第十三章 碳水化合物概述：
分类：根据是否可以水解和水解后的产物分为如下三类：
单糖：不能水解的多羟基醛酮。
低聚糖：（也称寡糖）可以分解为几个分子单糖的化合物。（一般2~10）
多糖：可以水解成数百上千单糖，为高聚物，也称高聚糖。
绝对构型与相对构型：
D、L构型
D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛
D-(+)-甘油醛 D-(-)-乳酸
第一节：单糖醛糖：可以认为是由甘油醛逐步增加碳原子的方法导出。
例如：
注意：⑴ 写法：H常略去，-OH以“-”代表。例如：
⑵,D”“L”，只考虑距羰基最远的一个手性碳的构型。（与甘油醛相比）。
自然界中的糖，均为D型糖。
酮糖：可以看成是由D-赤藓酮糖增碳得到。
二、单糖的环形结构环行结构实验证明：单糖并非以链状化合物存在，而是以环状结构存在。即以分子内半缩醛存在。
例如：D-葡萄糖
动态的平衡体系
α式:新生成的手性碳原子上的羟基与C5上的羟基在同侧的为α式。
β式:新生成的手性碳原子上的羟基与C5上的羟基在反侧的为βα式。
吡喃糖：半缩醛式的糖分子中环上有5个C，1个O组成，与杂环化合物吡喃环相当，也叫吡喃糖。
呋喃糖：半缩醛式的糖分子中环上有4个C，1个O组成，与杂环化合物呋喃环相当，也叫呋喃糖。
吡喃糖大于99%，其中α式占36.4%，β式占63.7%。α呋喃糖存在小于1%，几种形式共同存在，为一个动态的平衡体系。
三、环状结构的表示方法哈武斯式
⑴ 将碳链放平。
⑵ 向右弯成六边形。
⑶ 旋转C4-C5键轴120°使羟基与羰基在同一平面内。
⑷ C5上的OH从羰基的上面与羰基相连的为α式，反之为β式。
注意：在哈武斯式中α式的半缩醛羟基与CH2OH基团在反侧，β式的半缩醛羟基与CH2OH基团在同侧。
构象：对于吡喃糖（六元环）
哈武斯式：
四、物理性质无色结晶，有甜味，在水中的溶解度大。
变旋现象：单糖溶于水后，产生环式和链式异构体的互变异构，相互之间不断转化。旋光度不断改变，直到达到平衡。
例如：α-D-葡萄糖旋光度为+112° 溶解于水达到平衡后旋光度为+52.7°
β-D-葡萄糖旋光度为+18.7° 溶解于水达到平衡后旋光度为+52.7°
五、化学性质氧化：
⑴ 土伦试剂、费林试剂、本尼地溶液与醛糖酮糖均可作用。此反应可用于鉴别。
反应的产物：醛糖中的醛基被氧化成羧基，酮糖中的羟基被氧化成羰基。
即,
⑵ HNO2氧化：
⑶ 溴氧化（不氧化醛糖）：可用于鉴别。
⑷ HIO4氧化：邻二醇结构，对研究糖的结构有用。
⑸ 生物氧化：
还原催化氢化：
糖醇
成脎反应：与苯肼作用生成黄色结晶。可用于鉴别。
成脎反应发生在C1、C2上，不再继续反应，原因是由于脎可形成六元环结构。
差向异构体差向异构体：含多个手性碳原子的旋光异构体。只有一个手性碳原子的构型相反，其他手性碳原子的构型均相同。例如：
差向异构化：处理化合物形成差向异构体的过程。一般稀碱处理。
莫利施反应：（Molisch）可用于鉴别糖。
试剂：α-萘酚的乙醇溶液、浓硫酸。 现象：紫色环形成缩醛：
称为糖苷，糖苷无还原性，无变旋现象，不能形成糖脎。
7．甲基化：试剂(CH3)2SO4
甲基-2，3，4，6-四-O-甲基-β-D-葡萄糖苷成酯反应：
重要的单糖及其衍生物：自学糖苷定义：半缩醛式的糖与醇、酚等含羟基的化合物形成的缩醛结构。
性质：稳定。
⒈ 无变旋现象：不能转化为链式
2．不具有还原性：不与土伦试剂、费林试剂、本尼地溶液反应，也不与HNO3，Br2反应。
不发生差向异构化：不与碱作用无成脎反应：不与苯肼反应可与酸作用，发生水解反应，水解回糖和其他含羟基的化合物。配糖基（配基）
水杨苷 水杨醇
双糖由两分子单糖缩水成苷的产物。
