糖类的化学课件.ppt

糖类的化学第二章糖类的化学本章内容：l糖的一般概念糖的一般概念l单糖单糖l寡糖寡糖l多糖及其复合多糖及其复合物物糖类的化学一、糖的一般概念糖类的化学 糖类糖类(carbohydrates)物质物质是含是含多羟醛或多羟酮多羟醛或多羟酮类化合物主要由类化合物主要由C、、H、、O组成，其分子组成，其分子式常用式常用Cn(H2O)n来表来表示一）概念：糖类的化学（二）分布：所有生命机体中，其中：l植物：含糖量占其干 重的85-90%；l动物：含糖量不超过 其干重的2%l微生物：含糖量占其菌体干重的10-30%一、糖的一般概念糖类的化学（三）功能：一、糖的一般概念l作为能源作为能源l作为碳源作为碳源l作为结构性物质作为结构性物质l细胞识别和信息传递的重要细胞识别和信息传递的重要参与者糖类的化学（四）分类：l按其水解情况分类：l单糖：凡不能被水解为更小分子的糖称~ 如： 核糖、葡萄糖l寡糖：凡能被水解成少数（2—10个）单 糖分子的糖称~ 如：蔗糖 葡萄糖+果糖一、糖的一般概念糖类的化学l多糖：凡能被水解成多个单糖分子的糖称~。

如：淀粉 n葡萄糖l复合糖：与非糖物质结合的糖 如：糖蛋白等l衍生糖：糖的衍生物l 如：糖酸、糖胺等 糖类的化学二、单糖二、单糖l概念：具有一个自由醛基或酮基，或有2个以上羟基的糖类物质l 根据羰基特点： 醛糖、酮糖l根据碳原子数： 丙糖、丁糖、戊糖、 己糖、庚糖等糖类的化学（一）单糖的构型、结构及构象1、构型： 1）D & L构型构型根据离羰基最远的不对称C原子的-OH位置： -OH 在左：L； -OH 在右：D 天然单糖大多数是 D-型糖2）旋光性： 右旋：+； 左：－；二、单糖二、单糖糖类的化学2、结构1）链式结构：糖类的化学2）、环式结构l证明了链式结构后，发现葡萄糖的某些理化性质与醛不同l实验证明仅能生成半缩醛l过长氧桥不合理，W.N.Haworth 提出透视式表达糖的环式结构l变旋现象（因糖分子结构互变而产生）糖类的化学葡萄糖(glucose)的结构转变D-链式 α-D-葡萄糖糖类的化学吡喃糖呋喃糖糖类的化学α葡萄糖与β葡萄糖-OH在下：在下： α-；； -OH在上：在上：β--OH在下： α-； -OH在上：β-糖类的化学3、构象、构象-糖的立体结构糖的立体结构lX-衍射表明，糖分子中的C-C键不在一个平面上，有椅式和船式两种。

lX-衍射、红外光谱、旋光性数据表明环己烷及其衍生物主要以椅式构象存在糖类的化学椅式 船式糖类的化学糖结构总结糖类的化学（二）单糖的性质单糖的性质1、 与强酸共热生成糠醛： 戊糖 糠醛 +浓HCl 己糖 羟甲基糠醛糖类的化学生成糠醛生成糠醛糖类的化学lα-萘酚 糠醛 紫红 羟甲基糠醛 紫红l间苯二酚 酮糖 红 醛糖 浅红 l用于鉴定 糠醛与酚有颜色反应糖类的化学2与酸成酯——磷酸酯糖类的化学3、遇碱分解成不同物质糖类的化学4 、半缩醛羟基与醇、酚羟基脱水成苷糖类的化学1）性质稳定，不氧化、不变旋、不成脎性质稳定，不氧化、不变旋、不成脎2）功能各异：）功能各异： 毛地黄苷、强心苷毛地黄苷、强心苷：有强心功能；：有强心功能； 皂苷皂苷：溶血功能；：溶血功能；箭毒苷苦杏仁苷糖类的化学5、氧化作用l斐林（Fehling）试剂定量糖类的化学6、还原作用l羰基还原成醇基：•葡葡萄萄糖糖还还原原成成—山山梨梨醇醇糖类的化学果糖还原—山梨醇、 甘露醇糖类的化学7、游离羰基与、游离羰基与3分子苯肼成糖脎作用分子苯肼成糖脎作用葡萄糖 苯腙 葡糖酮苯腙 葡糖脎各种糖形成的糖脎结晶和熔点不同,可鉴别糖.苯肼苯肼苯肼糖类的化学（三）重要的单糖及其衍生物（三）重要的单糖及其衍生物1、单糖：、单糖： 1）醛糖：有醛基的糖；）醛糖：有醛基的糖； 2）酮糖：有酮基的糖；）酮糖：有酮基的糖；糖类的化学糖类的化学糖类的化学葡萄糖 甘露糖 半乳糖 果糖 四种重要的己糖四种重要的己糖糖类的化学重要的戊糖D-核糖核糖 D-脱氧核糖脱氧核糖糖类的化学2、单糖的重要衍生物1）糖醇：性质稳定、甜。

