛糖叫在这里，顺式烯醇式转化的醛糖叫D D－－甘露糖，它和甘露糖，它和D D－－葡萄糖是葡萄糖是差向异构体差向异构体 氧化反应氧化反应 §由于互变异构现象的存在，在单糖的由于互变异构现象的存在，在单糖的稀碱溶液稀碱溶液中，不仅存在着开中，不仅存在着开链式与氧环式的互变异构平衡，而且还存在着酮式－烯醇式互变链式与氧环式的互变异构平衡，而且还存在着酮式－烯醇式互变异构平衡异构平衡 §如：在如：在D D－－葡萄糖的稀碱溶液中，除了有葡萄糖的稀碱溶液中，除了有 －型和－型和 －型－型D D－－葡萄糖葡萄糖（约含（约含64%64%）外，还有）外，还有31%31%变成了果糖，变成了果糖，3%3%变成了甘露糖变成了甘露糖§综上所述，无论是醛糖还是酮糖，综上所述，无论是醛糖还是酮糖，所有的单糖所有的单糖都能被托伦斯试剂都能被托伦斯试剂和费林试剂氧化。

和费林试剂氧化§在糖化学中，常把这种能还原托伦斯试剂或费林试剂的糖叫做在糖化学中，常把这种能还原托伦斯试剂或费林试剂的糖叫做还还原性糖原性糖（（reducing sugarreducing sugar））, ,否则叫否则叫非还原糖非还原糖( (nonreducingnonreducing sugarsugar）§在碳水化合物中，所有的单糖和大多数低聚糖都是还原性糖，多在碳水化合物中，所有的单糖和大多数低聚糖都是还原性糖，多聚糖和部分低聚糖是非还原性糖聚糖和部分低聚糖是非还原性糖 二、还原反应二、还原反应 §单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂单糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氢或用化学还原剂（如（如LiAlHLiAlH4 4、、NaBHNaBH4 4、、Na-Hg/HNa-Hg/H2 2O O等）还原等）还原§这里要提醒注意：这里要提醒注意：Na-Hg/HNa-Hg/H2 2O O是把醛糖或酮糖还原成糖醇的条件，是把醛糖或酮糖还原成糖醇的条件，而而Zn-Hg/Zn-Hg/HClHCl则是把羰基还原成则是把羰基还原成亚甲基亚甲基，注意条件的差异和产物，注意条件的差异和产物的不同。

的不同 还原反应还原反应 §由于葡萄糖醇还可以由由于葡萄糖醇还可以由L L－－山梨糖还原制得，故葡萄糖醇又叫山山梨糖还原制得，故葡萄糖醇又叫山梨糖醇§山梨糖醇和甘露糖醇都具有凉爽、清甜的感觉，故常用于牙膏、山梨糖醇和甘露糖醇都具有凉爽、清甜的感觉，故常用于牙膏、烟草和食品添加剂山梨糖醇还可用于表面活性剂的制备烟草和食品添加剂山梨糖醇还可用于表面活性剂的制备三、成脎反应三、成脎反应 §在醛酮一章学过，醛酮可以和苯肼作用生成在醛酮一章学过，醛酮可以和苯肼作用生成腙腙§同样，单糖也能和苯肼作用生成腙，但不同的是，醛酮生成的腙同样，单糖也能和苯肼作用生成腙，但不同的是，醛酮生成的腙多为晶体，不溶于水，而单糖生成的腙则溶于水多为晶体，不溶于水，而单糖生成的腙则溶于水§可是，如果让单糖与过量的苯肼作用，单糖与一分子苯肼作用生可是，如果让单糖与过量的苯肼作用，单糖与一分子苯肼作用生成腙后，还可再与两分子苯肼作用，生成不溶于水的黄色晶体，成腙后，还可再与两分子苯肼作用，生成不溶于水的黄色晶体，叫做叫做““糖脎糖脎””，简称为，简称为““脎脎””§在第二步反应中，两分子苯肼的作用是不同的，一分子苯肼作用在第二步反应中，两分子苯肼的作用是不同的，一分子苯肼作用氧化剂，把氧化剂，把 －羟基氧化成酮羰基，本身被还原为苯胺；另一分－羟基氧化成酮羰基，本身被还原为苯胺；另一分子苯肼才用于缩合。