还原性双糖由一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的醇羟基失水形成。
特点：一单糖成苷，另一单糖保留半缩醛羟基。
性质：有变旋现象，有还原性，可与苯肼反应。
例如：麦芽糖：
4-O-（α-D-吡喃葡萄糖苷基）-β-D-吡喃葡萄糖由α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖组成，其中成苷部分为α式。α-1，4-糖苷键。-
纤维二糖：
由两分子β-D-吡喃葡萄糖组成，以β-1，4-糖苷键相连。
乳糖：
4-O-（β-D-吡喃半乳糖苷基）-α-D-吡喃葡萄糖由半乳糖和葡萄糖以β-1，4-糖苷键相连，成苷部分为半乳糖。
非还原性双糖由两分子单糖的半缩醛羟基失水而成。
特点：两分子单糖均成苷。
性质：无变旋现象，无还原性，不与苯肼反应。
例如：蔗糖
由一分子α-D-葡萄糖和β-D-果糖缩水形成海藻糖：
由两分子-αD-葡萄糖缩水而成多糖为天然的高分子化合物，由成千上万个单糖通过糖苷键相连形成。
特点：由糖苷键相连。
性质：无还原性，无变旋现象，无甜味。
淀粉：（10%~30%）麦芽糖的高聚体，酸性条件下，可以水解为葡萄糖。
直链淀粉：形状为螺旋状（氢键作用），遇碘变蓝，加热后蓝色腿去形成络合物，溶于热水。
支链淀粉：（70%~90%）不溶于水，遇热水成糊状。由1，4-糖苷键和1，6-糖苷键组成。
淀粉 红糊精 无色糊精 麦芽糖 葡萄糖
糖原：（动物淀粉）由葡萄糖组成，结构与淀粉相似，遇淀粉显红色。是动物体能量的主要来源。
纤维素：植物细胞壁的主要成分，是纤维二糖的高聚体。彻底水解后得到D-葡萄糖
纤维素与淀粉的区别：前者由α-1，4-糖苷键连接，后者由β-1，4-糖苷键连接
4．半纤维素：不是纤维素，由D-木糖和D-葡萄糖组成，分布最广的为木聚糖
分类：根据是否可以水解和水解后的产物分为如下三类：
单糖：不能水解的多羟基醛酮。
低聚糖：（也称寡糖）可以分解为几个分子单糖的化合物。（一般2~10）
多糖：可以水解成数百上千单糖，为高聚物，也称高聚糖。
绝对构型与相对构型：
D、L构型
D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛
D-(+)-甘油醛 D-(-)-乳酸
第一节：单糖醛糖：可以认为是由甘油醛逐步增加碳原子的方法导出。
例如：
注意：⑴ 写法：H常略去，-OH以“-”代表。例如：
⑵,D”“L”，只考虑距羰基最远的一个手性碳的构型。（与甘油醛相比）。
自然界中的糖，均为D型糖。
酮糖：可以看成是由D-赤藓酮糖增碳得到。
二、单糖的环形结构环行结构实验证明：单糖并非以链状化合物存在，而是以环状结构存在。即以分子内半缩醛存在。
例如：D-葡萄糖
动态的平衡体系
α式:新生成的手性碳原子上的羟基与C5上的羟基在同侧的为α式。
β式:新生成的手性碳原子上的羟基与C5上的羟基在反侧的为βα式。
吡喃糖：半缩醛式的糖分子中环上有5个C，1个O组成，与杂环化合物吡喃环相当，也叫吡喃糖。
呋喃糖：半缩醛式的糖分子中环上有4个C，1个O组成，与杂环化合物呋喃环相当，也叫呋喃糖。
吡喃糖大于99%，其中α式占36.4%，β式占63.7%。α呋喃糖存在小于1%，几种形式共同存在，为一个动态的平衡体系。
三、环状结构的表示方法哈武斯式
⑴ 将碳链放平。
⑵ 向右弯成六边形。
⑶ 旋转C4-C5键轴120°使羟基与羰基在同一平面内。
⑷ C5上的OH从羰基的上面与羰基相连的为α式，反之为β式。
注意：在哈武斯式中α式的半缩醛羟基与CH2OH基团在反侧，β式的半缩醛羟基与CH2OH基团在同侧。
构象：对于吡喃糖（六元环）
哈武斯式：
