第十四章 糖类化合物
学习要求：
1.掌握单糖的结构 -开链式及哈沃斯式的书写
2.掌握单糖的结构特点及化学性质
3.了解二糖、多糖的结构特点及一般性质
最早发现和利用的糖类物质如葡萄糖、蔗糖、
淀粉等都是由碳、氢、氧三种元素组成，而且氢原
子与氧原子之比恰为２ ∶ １，与水的组成一样，并
且都 可用 Cm(H2O)n通式来表示，称为碳水化合物。
C 3H 6O 3
乳 酸
不准确：
C 5 H 1 0 O 4
脱 氧 核 糖
糖类 化合物,是一类多羟基醛或多羟基酮以及水解产
物为多羟基醛或多羟基酮的一类有机化合物。
分类：
1,单糖,不能水解的多羟基醛（称醛糖）或多羟基酮
（ 称酮糖）。如葡萄糖,果糖等。
2,低聚糖,水解后能生成２～１０个分子单糖的糖
统称为低聚糖，如蔗糖、麦芽糖等
3,多糖,水解后能生成很多分子单糖的糖称为多糖。
如淀粉、纤维素
§ 1 单糖
一、单糖概述
1.含义 多羟基醛或酮，是构成低聚糖和多糖的
基本单位。
2,分类
根据碳原子的数目分为：丙糖、丁糖、戊糖等。
分子结构特点：含有醛基称醛糖，含有酮基称酮糖。
二者结合起来，常使用俗名。单糖中最重要，分布最广
的是己醛糖中的葡萄糖和己酮糖中的果糖。
二、单糖的结构
1.单糖的开链结构
以葡萄糖为例讨论单糖的结构：
平面结构：
C H O
C H O H
C H O H
C H O H
C H O H
C H
2
O H
P,H I
还 原
正 己 烷 六 个 碳 在 一 条 直 线 上
B r
2
,H
2
O
六 碳 羧 酸 含 醛 基
苯 肼
加 成 含 羰 基
乙 酐
五 乙 酰 葡 萄 糖 含 五 个 羟 基
立体结构,24=16, 8个 D型,8个 L型
葡萄糖就是这十六个异构体中的一个。碳链增长的方法
推导出来,
C
C H
2
O H
OH
+ H C N
D - ( + ) 甘 油 醛
C N
C H
2
O H
C N
C H
2
O H
H
2
O
C O O H
C H
2
O H
H
2
O
C O O H
C H
2
O H
成 酯
N a - H g 还 原
C H O
C H
2
O H
成 酯
N a - H g 还 原
C H O
C H
2
O H
按照此法最后可得到
8个 D型的己醛糖。
同样方法还可以由
Ｌ－ (－ )－甘油醛推导出己醛
糖的八个Ｌ－型异构体，它们
分别与Ｄ－构型八个异构体
是对映体。
C H O
C H
2
O H
D - ( + ) -甘 露 糖
C H O
C H
2
O H
D - ( + ) - 半 乳 糖
C H
2
O H
C = O
C H
2
O H
D - ( - ) -果 糖
C H O
C H
2
O H
D -核 糖
C H O
H
C H
2
O H
D - 2 - 脱 氧 核 糖
C H O
C H
2
O H
D - ( + ) -葡 萄 糖
2.单糖的环状结构
⑴ 变旋现象
开链结构无法解释：
① 不与亚硫酸氢钠发生加成反应；
②只与一分子醇作用即可生成稳定的缩醛型化合物。
③有两种不同晶体的葡萄糖：
酒精中结晶：熔点为 146℃,比旋光为 +112°
吡啶中结晶：熔点为 150℃,比旋光为 +19°
变旋现象,把两种不同的Ｄ－葡萄糖分别溶解于水中，
比旋光都逐渐发生变化,最终都变到 +52° 。
⑵ 单糖的氧环式结构
红外光谱和核磁共振谱证明葡萄糖中 不存在醛基的
特征峰,Ｘ－射线衍射法证明结晶状态的葡萄糖是
以 六元环存在 的。 C
O - H
C H
2
O H
H
O
D - ( + ) -葡 萄 糖
平衡时,64% 极少量 36%
[α ]D = +52
β
* C
C H
2
O H
HH O
O
D - ( + ) - 葡 萄 糖-
[
α
]
D
= + 1 9 °
半 缩 醛 羟 基
* C
C H
2
O H
H
O H
O
α D - ( + ) - 葡 萄 糖-
[ ]
D
= + 1 1 2 °
α
半 缩 醛 羟 基
α－型,β－型,差向异构体：
解释变旋现象及一些其它问题
C H
2
O H
C = O
O - H
C H
2
O H
D - ( - ) -果 糖
β
C
C H
2
O H
C H
2
O HH O
O
D - ( + ) - 果 糖-
C
C H
2
O H
H O H
2
C
O H
O
α D - ( - ) - 果 糖-
产生变旋现象的条件,活泼的半缩醛羟基
吡喃环； 呋喃环
⑶ 哈武斯（Ｎ,Haworth）透视式
以葡萄糖为例说明 标准链状费歇尔投影式变成哈 武 斯式
的过程：
C
O HH
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
OH
1
2
3
4
5
6
C
O H
H
H
O H
O H
H
O H
H
H O H 2 C
O
H
12345
6
1
23
4
5
6
H
H
C
O H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O
a
b
1
23
4
5
6
H
H
C
O H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O
旋 转 1 2 0 。
a
H O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 吡 喃 - 葡 萄 糖-
b
H
O