子苯肼才用于缩合成脎反应成脎反应 §酮糖也能与酮糖也能与3 3分子的苯肼作用生成脎分子的苯肼作用生成脎§可以看出，成脎反应只发生在可以看出，成脎反应只发生在C C1 1、、C C2 2上，其它上，其它C C原子不发生反应，原子不发生反应，其构型也不受影响其构型也不受影响§因此，如果只是因此，如果只是C C1 1、、C C2 2的构型不同，其它的构型不同，其它C C原子构型都相同的糖，原子构型都相同的糖，将会生成相同的脎将会生成相同的脎§如如D D－－葡萄糖、葡萄糖、D D－－果糖、果糖、D D－－甘露糖甘露糖三者都会生成相同的三者都会生成相同的脎§糖糖脎和和醛酮中的苯中的苯腙类似，都是有固定熔点的晶体，可用于糖的似，都是有固定熔点的晶体，可用于糖的定性定性鉴定菲舍尔尔最初就是利用成最初就是利用成脎反反应测定定单糖单糖的的结构 四、成苷反四、成苷反应 §这个性个性质在前面已在前面已经讲过，，单糖的氧糖的氧环式是半式是半缩醛或半或半缩酮，可，可以再与一分子醇反以再与一分子醇反应生成生成缩醛或或缩酮，如，如：：§在糖化学中，在糖化学中，这种苷种苷羟基与其它物基与其它物质发生生缩合后生成的合后生成的缩醛叫叫““糖苷糖苷””或或““糖糖甙””。

§糖苷的性质和缩醛一样，对碱、氧化剂、还原剂都稳定糖苷的性质和缩醛一样，对碱、氧化剂、还原剂都稳定§所以糖苷不能被托伦斯试剂和费林试剂氧化，也不能与苯肼作用所以糖苷不能被托伦斯试剂和费林试剂氧化，也不能与苯肼作用成脎因此，成脎因此，糖苷是非还原性糖糖苷是非还原性糖§正因为糖苷的这种特殊的稳定性，糖苷才广泛存在于自然界中，正因为糖苷的这种特殊的稳定性，糖苷才广泛存在于自然界中，如淀粉、纤维素等都是单糖之间以苷键相连，而稳定存在如淀粉、纤维素等都是单糖之间以苷键相连，而稳定存在§但是，这种苷键能被但是，这种苷键能被稀酸稀酸溶液或某些溶液或某些生物酶催化水解生物酶催化水解糖糖苷苷的性质的性质 §工业上，用淀粉制葡萄糖就是依此原理，过去是用工业上，用淀粉制葡萄糖就是依此原理，过去是用稀盐酸稀盐酸催化水催化水解的，现在则是用解的，现在则是用淀粉酶淀粉酶和和糖化酶糖化酶催化水解制得的催化水解制得的§在糖苷中，已无苷在糖苷中，已无苷羟基存在，故它不能再基存在，故它不能再转化化为开开链式，它的式，它的 －型和－型和 －型也不能再发生互变异构，因此，糖苷－型也不能再发生互变异构，因此，糖苷没有变旋光现没有变旋光现象象。

五、成醚、成酯反应五、成醚、成酯反应§在单糖中，除了苷羟基外，还有醇羟基，醇羟基一般不与在单糖中，除了苷羟基外，还有醇羟基，醇羟基一般不与CHCH3 3OHOH＋＋HClHCl作用§如果要如果要醚化醚化，需用活性较强的，需用活性较强的硫酸二甲酯硫酸二甲酯碱性溶液，或碱性溶液，或CHCH3 3I I＋＋AgAg2 2O O 进行甲基化，才能生成五甲氧基糖醚如：进行甲基化，才能生成五甲氧基糖醚如：§前面已经学过，这前面已经学过，这五个甲氧基五个甲氧基的性质的性质是不同的是不同的其中四个是由醇其中四个是由醇羟基形成的基形成的醚，其性，其性质和通常的和通常的醚一一样，相当，相当稳定，不易水解定，不易水解，，只有用强酸只有用强酸HIHI才能水解才能水解§另另一个甲氧基是由苷一个甲氧基是由苷羟基形成的，它的性基形成的，它的性质象象缩醛一一样，在稀酸，在稀酸溶液中就很容易水解溶液中就很容易水解 成酯反应成酯反应§如果要生成酯，一般用乙酸酐作为酰化试剂，并用有机碱作用缚如果要生成酯，一般用乙酸酐作为酰化试剂，并用有机碱作用缚酸剂，可生成五乙酰基葡萄糖酸剂，可生成五乙酰基葡萄糖§单糖还可以与无机酸如硝酸、硫酸、磷酸等作用生成相应的酯。

