化学:有机化学竞赛辅导教案— 第十三章 糖类
定义:多羟基醛或酮以及它们失水结合而成的缩聚物。
糖类化合物又称碳水化合物,因为当初发现的葡萄糖和果糖等的分子式都是C6H12O6,即C6(H2O)6,可看成是碳和水结合的化合物,于是用通式Cx(H2O)y来表示。但后来发现有些化合物在结构和性质方面都和糖类相似,但它们的分子组成并不符合通式,如 李糖是一种甲基戊糖,它的分子式是C6H12O5。此外,有些分子组成符合上述通式的化合物,如乙酸,其分子式为C2H4O2,符合通式,但从结构和性质上看,不属于糖类,所以,“碳水化合物”不能确切地代表糖类化合物,但因沿用已久,至今还在保留着。
分类:糖类根据其能否水解及水解后产物的情况将其分成三大类。
单糖:是不能水解的多羟基醛或酮,如葡萄糖、果糖。
低聚糖:是水解后产生2个或几十个单糖分子的糖类。最常见的是二糖,如麦芽糖、蔗糖。
多糖:是水解后产生数十、数百乃至成千上万个单糖分子的糖类。如淀粉、纤维素等。
第一节 单糖
单糖分为两类:醛糖和酮糖。最简单的醛糖是二羟基丙醛,最简单的酮糖是二羟基丙酮。
存在于自然界的大多数单糖是含有5个碳原子的戊糖和6个碳原子的已糖。
一、单糖的组成及结构
(一)葡萄糖的组成及结构
1、链状结构式
由元素分析和分子量测定确定了葡萄糖的分子式为C6H12O6。其平面结构式为:
CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO
D-(+)-葡萄糖
在葡萄糖的投影式中,定位编号最大的手性碳原子上的羟基位于右边,按照单糖构型的D、L表示法规定,葡萄糖属于D-型糖,又因葡萄糖的水溶液具有右旋性,所以通常写为D-(+)-葡萄糖。
葡萄糖是已醛糖,分子中有4个手性碳原子,应有16个光学异构体,其中8个为D型,8个为L型。
2、变旋光现象及环状结构式
变旋光现象:某些旋光性化合物的旋光度在放置过程中会逐渐上升或下降,最终达到恒定值而不再改变的现象。