O H H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
D - 吡 喃 - 葡 萄 糖-β
C H 2 O H
C = O
C H 2 O H
D -(-) -果 糖
1
2
34
5
6
H
C
H
O H
O H
HO H
H
O H
H
O
C H 2 O H
O HH
C H 2 O H C H 2 O H
HO H
O HH
O
1
2
34
5
6
α D - 呋 喃 - 果 糖-
O H
H
C H 2 O H
C H 2 O H
HO H
O HH
O
1
2
34
5
6
D - 呋 喃 - 果 糖-β
H O
O H
C H 2 O H
O H
O H
HO H
H
H
H
1
2
34
5
6
α D - 吡 喃 - 果 糖-H O
O H
C H 2 O H
O H
O H
HO H
H
H
H
1
2
34
5
6
D - 吡 喃 - 果 糖-β
链状费歇尔投影式转变成哈沃斯式 通用写法：
a,吡喃型
O
1
23
4
5
6
氧在右上角
C1~C6顺时针
呋喃型
O
1
2
34
5
6
b.将标准费歇尔式碳键 右侧基团 或原子写在哈沃斯式环
平面的 下方 ； 左侧基团或原子写在环平面上方 。
c,D-型糖, -CH2OH 环上；半缩醛羟基在环下 α，环上 β
L-型糖, -CH2OH 环下；半缩醛羟基在环上 α，环下 β
在使用哈沃斯式时，有时为了书写需要，其环平面
可以在垂直纸平面的情况下 旋 转,此时成环碳原子
位次仍是顺时针方向排列，并且环上碳原子连接基
团的上下位置不变；有时环平面也可以 翻转,但此
时成环碳原子位次为反时针排列。
H O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
2
3
4
5
6
旋 转 1 8 0 °
垂 直 纸 平 面
H
OO H
H
O H
C H 2 O H
H
H
O H
1
2 3
4
5
6
O H
翻 转
O H
OH
O H
H
C H 2 O H
H
H
O H
1
23
4
5
6
O H
H
命名下列化和物
1.
H O
O H O H
H
O H
HH
O H
C H 2 O H
H
2.
H
OO H
O H
H
C H 2 O H
H
H
O H
O H
H
H O
O H
H
O H
O H
HH
O H
C H 2 O H
H
1
2
3
4
5
6
C
HH O
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
OH
α D - 吡 喃 - 甘 露 糖-
H
OO H
O H
H
C H 2 O H
H
H
O H
1
2 3
4
5
6
O H
O H O
H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
2
3
4
5
6
旋 转 1 8 0 °
垂 直 纸 平 面
C
O HH
HH O
HH O
O HH
C H
2
O H
OH
1
2
3
4
5
6
α D - 吡 喃 - 半 乳 糖-
⑷ 单糖的构象式 H
O
H O
H O
H
H
H
O H
H
H O H 2 C
O H
α D - - 葡 萄 糖-
H
O
H O
H O
H
H
H
O H
H
H O H 2 C
O H
D - - 葡 萄 糖-β
稳定
三、单糖的物理性质
单糖都是无色结晶，极易溶于水，可溶于乙醇，不易溶
解于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂。单糖（除丙酮糖外）
都有旋光性及变旋现象。
单糖和二糖都有甜味，各种糖的甜度不同，果糖是
目前已知的甜度最大的糖。
四、单糖的化学性质
羰基和羟基的性质以及二者相互影响所呈现性质。
㈠ 单糖中羰基的性质
1,稀碱液中的异构化
C
O HH
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
O H
D -葡 萄 糖
C
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
O H
C
HOH
烯 二 醇 中 间 体
稀 B a ( O H )
2
1
2
3
1
C
H O H
HH O
O HH
O HH
C H 2 O H
O H
D - 甘 露 糖
2
C H 2 O H
C = O
H O
O H
O H
C H 2 O H
D - 果 糖
H
H
H
3
差向异构体
2,氧化反应
⑴ 在碱性溶液中氧化
醛糖：被弱氧化剂氧化
酮糖：也能被弱氧化剂氧化 。
原因：烯碱液中异构化
还原性糖
醛 （ 酮 ） 糖 + C u 2 + H O
-
羧 酸 混 合 物 + C u 2 O
⑵ 在酸性溶液中氧化
弱氧化剂例如溴水 不能氧化酮糖而只能氧化醛糖，
使醛基氧化为羧基。
C H O
C H
2
O H
D - 葡 萄 糖
B r
2
- H
2
O
C O O H
C H
2
O H
D -葡 萄 糖 酸
B r
2
- H
2
O
C H
2
O H
C = O
C H
2
O H
D - 果 糖
不反应
利用溴水可以鉴别葡萄糖和果糖
酸性的强氧化剂例如硝酸 不仅能氧化醛基而且能氧化
羟甲基，能使醛糖氧化成糖二酸。 C H O
C H 2 O H
D - 葡 萄 糖
H N O 3