单糖还可以与无机酸如硝酸、硫酸、磷酸等作用生成相应的酯§其中磷酸酯在生命活动中具有重要的意义，它们是许多代谢过程其中磷酸酯在生命活动中具有重要的意义，它们是许多代谢过程的中间体如：的中间体如：六、递升与递降反应六、递升与递降反应 §递升反应递升反应就是经过一个反应循环后就是经过一个反应循环后, ,分子中增加一个手性碳原子分子中增加一个手性碳原子如：如：§就这样，经过一个循环的反应后，得到多一个手性碳的糖，如果就这样，经过一个循环的反应后，得到多一个手性碳的糖，如果再进行一个循环的反应，又会得到多一个碳的糖，这就是再进行一个循环的反应，又会得到多一个碳的糖，这就是递升反递升反应应 递降反应递降反应 §递降反应递降反应就是经过一个反应循环后就是经过一个反应循环后, ,分子中减少一个手性碳原子分子中减少一个手性碳原子§就这样，经过一个循环的反应后，得到少一个手性碳的糖，如果就这样，经过一个循环的反应后，得到少一个手性碳的糖，如果再进行一个循环的反应，又会得到少一个碳的糖，这就是再进行一个循环的反应，又会得到少一个碳的糖，这就是递降反递降反应应 §递升、升、递降反降反应是研究是研究单糖糖结构的重要方法。

构的重要方法菲舍菲舍尔尔就是利用此就是利用此法来法来测定定单糖的糖的结构构在后面的作后面的作业中，也有中，也有这方面的方面的习题习题  18.318.3　　重要的重要的单糖糖§1 1、、D D－－葡萄糖（葡萄糖（GlucoseGlucose）） §D D－－葡萄糖是自然界中分布最广的己葡萄糖是自然界中分布最广的己醛糖，天然糖，天然为右旋体，它的右旋体，它的甜度甜度为蔗糖的蔗糖的70%70%葡萄糖除了以游离的形式存在外，常以多糖葡萄糖除了以游离的形式存在外，常以多糖或糖苷的形式广布于自然界的水果、花草、及种子中，最常或糖苷的形式广布于自然界的水果、花草、及种子中，最常见的的形式就是淀粉和形式就是淀粉和纤维素 §葡萄糖葡萄糖应用很广，在食品中可用很广，在食品中可为营养养剂、甜味、甜味剂，常以葡萄糖，常以葡萄糖浆的形式用于点心、糖果的加工中在医的形式用于点心、糖果的加工中在医药上，作上，作为营养养剂，并具，并具有有强强心、利尿、解毒等功效，用于病重、病危人的静脉注射此心、利尿、解毒等功效，用于病重、病危人的静脉注射此外，葡萄糖外，葡萄糖还是葡萄糖酸是葡萄糖酸钙、、VcVc、、山梨糖醇的生山梨糖醇的生产原料。

原料§葡萄糖的生葡萄糖的生产方法，工方法，工业上是用淀粉在淀粉上是用淀粉在淀粉酶酶和糖化和糖化酶酶的作用下的作用下水解、脱色、水解、脱色、浓缩、、结晶而得如果用于食品加工，常是将糖晶而得如果用于食品加工，常是将糖浆纯化、化、浓缩后直接使用后直接使用 重要的重要的单糖糖§2 2、、D-D-果糖果糖( (Fructose) Fructose) §D-D-果糖是最甜的果糖是最甜的单糖，其甜度糖，其甜度约为蔗糖的蔗糖的1.51.5倍，葡萄糖的倍，葡萄糖的2 2倍 §天然果糖为左旋体，广泛存在于水果、蜂蜜和菊粉中天然果糖为左旋体，广泛存在于水果、蜂蜜和菊粉中§纯品的果糖是由菊粉水解制得的品的果糖是由菊粉水解制得的§果糖主要用于甜味剂和营养添加剂，由于葡萄糖浆的甜度不够，果糖主要用于甜味剂和营养添加剂，由于葡萄糖浆的甜度不够，在食品加工中，常要加入大量的蔗糖，增加了成本，对健康也不在食品加工中，常要加入大量的蔗糖，增加了成本，对健康也不利现在采取的办法是葡萄糖浆通过一种转化酶的作用发生互变利现在采取的办法是葡萄糖浆通过一种转化酶的作用发生互变异构，转化为果糖，那么糖浆的甜度就明显提高了，这种转化的异构，转化为果糖，那么糖浆的甜度就明显提高了，这种转化的糖浆就称为糖浆就称为果－葡糖浆果－葡糖浆。

