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第二章糖化学糖类概述糖类化合物用Cn(H2O)m表示，统称碳水化合物糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称糖的主要生物功能有：①通过氧化反应提供能量②作为能量的储存者③为生物大分子的合成提供碳原子④为DNA和RNA的合成提供碳骨架⑤用于细胞间相互识别糖的分类（据分子的大小分类):①单糖：是构成糖类物质的基本单位，在温和条件下不能水解为更小的单位②低聚糖（寡糖）：水解时每个分子产生2-10个单糖残基③多糖:能水解成多个单糖分子，属于高分子碳水化合物，分子量可达到数百万第一节单糖一、构型和构象（一）构型1.构型的概念：是指一个分子由于其中各原子特有的固定空间排列，而使该分子所具有的特定立体化学形式。当某一物质由一种构型转变为另一种构型时，要求共价键的断裂和重新形成2.构型的划分：以甘油醛分子为基准，在其开链结构式投影图中，将氧化程度高的基团(醛基或酮基)写在上方，最下面的是伯醇基(-CH2OH)，与其相连的一个不对称碳原子上羟基的排列方位决定单糖分子的构型。羟基在右边的为D型，在左边的为L型异头物：α、β的确定旋光性：当一束平面偏振光通过某种物质的溶液后，使其偏振面发生了偏转时，即称这种物质为旋光性物质。能使偏振光的振动面向右旋转(顺时针方向)的物质称为右旋光性物质(+)，否则是左旋光性物质(-)比旋光性度：用来衡量旋光物质的旋光强度的，在一定条件下是一个物理常数，影响因素很多(二)构象：一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。由于单键基本上可以自由旋转以及键角有一定的柔性，一种具有相同结构和构型的分子在空间里可采取多种形态，分子所采取的特定形态称为构象X-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X-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(一)物理性质无色或白色的晶体或粉末状，遇到强热会发生部分分解易溶于水，在甲醇、乙醇和吡啶等极性有机溶剂中也能溶解，不溶于非极性有机溶剂如氯仿和苯等有不对称碳原子，因此都具有旋光性各种糖的甜度不同，常以蔗糖的甜度为标准进行比较(二)化学性质1.糖的氧化反应(二)化学性质2.糖的还原反应：单糖分子中含有一个羰基，易被还原成多羟基醇(如葡萄糖在Na-Hg的作用下生成山梨醇)。在还原剂的作用下，醛糖可以被还原成糖醇，酮糖也可被还原成糖醇3.成苷反应：单糖分子中的半缩醛羟基易与醇或酚上的羟基发生脱水反应而形成缩醛衍生物，亦即糖苷(二)化学性质4.糖脎反应：单糖分子中的游离羰基能够与苯肼反应生成糖脎，是一种黄色晶体，不易溶于水(二)化学性质5.酯化反应：单糖分子中的羟基可以与酸发生反应形成酯，如糖代谢过程中形成的6-磷酸葡萄糖等6.酸的反应：能与某些无机酸共热，因脱水生成糠醛或糠醛衍生物。这类糠醛衍生物遇芳香族酚类或胺类，能进一步缩合生成有色化合物，而用于糖的鉴定7.碱的反应：单糖在强碱中极不稳定，易分解为各种不同的物质。在弱碱溶液中，单糖能够通过烯醇式相互转化三、单糖的分类可根据羰基的化学性质和碳原子的数目进行分类。如果所含羰基是醛，则将单糖称为醛糖，否则为酮糖。最小的糖是含有三个碳原子的丙糖。葡萄糖是醛糖，而果糖是酮糖四、糖的衍生物温和的化学氧化或酶催化氧化反应能够使糖分子上的醛基转化为醛酸，如葡萄糖酸。特异性的氧化反应能够专一地氧化末端原子上的羟基而形成糖醛酸，如葡萄糖醛酸温和条件下，酮糖或醛糖也可以被还原，生成环状多羟基醇。如核糖醇、木糖醇、甘油醇和环肌醇糖分子中的某些羰基可以被氢取代而形成脱氧糖。如脱氧核糖(β-D-2-脱氧核糖)第二节低聚糖一、双糖：主要有蔗糖、乳糖和麦芽糖1.蔗糖2.乳糖3.麦芽糖第二节低聚糖二、三糖：常见的是棉籽糖，是由一分子半乳糖与一分子蔗糖通过α-1,6-糖苷键连接而成的三、寡糖：就是由不同的单糖通过糖苷键互相连接在一起形成的低聚糖。但随着更多寡糖从活细胞中分离并搞清其结构后，凡是具有生物活性的寡糖，并非是多个单糖的简单连接(具体情况如书)第三节多糖均一多糖(同多糖)：由一种单糖缩合而成第三节多糖非均一多糖(杂多糖)：由不同类型单糖缩合而成第三节多糖一、结构多糖：构成生物结构的多糖1.纤维素：由D-葡萄糖以β（1，4）糖苷键连接起来的线形聚合物。纤维素是一种无色无味的物质，经弱酸水解可得纤维二糖