C O O H
C O O H
D - 葡 萄 糖 二 酸
⑶ 生物体内氧化
C H O
C H
2
O H
D - 葡 萄 糖
酶
C H O
C O O H
D - 葡 萄 糖 尾 酸
3,还原反应
在催化加氢或酶的作用下，都可使单糖还原成多元醇。
C H O
C H 2 O H
D - 葡 萄 糖
[ H ]
C H
2
O H
C H
2
O H
山 梨 醇
C H O
C H
2
O H
[ H ]
甘 露 糖
C H 2 O H
C H 2 O H
甘 露 醇
C H
2
O H
C = O
C H
2
O H
D -果 糖
[H ]
[H ]
4,成脎反应
C H O
C H 2 O H
葡 萄 糖
N H N H 2
C = N N H
C H 2 O H
H
葡 萄 糖 苯 腙
N H N H 2
C = N N H
C = N N H
C H 2 O H
H
葡 萄 糖 脎
C H 2 O H
C = O
C H 2 O H
果 糖
N H N H 2
C H
2
O H
C = N N H
C H
2
O H
果 糖 苯 腙
N H N H 2
C = N N H
C = N N H
C H
2
O H
H
果 糖 脎
2
2
糖脎都是不溶于水的黄色结晶，不同的糖脎结晶形状
不同，在反应中生成的速度也不同，并且各自有固定
的熔点,可以根据糖脎的结晶形状，生成速度及熔点
来鉴定糖。
成脎的条件,CO CO H
如果只是Ｃ 1、Ｃ 2上所连基团或构型不同，而其
它碳原子的构型完全相同时，它们必生成 同一种糖脎 。
㈡ 单糖中羟基的性质
1,成酯反应
单糖环状结构中所有羟基，在适当条件中都能酯化。
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
α D - 葡 萄 糖-
+
C H
3
C O
C H
3
C O
O
H C l O
4
3 0 ~ 3 5 ℃
H
O H
O C O C H
3
H
O C O C H
3
H
O C O C H
3
C H
2
O C O C H
3
H
α D - 葡 萄 糖 酯-
C H
3
C O O
1,2,3,4,6 - 五 - O - 乙 酰 -
1-磷酸 -α-D-葡萄糖 (酯 )
H O
O H
H
O - P
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O H
O H
O
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H
2
O - P
H
O
O H
O H
6-磷酸 -α-D-葡萄糖 (酯 )
2.成苷反应H O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖-
+ C H 3 O H
无 水 H C l
H
O
O H
H
O C H
3
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖 甲 苷-
糖苷分子中，糖的部分叫 糖基, 非糖部分叫 配糖基
或苷元, 连接糖基与配糖基的键叫 苷键 。
生成苷之后，糖苷分子中没有半缩醛羟基，就不能
变成开链糖，当然就 没有还原性、成脎，变旋现象
等性质了，但却易发生水解。 H O
O H
H
O C H 3
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖 甲 苷-
H 2 O,H
+
或 酶
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖-
+ C H 3 O H
H O
O H
O
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
C H 2 O H 苦 杏 仁 酶
或 酸
+
H O
O H
O H
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
C H 2 O H
O H
3,成醚反应
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖-
( C H 3 ) 2 S O 4,N a O H
或 C H 3 I,A g 2 O
H O
O C H 3
H
O C H 3
H
O C H 3H
O C H 3
C H 2 O C H 3
H
1,2,3,4,6-五 -O-甲基 -α-D-葡萄糖甲苷
H O
O C H 3
H
O C H 3
H
O C H 3H
O C H 3
C H 2 O C H 3
H H 2 O,H C l
H O
O C H 3
H
O H
H
O C H 3H
O C H 3
C H 2 O C H 3
H
2,3,4,6-四 -O-甲基 -α-D-葡萄糖
㈢ 呈色反应
单糖能与浓酸作用，脱水生成糠醛或它的衍生物,C C
HH
O H
CC
H O
H OO H
H
H
H
C H O
戊 糖
浓 H C l
O
C H O
在一定条件下，糠醛及其衍生物能与某些酚类、蒽酮
等作用 生成各种不同的有色物质,
1.莫力许反应,所有的糖（包括二糖和多糖）都能与
浓硫酸和 α－萘酚反应生成紫色物质。
2,西列瓦诺夫反应,酮糖与间苯二酚在浓盐酸存在下加
热，两分钟内生成红色物质； 醛糖也有类似反应，