§果糖与果糖与Ca(OH)Ca(OH)2 2水溶液作用，生成水溶液作用，生成难溶于水的溶于水的络合物合物，，C C6 6H H1212O O6 6·Ca(OH)·Ca(OH)2 2·H·H2 2O O果糖果糖还能与能与间苯二酚的稀苯二酚的稀盐酸溶液作用酸溶液作用发生生颜色反色反应，，呈呈红色色，，这两个反两个反应实际上都可用于果糖的定性上都可用于果糖的定性鉴别和定量分析和定量分析  18.4 18.4 低聚糖低聚糖( (OligosaccharideOligosaccharide) )§由由2 2－－1010个个单糖糖组成的碳水化合物都叫低聚糖成的碳水化合物都叫低聚糖§但最常但最常见、最重要的是、最重要的是二糖二糖，二糖是由两个，二糖是由两个单糖糖组成，它可看作成，它可看作是一分子的是一分子的单糖的糖的苷苷羟基基与另一分子的与另一分子的醇醇羟基基或或苷苷羟基基脱水脱水缩合合而成的而成的产物，不同的二糖物，不同的二糖，其，其组成成和和结合方式各不相同，因而合方式各不相同，因而导致其性致其性质上上有很大有很大的差异 §1 1、、蔗糖蔗糖（（Sucrose or Sucrose or SaccharoseSaccharose) ) §蔗糖是自然界中分布最广的二糖，几乎有光合作用的植物都含有蔗糖是自然界中分布最广的二糖，几乎有光合作用的植物都含有蔗糖，但是，蔗糖在甘蔗和甜菜中含量最高，它们也是提取蔗糖蔗糖，但是，蔗糖在甘蔗和甜菜中含量最高，它们也是提取蔗糖的主要的主要原料，故俗称原料，故俗称蔗糖蔗糖或或甜菜糖甜菜糖。

§实验发现，一分子蔗糖水解后，能生成一分子，一分子蔗糖水解后，能生成一分子D D－－果糖果糖和一分子和一分子D D－－葡萄糖葡萄糖§在在结构上，构上，蔗糖蔗糖可看作是一分子可看作是一分子 －－吡喃吡喃葡萄糖的苷葡萄糖的苷羟基与一分基与一分子子 －－呋喃呋喃果糖的苷果糖的苷羟基之基之间脱水脱水缩合而成  蔗蔗糖糖的结构的结构§结构构为：：§对葡萄糖来讲，是对葡萄糖来讲，是 －苷－苷羟基形成的苷，基形成的苷，这种糖苷是种糖苷是 －葡萄糖苷－葡萄糖苷，，它的苷它的苷键类型是型是 －－1,21,2－苷－苷键，即，即 －葡萄糖－葡萄糖C C1 1上的苷上的苷羟基与果基与果糖糖C C2 2上的上的羟基基缩合而成的苷合而成的苷键这种苷种苷键能被能被 －糖苷－糖苷酶酶，又叫，又叫麦芽糖麦芽糖酶酶催化水解催化水解 §如果以葡萄糖如果以葡萄糖为母体，蔗糖又可命名母体，蔗糖又可命名为：： －－D D－－呋喃果糖基－喃果糖基－ －－D D－－吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷  蔗蔗糖糖的结构与性质的结构与性质§对果糖来果糖来讲：：§它又是它又是 －果糖的苷－果糖的苷羟基形成的苷，所以蔗糖又是基形成的苷，所以蔗糖又是 －果糖苷－果糖苷，它，它的苷的苷键类型又是型又是 －－2,12,1－苷－苷键，即，即 －果糖－果糖C C2 2上的苷上的苷羟基与葡萄基与葡萄糖糖C C1 1上的上的羟基基缩合的苷合的苷键。