四、物理性质无色结晶，有甜味，在水中的溶解度大。
变旋现象：单糖溶于水后，产生环式和链式异构体的互变异构，相互之间不断转化。旋光度不断改变，直到达到平衡。
例如：α-D-葡萄糖旋光度为+112° 溶解于水达到平衡后旋光度为+52.7°
β-D-葡萄糖旋光度为+18.7° 溶解于水达到平衡后旋光度为+52.7°
五、化学性质氧化：
⑴ 土伦试剂、费林试剂、本尼地溶液与醛糖酮糖均可作用。此反应可用于鉴别。
反应的产物：醛糖中的醛基被氧化成羧基，酮糖中的羟基被氧化成羰基。
即,
⑵ HNO2氧化：
⑶ 溴氧化（不氧化醛糖）：可用于鉴别。
⑷ HIO4氧化：邻二醇结构，对研究糖的结构有用。
⑸ 生物氧化：
还原催化氢化：
糖醇
成脎反应：与苯肼作用生成黄色结晶。可用于鉴别。
成脎反应发生在C1、C2上，不再继续反应，原因是由于脎可形成六元环结构。
差向异构体差向异构体：含多个手性碳原子的旋光异构体。只有一个手性碳原子的构型相反，其他手性碳原子的构型均相同。例如：
差向异构化：处理化合物形成差向异构体的过程。一般稀碱处理。
莫利施反应：（Molisch）可用于鉴别糖。
试剂：α-萘酚的乙醇溶液、浓硫酸。 现象：紫色环形成缩醛：
称为糖苷，糖苷无还原性，无变旋现象，不能形成糖脎。
7．甲基化：试剂(CH3)2SO4
甲基-2，3，4，6-四-O-甲基-β-D-葡萄糖苷成酯反应：
重要的单糖及其衍生物：自学糖苷定义：半缩醛式的糖与醇、酚等含羟基的化合物形成的缩醛结构。
性质：稳定。
⒈ 无变旋现象：不能转化为链式
2．不具有还原性：不与土伦试剂、费林试剂、本尼地溶液反应，也不与HNO3，Br2反应。
不发生差向异构化：不与碱作用无成脎反应：不与苯肼反应可与酸作用，发生水解反应，水解回糖和其他含羟基的化合物。配糖基（配基）
水杨苷 水杨醇
双糖由两分子单糖缩水成苷的产物。
还原性双糖由一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的醇羟基失水形成。
特点：一单糖成苷，另一单糖保留半缩醛羟基。
性质：有变旋现象，有还原性，可与苯肼反应。
例如：麦芽糖：
4-O-（α-D-吡喃葡萄糖苷基）-β-D-吡喃葡萄糖由α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖组成，其中成苷部分为α式。α-1，4-糖苷键。-
纤维二糖：
由两分子β-D-吡喃葡萄糖组成，以β-1，4-糖苷键相连。
乳糖：
4-O-（β-D-吡喃半乳糖苷基）-α-D-吡喃葡萄糖由半乳糖和葡萄糖以β-1，4-糖苷键相连，成苷部分为半乳糖。
非还原性双糖由两分子单糖的半缩醛羟基失水而成。
特点：两分子单糖均成苷。
性质：无变旋现象，无还原性，不与苯肼反应。
例如：蔗糖
由一分子α-D-葡萄糖和β-D-果糖缩水形成海藻糖：
由两分子-αD-葡萄糖缩水而成多糖为天然的高分子化合物，由成千上万个单糖通过糖苷键相连形成。
特点：由糖苷键相连。
性质：无还原性，无变旋现象，无甜味。
淀粉：（10%~30%）麦芽糖的高聚体，酸性条件下，可以水解为葡萄糖。
直链淀粉：形状为螺旋状（氢键作用），遇碘变蓝，加热后蓝色腿去形成络合物，溶于热水。
支链淀粉：（70%~90%）不溶于水，遇热水成糊状。由1，4-糖苷键和1，6-糖苷键组成。
淀粉 红糊精 无色糊精 麦芽糖 葡萄糖
糖原：（动物淀粉）由葡萄糖组成，结构与淀粉相似，遇淀粉显红色。是动物体能量的主要来源。
纤维素：植物细胞壁的主要成分，是纤维二糖的高聚体。彻底水解后得到D-葡萄糖
纤维素与淀粉的区别：前者由α-1，4-糖苷键连接，后者由β-1，4-糖苷键连接
4．半纤维素：不是纤维素，由D-木糖和D-葡萄糖组成，分布最广的为木聚糖