但比酮糖要慢得多。
3.蒽酮反应,所有的糖都能与蒽酮的浓硫酸溶液作用
生成兰绿色物质。
五、重要的单糖及其衍生物
1.Ｄ－核糖及Ｄ－２－脱氧核糖 CH O
CH 2OH
D -核 糖
HH
C H 2 O H O H
H OO H
HH
O
α - D - 核 糖
O HH
C H 2 O H H
H OO H
HH
O
- D - 核 糖β
C H O
H
C H 2 O H
D - 2 -脱 氧 核 糖
HH
C H 2 O H O H
HO H
HH
O
α - D - 2 - 脱 氧 核 糖
O HH
C H 2 O H H
HO H
HH
O
- D - 2 - 脱 氧 核 糖β
2,Ｄ－葡萄糖
3.Ｄ－果糖
§ 2 二糖
一、二糖的概述
二糖是由两个单糖脱水缩合而成的。两个单糖脱水
生成二糖有两种方式：
第一种,一个单糖的半缩醛羟基和另一个单糖的非半缩
醛羟基脱水生成二糖，分子中还保留一个半缩醛羟基。
这类二糖就叫 还原性二糖,如麦芽糖，乳糖，纤维二
糖等。
第二种 是两个单糖都用半缩醛羟基脱水，这时生成的
二糖分子中就无半缩醛羟基。这类二糖叫 非还原性二糖,
如蔗糖。
二、还原性二糖
１．麦芽糖
由一分子 α－Ｄ－葡萄溏Ｃ 1上的半缩醛羟基与另一个
Ｄ－葡萄糖Ｃ 4上的非半缩醛羟基脱水后，通过苷键结
合而成,H O
O H
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
H O
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
23
4
5
6
H ~ O H
1
23
4
5
6
α - 1,4 - 苷 键
O
H
O
H O
H O
H
H
H
O H
H
H O H
2
C
O
H
O
H O
H
H
O H
H
H O H
2
C
H ~ O H
性质,具有变旋现象；被弱氧化剂氧化，并能
与苯肼成脎。
2.纤维二糖 H O
O H H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
H O
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
23
4
5
6
H ~ O H
1
23
4
5
6
β - 1,4 - 苷 键
O
三、非还原性二糖
1,蔗糖
由一个分子的 α－Ｄ－葡萄糖Ｃ 1上的半缩醛羟基
与另一个 β－Ｄ－果糖Ｃ 2上的半缩醛羟基，脱去
一个分子水，通过 α－１，２－苷键连接而成 的：
H O
O H
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
23
4
5
6
α - 1,2 - 苷 键
O
HC H 2 O H
C H 2 O H
HO H
O HH
O
1
2
4
5
6
3
性质,无变旋现象，无还原性，也不能成脎。
§ 3 多 糖
含义,多糖是由许多相同或不同的单糖及单糖的衍生
物以苷键结合而成的一类高分子化合物。
分类：
生 理 功 能
动 植 物 贮 存 营 养 物 质, 淀 粉, 糖 原
构 成 植 物 的 结 构 物 质, 纤 维 素, 果 胶 质
水 解 产 物
均 多 糖
杂 多 糖
所有的多糖都是非还原性糖。
淀粉一般可分为两种：一种是 直链淀粉,
约占淀粉的２０％；另一种是 支链淀粉,约占淀粉
的８０％。这两种淀粉的结构和理化性质都有差别。
直链淀粉：
1000个以上 α-D-葡萄糖通过 α-1,4-苷键连接 在一起；
由于分子内氢键作用，使 链卷曲盘旋呈螺旋状,每个螺
旋圈大约有六个葡萄糖单位。
直链淀粉容易溶解在热水里,遇碘产生蓝色,可全部
被淀粉酶水解成麦芽糖。
一、淀粉
1
4
α - 1,4 - 苷 键
H O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
H O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O
H O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O O
H
O
O
H O
H
H
H
O H
H
H O H
2
C
O
H
O
H O
H
H
O H
H
H O H
2
C
H
O
H
O
H O
H
H
O H
H
H O H
2
C
H
O
直 链 淀 粉 的 结 构
支链淀粉：
支链淀粉分子比直链淀粉分子更大，它是一个高度
分枝化的结构, 直链 之间以 α-1,4-苷键连接的，支链之
间以 α-1,6-苷键连接； 支链淀粉不溶于水，在热水中吸
水糊化生成极粘稠溶液，遇碘产生紫红色，在淀粉酶作
用下只有６２％水解成麦芽糖。
1
6
14
α - 1,6 - 苷 键
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
OO
O H
H
O HH
O H
C H
2
H
O O
α - 1,4 - 苷 键
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
OO O
α - 1,4 - 苷 键
淀粉遇碘变蓝的原因,并不是淀粉与碘之间形成了
化学键，而是直链淀粉呈螺旋状结构，这些螺旋中间刚
好能容纳碘分子钻入，形成一种复合物从而改变了碘原