§这种苷种苷键能被能被 －糖苷－糖苷酶酶，又称苦杏仁，又称苦杏仁酶酶催化水解催化水解§如果以果糖以母体，如果以果糖以母体，则蔗糖又可命名蔗糖又可命名为：： －－D D－－吡喃葡萄糖基－吡喃葡萄糖基－ －－D D－－呋喃果糖苷喃果糖苷  蔗蔗糖糖的结构与性质的结构与性质§在性质上：在性质上：§由于在蔗糖分子中无苷由于在蔗糖分子中无苷羟基存在，故在水溶液中，不能基存在，故在水溶液中，不能转化成开化成开链式，即式，即不能不能发生互生互变异构异构故无无变旋光旋光现象象，不能成，不能成脎，也不，也不能被托能被托伦斯斯试剂和和费林林试剂氧化，所以蔗糖是一个氧化，所以蔗糖是一个非非还原性糖原性糖 蔗蔗糖糖的结构与性质的结构与性质§蔗糖的蔗糖的[ [ ] ]D D2020＝＋＝＋66.5°66.5°，，但如果将蔗糖但如果将蔗糖完全完全水解后，生成等摩水解后，生成等摩尔尔的的D D－－(+)(+)－－葡萄糖和葡萄糖和D D－－(-)(-)－－果糖混合物果糖混合物§由于由于D D－－果糖的比旋光度大于果糖的比旋光度大于D D－－葡萄糖的比旋光度所以，水解葡萄糖的比旋光度所以，水解以后混合物的比旋光度变为以后混合物的比旋光度变为左旋左旋2020度度，在糖化学中，把这种通过，在糖化学中，把这种通过反应使旋光方向发生转化的反应，叫做反应使旋光方向发生转化的反应，叫做转化反应转化反应，生成的混合糖，生成的混合糖叫叫转化糖转化糖。

2 2、麦芽糖、麦芽糖( (Maltose)Maltose)§麦芽糖是淀粉在麦芽糖是淀粉在 －糖苷－糖苷酶酶（又称（又称 －－淀粉酶、或麦芽糖酶）作用淀粉酶、或麦芽糖酶）作用下的水解产物下的水解产物§植物组织（如麦芽）中所含的麦芽糖也是淀粉水解的中间产物植物组织（如麦芽）中所含的麦芽糖也是淀粉水解的中间产物在大麦芽中含有在大麦芽中含有 －－淀粉酶，生产上，常用它来催化水解淀粉生淀粉酶，生产上，常用它来催化水解淀粉生成麦芽糖，麦芽糖的名称也由此而来成麦芽糖，麦芽糖的名称也由此而来§一分子麦芽糖完全水解后，生成两分子一分子麦芽糖完全水解后，生成两分子D D－－葡萄糖葡萄糖§在结构上，麦芽糖可以看成是一分子葡萄糖的在结构上，麦芽糖可以看成是一分子葡萄糖的αα－－苷羟基苷羟基与另一与另一分子葡萄糖分子葡萄糖4 4－位的醇羟基－位的醇羟基脱水缩合而成的产物脱水缩合而成的产物麦芽糖的结构和性质麦芽糖的结构和性质§对于麦芽糖来说，是一分子对于麦芽糖来说，是一分子 －葡萄糖－葡萄糖C1上的苷羟基与另一分子上的苷羟基与另一分子葡萄糖葡萄糖4－位的醇羟基脱水形成的苷－位的醇羟基脱水形成的苷。

§所以所以麦芽糖是麦芽糖是 －葡萄糖苷，它的苷－葡萄糖苷，它的苷键类型型为 －－1,41,4－苷－苷键，，这种苷种苷键只能被只能被 －糖苷－糖苷酶酶（麦芽糖（麦芽糖酶酶）催化水解）催化水解§麦芽糖又可命名麦芽糖又可命名为：：4 4－－O O－（－（ －－D D－－吡喃葡萄糖苷基）－吡喃葡萄糖苷基）－ －－D D－－吡喃葡萄糖（以右吡喃葡萄糖（以右边的糖的糖为母体）§由于在麦芽糖中仍然由于在麦芽糖中仍然含有苷含有苷羟基基，故在水中仍能通，故在水中仍能通过开开链式式发生生互互变异构，故它异构，故它有有变旋光旋光现象象，可以与苯，可以与苯肼作用成作用成脎，也能被托，也能被托伦斯斯试剂和和费林林试剂氧化，所以麦芽糖是一个氧化，所以麦芽糖是一个还原性糖原性糖，具有，具有单糖的化学性糖的化学性质3 3、、纤维二糖二糖( (CellobioseCellobiose) )§纤维素二糖是素二糖是纤维素部分水解所得的素部分水解所得的产物物§一分子一分子纤维素二糖素二糖完全完全水解后水解后，，也得到二分子葡萄糖也得到二分子葡萄糖§但是，但是，这种二糖不能被种二糖不能被麦芽糖麦芽糖酶酶催化水解，却能被催化水解，却能被 －糖苷－糖苷酶酶（又叫苦杏仁（又叫苦杏仁酶酶）催化水解，因此）催化水解，因此纤维素二糖不是素二糖不是 －葡萄糖苷，－葡萄糖苷，而是而是 －葡萄糖苷。