如： 甘露醇： 山梨醇： 肌醇：对糖脂代谢有调节作用、B族Vit、 从玉米淀粉或微生物发酵制取糖类的化学2）糖醛酸：单糖伯醇基氧化而得葡萄糖醛酸：肝脏解毒剂；半乳糖醛酸：存在果胶中糖类的化学3）糖胺：氨基葡萄糖糖分子中的一个羟基被氨基取代如：D-氨基葡萄糖（几丁质） 半乳糖胺（软骨素）糖类的化学三、寡糖三、寡糖1、概念、概念：：少数单糖（少数单糖（2-10个）缩合的聚合物个）缩合的聚合物2、分布、分布：自然界分布的主要是：自然界分布的主要是双糖双糖、三糖，、三糖， 3、结构、结构：：①①单糖的组成；单糖的组成； ②②糖苷键的连接方式；糖苷键的连接方式； ③③糖苷键的连接位置糖苷键的连接位置糖类的化学4、生物学功能l重要生物分子的组分；l结构成分；l 信号分子；三、寡糖三、寡糖糖类的化学5、糖苷键的形成糖类的化学糖苷键与肽键糖类的化学6、寡糖的种类麦芽糖——葡萄糖+葡萄糖（α-1，4糖苷键）糖类的化学乳糖乳糖——半乳糖半乳糖+葡萄糖葡萄糖糖类的化学蔗糖蔗糖——葡萄糖葡萄糖+果糖果糖α，β(1→2) 糖苷键糖类的化学 植物体内的寡糖糖类的化学糖的相对甜度（以蔗糖为糖的相对甜度（以蔗糖为100计）计） 糖类名称糖类名称 相对甜度相对甜度 蔗糖蔗糖 100 果糖果糖 115-150 葡萄糖葡萄糖 69 半乳糖半乳糖 63 甘露糖甘露糖 59 山梨糖山梨糖 51 麦芽糖麦芽糖 46 乳糖乳糖 33糖类的化学7、寡糖的一般性质：l还原糖：有游离半缩醛羟基的寡糖； 如：麦芽糖、乳糖。

l非还原糖：无游离半缩醛羟基的寡糖； 如：蔗糖三、寡糖三、寡糖糖类的化学四、多糖四、多糖（一）多糖的概念： 1、概念：由多个单糖以糖苷键相连而成 的高分子聚合物 方向：左：非还原端； 右：还原端 糖类的化学2、多糖的性质：胶体溶液、无甜味、无还原性、 有旋光性，但无变旋现象四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物糖类的化学3、多糖的结构：l一级结构：①单糖的组成； ②糖苷键的类型； ③单糖的排列顺序而异l二级结构：取决于一级结构，指其分子骨架四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物糖类的化学4、多糖的种类：1）均一多糖(同多糖)：由一种单糖缩合而成糖糖原原 淀淀粉粉 纤纤维维素素糖类的化学不均一多糖(杂多糖)：由不同类型单糖缩合而成肝素糖类的化学5、主要功能：1）作为动植物结构的骨架物质；2）作为储存物质；3）机体的防御功能；4）抗凝作用等等。

糖类的化学（二）生物学上重要的多糖1、淀粉：有两种分子组成；1）直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4）糖 苷键缩合而成的多糖链四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物糖类的化学直链淀粉的二级结构呈螺旋形糖类的化学l直链淀粉直链淀粉 一级结构一级结构 α α（（1 1→4 4））葡萄糖苷键葡萄糖苷键•可溶于热水可溶于热水•250~300个糖分子个糖分子•遇碘呈遇碘呈紫蓝色紫蓝色易老化易老化粘度小粘度小空间结构空间结构糖类的化学2）支链淀粉：分子中除有α（1-4）糖苷键 外，还在分支点处有α（1-6 ）糖苷键每一分支有20-30个葡萄糖基，各分支卷曲成螺旋 糖类的化学l支链淀粉支链淀粉•不易老化不易老化•＞＞6, 000个糖分子个糖分子•遇碘呈遇碘呈紫红色紫红色紫红色紫红色•粘度大粘度大空间空间结构结构 α α（（1 1→4 4））糖苷键糖苷键 α（ （1→61→6） ）糖苷糖苷键键糖类的化学淀粉的降解：在酸或淀粉酶在酸或淀粉酶作用下被降解作用下被降解，终产物为葡，终产物为葡萄糖：萄糖：四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物麦芽糖遇碘呈蓝紫色 红色 不显色不显色淀粉红色糊精无色糊精葡萄糖糖类的化学2、糖原：α-D-葡萄糖多聚物l结构：同支链淀粉；区别在于结构：同支链淀粉；区别在于分支分支程度更高程度更高,分支链更短分支链更短,平均每平均每8-12个残基发生一次分支。