有的颜色而成为深兰色。
学习要求：
1.掌握单糖的结构 -开链式及哈沃斯式的书写
2.掌握单糖的结构特点及化学性质
3.了解二糖、多糖的结构特点及一般性质
最早发现和利用的糖类物质如葡萄糖、蔗糖、
淀粉等都是由碳、氢、氧三种元素组成，而且氢原
子与氧原子之比恰为２ ∶ １，与水的组成一样，并
且都 可用 Cm(H2O)n通式来表示，称为碳水化合物。
C 3H 6O 3
乳 酸
不准确：
C 5 H 1 0 O 4
脱 氧 核 糖
糖类 化合物,是一类多羟基醛或多羟基酮以及水解产
物为多羟基醛或多羟基酮的一类有机化合物。
分类：
1,单糖,不能水解的多羟基醛（称醛糖）或多羟基酮
（ 称酮糖）。如葡萄糖,果糖等。
2,低聚糖,水解后能生成２～１０个分子单糖的糖
统称为低聚糖，如蔗糖、麦芽糖等
3,多糖,水解后能生成很多分子单糖的糖称为多糖。
如淀粉、纤维素
§ 1 单糖
一、单糖概述
1.含义 多羟基醛或酮，是构成低聚糖和多糖的
基本单位。
2,分类
根据碳原子的数目分为：丙糖、丁糖、戊糖等。
分子结构特点：含有醛基称醛糖，含有酮基称酮糖。
二者结合起来，常使用俗名。单糖中最重要，分布最广
的是己醛糖中的葡萄糖和己酮糖中的果糖。
二、单糖的结构
1.单糖的开链结构
以葡萄糖为例讨论单糖的结构：
平面结构：
C H O
C H O H
C H O H
C H O H
C H O H
C H
2
O H
P,H I
还 原
正 己 烷 六 个 碳 在 一 条 直 线 上
B r
2
,H
2
O
六 碳 羧 酸 含 醛 基
苯 肼
加 成 含 羰 基
乙 酐
五 乙 酰 葡 萄 糖 含 五 个 羟 基
立体结构,24=16, 8个 D型,8个 L型
葡萄糖就是这十六个异构体中的一个。碳链增长的方法
推导出来,
C
C H
2
O H
OH
+ H C N
D - ( + ) 甘 油 醛
C N
C H
2
O H
C N
C H
2
O H
H
2
O
C O O H
C H
2
O H
H
2
O
C O O H
C H
2
O H
成 酯
N a - H g 还 原
C H O
C H
2
O H
成 酯
N a - H g 还 原
C H O
C H
2
O H
按照此法最后可得到
8个 D型的己醛糖。
同样方法还可以由
Ｌ－ (－ )－甘油醛推导出己醛
糖的八个Ｌ－型异构体，它们
分别与Ｄ－构型八个异构体
是对映体。
C H O
C H
2
O H
D - ( + ) -甘 露 糖
C H O
C H
2
O H
D - ( + ) - 半 乳 糖
C H
2
O H
C = O
C H
2
O H
D - ( - ) -果 糖
C H O
C H
2
O H
D -核 糖
C H O
H
C H
2
O H
D - 2 - 脱 氧 核 糖
C H O
C H
2
O H
D - ( + ) -葡 萄 糖
2.单糖的环状结构
⑴ 变旋现象
开链结构无法解释：
① 不与亚硫酸氢钠发生加成反应；
②只与一分子醇作用即可生成稳定的缩醛型化合物。
③有两种不同晶体的葡萄糖：
酒精中结晶：熔点为 146℃,比旋光为 +112°
吡啶中结晶：熔点为 150℃,比旋光为 +19°
变旋现象,把两种不同的Ｄ－葡萄糖分别溶解于水中，
比旋光都逐渐发生变化,最终都变到 +52° 。
⑵ 单糖的氧环式结构
红外光谱和核磁共振谱证明葡萄糖中 不存在醛基的
特征峰,Ｘ－射线衍射法证明结晶状态的葡萄糖是
以 六元环存在 的。 C
O - H
C H
2
O H
H
O
D - ( + ) -葡 萄 糖
平衡时,64% 极少量 36%
[α ]D = +52
β
* C
C H
2
O H
HH O
O
D - ( + ) - 葡 萄 糖-
[
α
]
D
= + 1 9 °
半 缩 醛 羟 基
* C
C H
2
O H
H
O H
O
α D - ( + ) - 葡 萄 糖-
[ ]
D
= + 1 1 2 °
α
半 缩 醛 羟 基
α－型,β－型,差向异构体：
解释变旋现象及一些其它问题
C H
2
O H
C = O
O - H
C H
2
O H
D - ( - ) -果 糖
β
C
C H
2
O H
C H
2
O HH O
O
D - ( + ) - 果 糖-
C
C H
2
O H
H O H
2
C
O H
O
α D - ( - ) - 果 糖-
产生变旋现象的条件,活泼的半缩醛羟基
吡喃环； 呋喃环
⑶ 哈武斯（Ｎ,Haworth）透视式
以葡萄糖为例说明 标准链状费歇尔投影式变成哈 武 斯式
的过程：
C
O HH
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
OH
1
2
3
4
5
6
C
O H
H
H
O H
O H
H
O H
H
H O H 2 C
O
H
12345
6
1
23
4
5
6
H
H
C
O H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O
a
b
1
23
4
5
6
H
H
C
O H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O
旋 转 1 2 0 。
a
H O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 吡 喃 - 葡 萄 糖-
b
H
O