它的－葡萄糖苷它的结构构为：：纤维二糖二糖的结构和性质的结构和性质§纤维素二糖可看作是一分子纤维素二糖可看作是一分子§ －葡萄糖的苷－葡萄糖的苷羟基与另一基与另一§分子葡萄糖分子葡萄糖4 4－位的醇－位的醇羟基基§脱水脱水缩合而成因此，它是合而成因此，它是§ －葡萄糖苷，苷－葡萄糖苷，苷键类型型为§ －－1,41,4－苷－苷键§在在纤维素二糖中，由于另一分子中仍保留一个苷素二糖中，由于另一分子中仍保留一个苷羟基，但在水溶基，但在水溶液中，液中，这个苷个苷羟基也可通基也可通过开开链式而式而发生互生互变异构异构§因此，因此，纤维素二糖有素二糖有变旋光旋光现象，能成象，能成脎，能，能还原托原托伦斯斯试剂和和费林林试剂，它是一个，它是一个还原性二糖原性二糖，具有，具有单糖的性糖的性质§固固态时的的纤维素二糖又可命名素二糖又可命名为：：4 4－－O O－－( ( －－D D－－吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷基基) )－－ －－D D－－吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 纤维二糖二糖和麦芽糖的异同和麦芽糖的异同§纤维素二糖和麦芽糖有什么相同之素二糖和麦芽糖有什么相同之处和不同之和不同之处？？§相同之相同之处：（：（1 1）都是由二个葡萄糖）都是由二个葡萄糖组成，（成，（2 2）都是）都是1,41,4－苷－苷键，，（（3 3）都存在一个游离的苷）都存在一个游离的苷羟基，都是基，都是还原性二糖。

原性二糖§不同之不同之处：： （（1 1）一个是）一个是 －葡萄糖苷，另一个－葡萄糖苷，另一个 －葡萄糖苷，－葡萄糖苷，（（2 2）在生理上，一个有甜味，能被人消化吸收；另一个无甜味，）在生理上，一个有甜味，能被人消化吸收；另一个无甜味，不能被人消化吸收不能被人消化吸收3 3）一个只能被麦芽糖）一个只能被麦芽糖酶酶催化水解，另一催化水解，另一个只能被苦杏仁个只能被苦杏仁酶酶催化水解催化水解4 4、、乳糖乳糖（（LactoseLactose）） §乳糖存在于乳汁中，由于其在水中溶解度乳糖存在于乳汁中，由于其在水中溶解度较小，故呈乳小，故呈乳浊液§实验发现，乳糖是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖，乳糖是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖组成，乳成，乳醛糖糖能能被苦杏仁被苦杏仁酶酶催化水解，但不能被麦芽糖催化水解，但不能被麦芽糖酶酶催化水解，它的催化水解，它的结构构为：：§可以看出，乳糖是一个可以看出，乳糖是一个 －半乳糖苷，苷－半乳糖苷，苷键类型型为 －－1,41,4－苷－苷键，，乳糖又可命名乳糖又可命名为：：4 4－－O O－－( ( －－D D－－吡喃半乳糖苷基吡喃半乳糖苷基) )－－ －－D D－－吡喃吡喃葡萄糖。