个残基发生一次分支 四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物糖类的化学l分布：分布： 主要存在于动物肝、肌主要存在于动物肝、肌肉中 l特点：特点： 遇碘呈遇碘呈红色红色l功能：功能： 同淀粉，亦称动物淀粉同淀粉，亦称动物淀粉其其合成与分解取决于血合成与分解取决于血糖水平糖水平 糖类的化学3、纤维素1）结构：由D-葡萄糖以β（1-4）糖苷键连 接起来的线形聚合物四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物糖类的化学纤维中纤维素分子以氢键构成微晶束糖类的化学植物细胞壁中的纤维素糖类的化学2）性质）性质：l不溶于水不溶于水,人体不能消化人体不能消化纤维素；纤维素；l游离游离-OH中的中的H可被其它基团取代可被其它基团取代，构成各，构成各种高分子化合物：种高分子化合物： 羧甲基纤维素、羧甲基纤维素、DEAE-纤维素等层析载体纤维素等层析载体l纤维素酶纤维素酶解成葡萄糖解成葡萄糖糖类的化学4、壳聚糖：lN-乙酰D-氨基葡萄糖以β（1，4）糖苷键缩合而成l结构与纤维素类似，但氢键比其多l藻类、昆虫及甲壳类动物的结构组分。

l目前研究开发在：黏结剂、药物辅料等四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物糖类的化学基本单位是乙酰氨基葡萄糖糖类的化学5、右旋糖苷——人工合成的葡聚糖l结构：主链：α- 1,6糖苷键； 支链： α- 1,3和α- 1,4糖苷键l功能：降低血粘度、抗血栓、改善微循 环、利尿 糖类的化学其它多糖：l香菇多糖：香菇多糖：β-1,3葡聚糖，对肉瘤有抑制葡聚糖，对肉瘤有抑制l茯苓多糖：茯苓多糖：β-1,3葡聚糖，对肉瘤有抑制葡聚糖，对肉瘤有抑制l昆布多糖：昆布多糖：β-1,3葡聚糖，可治疗动脉粥葡聚糖，可治疗动脉粥 样硬化香菇多糖糖类的化学五、糖复合物l糖与非糖物质结合而成糖与非糖物质结合而成一）、糖与蛋白质的复合物（一）、糖与蛋白质的复合物 种类种类：：糖蛋白糖蛋白：主要性质接近蛋白质；：主要性质接近蛋白质； 蛋白多糖蛋白多糖：性质以多糖为主性质以多糖为主四、多糖及其复合物四、多糖及其复合物糖类的化学糖类与蛋白质的连接方式：N-糖苷键：Asn的氨基与糖半缩醛-OH间形成；O-糖苷键：Thr、Ser等的-OH与糖半缩醛-OH 间形成。

糖类的化学1、糖蛋白l种类多：包括某些种类多：包括某些酶、激素、血浆糖蛋白、抗酶、激素、血浆糖蛋白、抗体、粘液物质及膜蛋白体、粘液物质及膜蛋白l特特 点：点：高粘度高粘度l功能多：功能多：润滑作用、保护作用、润滑作用、保护作用、 肽链加工、运输作用、肽链加工、运输作用、 分子识别、临床鉴定分子识别、临床鉴定糖类的化学ABO血型物质血型物质O型型:糖链末端半乳糖连接糖链末端半乳糖连接仅有岩藻糖仅有岩藻糖;A型型:糖链末端半乳糖连接糖链末端半乳糖连接岩藻糖外还有岩藻糖外还有N-乙酰氨乙酰氨 基半乳糖基半乳糖;B型型:糖链末端半乳糖连接糖链末端半乳糖连接岩藻糖外还有半乳糖岩藻糖外还有半乳糖;A B型型:是是A型与型与B型型末端糖末端糖基的总和基的总和.糖类的化学2、蛋白聚糖l组成：组成： 糖胺聚糖糖胺聚糖与与核心蛋白核心蛋白以共价键连接而成以共价键连接而成l功能各异：功能各异： 结缔组织的组分；硫酸软骨素结缔组织的组分；硫酸软骨素A 抗凝血作用；抗凝血作用；肝素肝素 保护作用保护作用 等。

等透明质酸透明质酸糖类的化学1）透明质酸l葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸和和N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖以以β-1,3和和β-1,4糖苷键交替连接而成糖苷键交替连接而成•在皮肤、眼玻璃体、脐带等组织及卵子表面，在皮肤、眼玻璃体、脐带等组织及卵子表面， 起保护作用起保护作用糖类的化学2）硫酸软骨素l由由N-乙酰半乳糖胺硫酸酯乙酰半乳糖胺硫酸酯与与葡糖醛酸葡糖醛酸组成l是软骨、腱和骨的主要结构成分是软骨、腱和骨的主要结构成分糖类的化学3）肝素l由由硫酸艾杜糖醛酸硫酸艾杜糖醛酸与与二硫酸氨基葡糖二硫酸氨基葡糖以以β-1,4和和α-1,4糖苷键交替连接而成糖苷键交替连接而成l抗血凝剂抗血凝剂糖类的化学4）牛软骨中的蛋白聚糖l由透明质酸连接蛋白核心蛋白硫酸软骨素硫酸角质素糖类的化学5）细菌细）细菌细胞壁胞壁——肽聚糖肽聚糖糖类的化学。