O H H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
D - 吡 喃 - 葡 萄 糖-β
C H 2 O H
C = O
C H 2 O H
D -(-) -果 糖
1
2
34
5
6
H
C
H
O H
O H
HO H
H
O H
H
O
C H 2 O H
O HH
C H 2 O H C H 2 O H
HO H
O HH
O
1
2
34
5
6
α D - 呋 喃 - 果 糖-
O H
H
C H 2 O H
C H 2 O H
HO H
O HH
O
1
2
34
5
6
D - 呋 喃 - 果 糖-β
H O
O H
C H 2 O H
O H
O H
HO H
H
H
H
1
2
34
5
6
α D - 吡 喃 - 果 糖-H O
O H
C H 2 O H
O H
O H
HO H
H
H
H
1
2
34
5
6
D - 吡 喃 - 果 糖-β
链状费歇尔投影式转变成哈沃斯式 通用写法：
a,吡喃型
O
1
23
4
5
6
氧在右上角
C1~C6顺时针
呋喃型
O
1
2
34
5
6
b.将标准费歇尔式碳键 右侧基团 或原子写在哈沃斯式环
平面的 下方 ； 左侧基团或原子写在环平面上方 。
c,D-型糖, -CH2OH 环上；半缩醛羟基在环下 α，环上 β
L-型糖, -CH2OH 环下；半缩醛羟基在环上 α，环下 β
在使用哈沃斯式时，有时为了书写需要，其环平面
可以在垂直纸平面的情况下 旋 转,此时成环碳原子
位次仍是顺时针方向排列，并且环上碳原子连接基
团的上下位置不变；有时环平面也可以 翻转,但此
时成环碳原子位次为反时针排列。
H O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
2
3
4
5
6
旋 转 1 8 0 °
垂 直 纸 平 面
H
OO H
H
O H
C H 2 O H
H
H
O H
1
2 3
4
5
6
O H
翻 转
O H
OH
O H
H
C H 2 O H
H
H
O H
1
23
4
5
6
O H
H
命名下列化和物
1.
H O
O H O H
H
O H
HH
O H
C H 2 O H
H
2.
H
OO H
O H
H
C H 2 O H
H
H
O H
O H
H
H O
O H
H
O H
O H
HH
O H
C H 2 O H
H
1
2
3
4
5
6
C
HH O
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
OH
α D - 吡 喃 - 甘 露 糖-
H
OO H
O H
H
C H 2 O H
H
H
O H
1
2 3
4
5
6
O H
O H O
H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
2
3
4
5
6
旋 转 1 8 0 °
垂 直 纸 平 面
C
O HH
HH O
HH O
O HH
C H
2
O H
OH
1
2
3
4
5
6
α D - 吡 喃 - 半 乳 糖-
⑷ 单糖的构象式 H
O
H O
H O
H
H
H
O H
H
H O H 2 C
O H
α D - - 葡 萄 糖-
H
O
H O
H O
H
H
H
O H
H
H O H 2 C
O H
D - - 葡 萄 糖-β
稳定
三、单糖的物理性质
单糖都是无色结晶，极易溶于水，可溶于乙醇，不易溶
解于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂。单糖（除丙酮糖外）
都有旋光性及变旋现象。
单糖和二糖都有甜味，各种糖的甜度不同，果糖是
目前已知的甜度最大的糖。
四、单糖的化学性质
羰基和羟基的性质以及二者相互影响所呈现性质。
㈠ 单糖中羰基的性质
1,稀碱液中的异构化
C
O HH
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
O H
D -葡 萄 糖
C
HH O
O HH
O HH
C H
2
O H
O H
C
HOH
烯 二 醇 中 间 体
稀 B a ( O H )
2
1
2
3
1
C
H O H
HH O
O HH
O HH
C H 2 O H
O H
D - 甘 露 糖
2
C H 2 O H
C = O
H O
O H
O H
C H 2 O H
D - 果 糖
H
H
H
3
差向异构体
2,氧化反应
⑴ 在碱性溶液中氧化
醛糖：被弱氧化剂氧化
酮糖：也能被弱氧化剂氧化 。
原因：烯碱液中异构化
还原性糖
醛 （ 酮 ） 糖 + C u 2 + H O
-
羧 酸 混 合 物 + C u 2 O
⑵ 在酸性溶液中氧化
弱氧化剂例如溴水 不能氧化酮糖而只能氧化醛糖，
使醛基氧化为羧基。
C H O
C H
2
O H
D - 葡 萄 糖
B r
2
- H
2
O
C O O H
C H
2
O H
D -葡 萄 糖 酸
B r
2
- H
2
O
C H
2
O H
C = O
C H
2
O H
D - 果 糖
不反应
利用溴水可以鉴别葡萄糖和果糖
酸性的强氧化剂例如硝酸 不仅能氧化醛基而且能氧化
羟甲基，能使醛糖氧化成糖二酸。 C H O
C H 2 O H
D - 葡 萄 糖
H N O 3
C O O H
C O O H
D - 葡 萄 糖 二 酸