葡萄糖§由于葡萄糖由于葡萄糖单元中仍然存在元中仍然存在着着游离的苷游离的苷羟基基，故，乳糖也是一个，故，乳糖也是一个还原性二糖原性二糖，具有，具有单糖的性糖的性质 18.5 18.5 多聚糖多聚糖( (Polysaccharide)Polysaccharide)§多糖是一多糖是一类天然的高分子化合物，分子量很大，水解后能生成上天然的高分子化合物，分子量很大，水解后能生成上百个乃至百个乃至千个千个单糖分子§若水解若水解产物只有一种物只有一种单糖分子，糖分子，这种多糖叫均聚糖，如淀粉、种多糖叫均聚糖，如淀粉、纤维素都是均聚糖素都是均聚糖§若水解若水解产物不只一种物不只一种单糖，糖，这种多糖叫种多糖叫杂（异）多糖，如菊粉，（异）多糖，如菊粉，水解后可生成菊糖与果糖水解后可生成菊糖与果糖§多糖与多糖与单糖不同，尽管在多糖的分子糖不同，尽管在多糖的分子链端仍含有苷端仍含有苷羟基，但由于基，但由于多糖分子量太大，多糖分子量太大，苷苷羟基所占的比例极低，基所占的比例极低，不足以使托不足以使托伦斯斯试剂和和费林林试剂还原，因此，多糖都是原，因此，多糖都是非非还原性糖原性糖，也无，也无变旋光旋光现象。

象而且，大多数多糖而且，大多数多糖不不溶于水，没有甜味溶于水，没有甜味§多糖广泛存在于自然界中，以淀粉和多糖广泛存在于自然界中，以淀粉和纤维素最多，素最多，应用最广 一、淀粉一、淀粉（（StarchStarch））§淀粉是绿色植物光合作用的产物，是植物的主要能量储备，也是淀粉是绿色植物光合作用的产物，是植物的主要能量储备，也是人类膳食中碳水化合物的主要来源，因此具有重要的经济价值人类膳食中碳水化合物的主要来源，因此具有重要的经济价值§淀粉不是一个淀粉不是一个单纯的分子，而是由分子量不同的大分子的分子，而是由分子量不同的大分子组成的混成的混合物§从从结构上看，构上看，淀粉淀粉可分可分为两大两大类型，即直型，即直链淀粉和支淀粉和支链淀粉§二者在二者在结构上和性构上和性质上都有上都有许多许多的区的区别1 1、、直直链淀粉和支淀粉和支链淀粉的区淀粉的区别§A A直链淀粉直链淀粉 支链淀粉支链淀粉 在淀粉中在淀粉中的含量的含量 1010－－20%20% 8080－－90%90% 分子量分子量1.51.5－－6×106×105 5 1 1－－6×106×106 6 一级结构一级结构 吡喃葡萄糖通过吡喃葡萄糖通过 －－1,41,4－苷键连接起来的一种－苷键连接起来的一种线形高聚物线形高聚物 主要是通过主要是通过 －－1,41,4－苷键－苷键相连，但每隔相连，但每隔2020－－2525个葡个葡萄糖单元，有一个通过萄糖单元，有一个通过 －－1,61,6－苷键相连的支链－苷键相连的支链 高级结构高级结构 直链分子再卷曲成螺旋直链分子再卷曲成螺旋状状 呈树枝状呈树枝状 水溶性水溶性 溶于热水，难溶于冷水，溶于热水，难溶于冷水，叫不溶性淀粉叫不溶性淀粉 溶于冷水，与热水膨胀成溶于冷水，与热水膨胀成糊，叫可溶性淀粉糊，叫可溶性淀粉 遇碘显色遇碘显色 蓝色蓝色 红紫色红紫色 直链直链淀粉的结构淀粉的结构§A A支链淀粉的结构支链淀粉的结构§A A2 2、、淀粉的水解淀粉的水解§淀粉在酸性水溶液或淀粉在酸性水溶液或 －淀粉－淀粉酶酶催化下，会逐步催化下，会逐步发生发生水解水解。

§先水解成分子量先水解成分子量较小的多糖混合物，称小的多糖混合物，称为糊精糊精§继续再水解，得到麦芽糖和少量的异麦芽糖（通再水解，得到麦芽糖和少量的异麦芽糖（通过 －－1,61,6－苷－苷键相相连的二糖）的二糖）§再水解，最再水解，最终可得可得D D－（＋）－－（＋）－葡萄糖§工业上就是利用这种原理生成葡萄糖或葡萄糖浆工业上就是利用这种原理生成葡萄糖或葡萄糖浆§如果将葡萄糖浆在异构酶催化下，使部分葡萄糖异构化，生成果如果将葡萄糖浆在异构酶催化下，使部分葡萄糖异构化，生成果糖，就得到甜度更高的果－葡糖浆糖，就得到甜度更高的果－葡糖浆3 3、、淀粉的工业应用淀粉的工业应用§淀粉除了作为人类食品名，在工业上有其广泛的用途淀粉除了作为人类食品名，在工业上有其广泛的用途二、二、纤维素素§纤维素是植物的主要素是植物的主要组成部分，也是分布最广的一种多糖，其分成部分，也是分布最广的一种多糖，其分子量比淀粉子量比淀粉还大§纤维素也是由葡萄糖素也是由葡萄糖组成成§但在一但在一级结构中，葡萄糖之构中，葡萄糖之间是以是以 －－1,41,4－苷－苷键结合在一起的直合在一起的直链型分子型分子§其高其高级结构是由一条一条的分子构是由一条一条的分子长链扭曲成扭曲成绳状状结构的构的纤维束，束，长链之之间通通过氢键缔合在一起，中合在一起，中间还夹杂着木着木质素等物素等物质。