⑶ 生物体内氧化
C H O
C H
2
O H
D - 葡 萄 糖
酶
C H O
C O O H
D - 葡 萄 糖 尾 酸
3,还原反应
在催化加氢或酶的作用下，都可使单糖还原成多元醇。
C H O
C H 2 O H
D - 葡 萄 糖
[ H ]
C H
2
O H
C H
2
O H
山 梨 醇
C H O
C H
2
O H
[ H ]
甘 露 糖
C H 2 O H
C H 2 O H
甘 露 醇
C H
2
O H
C = O
C H
2
O H
D -果 糖
[H ]
[H ]
4,成脎反应
C H O
C H 2 O H
葡 萄 糖
N H N H 2
C = N N H
C H 2 O H
H
葡 萄 糖 苯 腙
N H N H 2
C = N N H
C = N N H
C H 2 O H
H
葡 萄 糖 脎
C H 2 O H
C = O
C H 2 O H
果 糖
N H N H 2
C H
2
O H
C = N N H
C H
2
O H
果 糖 苯 腙
N H N H 2
C = N N H
C = N N H
C H
2
O H
H
果 糖 脎
2
2
糖脎都是不溶于水的黄色结晶，不同的糖脎结晶形状
不同，在反应中生成的速度也不同，并且各自有固定
的熔点,可以根据糖脎的结晶形状，生成速度及熔点
来鉴定糖。
成脎的条件,CO CO H
如果只是Ｃ 1、Ｃ 2上所连基团或构型不同，而其
它碳原子的构型完全相同时，它们必生成 同一种糖脎 。
㈡ 单糖中羟基的性质
1,成酯反应
单糖环状结构中所有羟基，在适当条件中都能酯化。
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
α D - 葡 萄 糖-
+
C H
3
C O
C H
3
C O
O
H C l O
4
3 0 ~ 3 5 ℃
H
O H
O C O C H
3
H
O C O C H
3
H
O C O C H
3
C H
2
O C O C H
3
H
α D - 葡 萄 糖 酯-
C H
3
C O O
1,2,3,4,6 - 五 - O - 乙 酰 -
1-磷酸 -α-D-葡萄糖 (酯 )
H O
O H
H
O - P
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O H
O H
O
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H
2
O - P
H
O
O H
O H
6-磷酸 -α-D-葡萄糖 (酯 )
2.成苷反应H O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖-
+ C H 3 O H
无 水 H C l
H
O
O H
H
O C H
3
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖 甲 苷-
糖苷分子中，糖的部分叫 糖基, 非糖部分叫 配糖基
或苷元, 连接糖基与配糖基的键叫 苷键 。
生成苷之后，糖苷分子中没有半缩醛羟基，就不能
变成开链糖，当然就 没有还原性、成脎，变旋现象
等性质了，但却易发生水解。 H O
O H
H
O C H 3
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖 甲 苷-
H 2 O,H
+
或 酶
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖-
+ C H 3 O H
H O
O H
O
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
C H 2 O H 苦 杏 仁 酶
或 酸
+
H O
O H
O H
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
C H 2 O H
O H
3,成醚反应
H
O
O H
H
O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
α D - 葡 萄 糖-
( C H 3 ) 2 S O 4,N a O H
或 C H 3 I,A g 2 O
H O
O C H 3
H
O C H 3
H
O C H 3H
O C H 3
C H 2 O C H 3
H
1,2,3,4,6-五 -O-甲基 -α-D-葡萄糖甲苷
H O
O C H 3
H
O C H 3
H
O C H 3H
O C H 3
C H 2 O C H 3
H H 2 O,H C l
H O
O C H 3
H
O H
H
O C H 3H
O C H 3
C H 2 O C H 3
H
2,3,4,6-四 -O-甲基 -α-D-葡萄糖
㈢ 呈色反应
单糖能与浓酸作用，脱水生成糠醛或它的衍生物,C C
HH
O H
CC
H O
H OO H
H
H
H
C H O
戊 糖
浓 H C l
O
C H O
在一定条件下，糠醛及其衍生物能与某些酚类、蒽酮
等作用 生成各种不同的有色物质,
1.莫力许反应,所有的糖（包括二糖和多糖）都能与
浓硫酸和 α－萘酚反应生成紫色物质。
2,西列瓦诺夫反应,酮糖与间苯二酚在浓盐酸存在下加
热，两分钟内生成红色物质； 醛糖也有类似反应，
但比酮糖要慢得多。
3.蒽酮反应,所有的糖都能与蒽酮的浓硫酸溶液作用
生成兰绿色物质。
五、重要的单糖及其衍生物
1.Ｄ－核糖及Ｄ－２－脱氧核糖 CH O
CH 2OH
D -核 糖
HH
C H 2 O H O H
H OO H
HH
O
α - D - 核 糖
O HH
C H 2 O H H
H OO H
HH
O
- D - 核 糖β
C H O
H
C H 2 O H
D - 2 -脱 氧 核 糖
HH
C H 2 O H O H
HO H
HH
O
α - D - 2 - 脱 氧 核 糖
O HH
C H 2 O H H
HO H
HH
O
- D - 2 - 脱 氧 核 糖β
2,Ｄ－葡萄糖
3.Ｄ－果糖
§ 2 二糖
一、二糖的概述
二糖是由两个单糖脱水缩合而成的。两个单糖脱水
生成二糖有两种方式：
第一种,一个单糖的半缩醛羟基和另一个单糖的非半缩
醛羟基脱水生成二糖，分子中还保留一个半缩醛羟基。
这类二糖就叫 还原性二糖,如麦芽糖，乳糖，纤维二
糖等。
第二种 是两个单糖都用半缩醛羟基脱水，这时生成的
二糖分子中就无半缩醛羟基。这类二糖叫 非还原性二糖,
如蔗糖。
二、还原性二糖
１．麦芽糖
由一分子 α－Ｄ－葡萄溏Ｃ 1上的半缩醛羟基与另一个
Ｄ－葡萄糖Ｃ 4上的非半缩醛羟基脱水后，通过苷键结
合而成,H O
O H
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
H O
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
23
4
5
6
H ~ O H
1
23
4
5
6
α - 1,4 - 苷 键
O
H
O
H O
H O
H
H
H
O H
H
H O H
2
C
O
H
O
H O
H
H
O H
H
H O H
2
C
H ~ O H
性质,具有变旋现象；被弱氧化剂氧化，并能
与苯肼成脎。
2.纤维二糖 H O
O H H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
H O
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
23
4
5
6
H ~ O H
1
23
4
5
6
β - 1,4 - 苷 键
O
三、非还原性二糖
1,蔗糖
由一个分子的 α－Ｄ－葡萄糖Ｃ 1上的半缩醛羟基
与另一个 β－Ｄ－果糖Ｃ 2上的半缩醛羟基，脱去
一个分子水，通过 α－１，２－苷键连接而成 的：
H O
O H
H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
1
23
4
5
6
α - 1,2 - 苷 键
O
HC H 2 O H
C H 2 O H
HO H
O HH
O
1
2
4
5
6
3
性质,无变旋现象，无还原性，也不能成脎。
§ 3 多 糖
含义,多糖是由许多相同或不同的单糖及单糖的衍生
物以苷键结合而成的一类高分子化合物。
分类：
生 理 功 能
动 植 物 贮 存 营 养 物 质, 淀 粉, 糖 原
构 成 植 物 的 结 构 物 质, 纤 维 素, 果 胶 质
水 解 产 物
均 多 糖
杂 多 糖
所有的多糖都是非还原性糖。
淀粉一般可分为两种：一种是 直链淀粉,
约占淀粉的２０％；另一种是 支链淀粉,约占淀粉
的８０％。这两种淀粉的结构和理化性质都有差别。
直链淀粉：
1000个以上 α-D-葡萄糖通过 α-1,4-苷键连接 在一起；
由于分子内氢键作用，使 链卷曲盘旋呈螺旋状,每个螺
旋圈大约有六个葡萄糖单位。
直链淀粉容易溶解在热水里,遇碘产生蓝色,可全部
被淀粉酶水解成麦芽糖。
一、淀粉
1
4
α - 1,4 - 苷 键
H O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
H O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O
H O H
H
O HH
O H
C H 2 O H
H
O O
H
O
O
H O
H
H
H
O H
H
H O H
2
C
O
H
O
H O
H
H
O H
H
H O H
2
C
H
O
H
O
H O
H
H
O H
H
H O H
2
C
H
O
直 链 淀 粉 的 结 构
支链淀粉：
支链淀粉分子比直链淀粉分子更大，它是一个高度
分枝化的结构, 直链 之间以 α-1,4-苷键连接的，支链之
间以 α-1,6-苷键连接； 支链淀粉不溶于水，在热水中吸
水糊化生成极粘稠溶液，遇碘产生紫红色，在淀粉酶作
用下只有６２％水解成麦芽糖。
1
6
14
α - 1,6 - 苷 键
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
OO
O H
H
O HH
O H
C H
2
H
O O
α - 1,4 - 苷 键
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
H O H
H
O HH
O H
C H
2
O H
H
OO O
α - 1,4 - 苷 键
淀粉遇碘变蓝的原因,并不是淀粉与碘之间形成了
化学键，而是直链淀粉呈螺旋状结构，这些螺旋中间刚
好能容纳碘分子钻入，形成一种复合物从而改变了碘原
有的颜色而成为深兰色。