含纤维素 分子量 棉花  90% 以上 57万左右 亚麻 80% 184万左右 木材 40-60%  9-15万 纤维素素的性质的性质§由于由于纤维链之之间结合比合比较紧密，水分子密，水分子难以以进入入纤维束中束中间与苷与苷键作用作用因此，因此，纤维素比淀粉更素比淀粉更难于水解于水解§一般要在一般要在强强酸中加酸中加热、、加加压才能水解，水解才能水解，水解过程中，可得到程中，可得到纤维四糖、三糖、二糖，最四糖、三糖、二糖，最终是葡萄糖是葡萄糖 §由于由于纤维素水解条件苛刻，得率低，成本高，所以素水解条件苛刻，得率低，成本高，所以，纤维素的，纤维素的水水解解应用受到用受到了了限制限制§在生在生理理上，上，纤维素只能被素只能被纤维素素酶酶又叫又叫 －糖苷－糖苷酶酶催化水解，但催化水解，但不能被淀粉不能被淀粉酶酶催化水解催化水解§由于人体内无由于人体内无 －糖苷－糖苷酶酶，所以，所以纤维素不能作素不能作为人的人的营养品§但在食草但在食草动物（如牛、羊）的消化系物（如牛、羊）的消化系统中，含有中，含有这种种酶酶，故，故这些些动物可以用草作物可以用草作为营养来源纤维素素的应用的应用§纤维素在素在应用上除了直接用在用上除了直接用在纺织和造和造纸上外，上外，经再生、衍生等再生、衍生等改性改性处理，会得到性能更好、理，会得到性能更好、应用更广泛的材料。

用更广泛的材料本章作业本章作业§本章作业：本章作业：§P449P449§3 3（（1 1）（）（2 2））§4 4（（1 1）（）（2 2）（）（4 4））§5 5、、7 7、、8 8、、1010 本章小结本章小结§1、、掌握单糖的结构，掌握单糖的结构，葡萄糖的开链式、葡萄糖的开链式、 －氧环式、构象式，果－氧环式、构象式，果糖的开链式、氧环式糖的开链式、氧环式§2、了解单糖的物性，构型、旋光性、变旋光现象、水中开链式、了解单糖的物性，构型、旋光性、变旋光现象、水中开链式与氧环式的互变异构、弱碱中烯醇式的互变异构与氧环式的互变异构、弱碱中烯醇式的互变异构§3、、重点掌握单糖的化学性质重点掌握单糖的化学性质 §(1)(1)氧氧化化: :　　溴溴水水氧氧化化、、硝硝酸酸氧氧化化、、HIOHIO4 4氧氧化化、、托托伦伦斯斯试试剂剂和和费费林林试剂氧化试剂氧化§(2)(2)还原还原: :　　H2/Ni、、LiAlH4、、NaBH4、、Na-Hg/H2O 得糖醇§(3)(3)成脎反应成脎反应：糖脎，黄晶体沉淀，用于鉴别糖脎，黄晶体沉淀，用于鉴别§(4)(4)成苷反应成苷反应：糖苷，无变旋光现象，是非还原性糖。

糖苷，无变旋光现象，是非还原性糖§(5)(5)成醚，成酯成醚，成酯、递升、递降、递升、递降§4 4、、掌掌握握低低聚聚糖糖的的组组成成、、成成键键方方式式、、性性质质（（蔗蔗糖糖、、麦麦芽芽糖糖、、纤纤维维素二糖、乳糖）素二糖、乳糖）§5 5、了解多糖、了解多糖( (淀粉、纤维素淀粉、纤维素) )的组成、成键方式、性质和应用的组成、成键方式、性质和应用 。