《2017-2018人教版高中化学选修五有机化学专题复习第十九章：碳水化合物 共64张ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018人教版高中化学选修五有机化学专题复习第十九章：碳水化合物 共64张ppt（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十九章 碳水化合物,19-1 概述,19-2 单糖,19-3 双糖,19-4 多糖,碳水化合物是自然界中分布最广的一类有机化合物，几乎存在于所有生物体中，与人类有着十分密切的关系。,组成包括： C、H 、O 三种元素 其 中： H : O = 2 : 1 通式表示： Cm(H2O)n,19-1 概述,碳水化合物依水解性质可分为三类：,单糖不能再被水解的碳水化合物，如葡萄糖等特点：白色结晶，一般有甜味，可溶于水。,低聚糖 水解后能生成210个单糖。以二糖最为重要。如 蔗糖,多糖 水解后得到10个以上的单糖。如 淀粉、纤维素。,自然界中存在的糖类是由绿色植物通过光合作用合成的。在日光的作用下，绿
2、色植物利用体内的叶绿素将自然界中的CO2和H2O经过一系列复杂的反应过程变为糖类。,反应为一吸收能量的过程，将太阳能储存在糖的分子中。当糖的分子进入人体体内，经过一系列复杂的分解过程，最后变为CO2和水，释放出能量，作为生命的能源。,醛糖 多羟基醛,酮糖 多羟基酮,19-2 单糖,经元素分析知葡萄糖、果糖分子中有C、H、O三种元素。,分子式：C6H12O6,一、单糖的构造式（以葡萄糖和果糖为例）,（以葡萄糖和果糖为例）,3. 与5分子 (CH3CO)2O 反应 说明有5个-OH,2. 与Ag(NH3)2+反应 说明含羰基,4. 证明是支链或直链糖,5. 进一步证明是醛糖或是酮糖,酮氧化后引起碳
3、链的断裂,HNO3,复杂的产物,葡萄糖与HCN加成后水解生成六羟基酸，再被HI还原得正庚酸 证明葡萄糖是醛糖。,H2O,H +,HO,COOH,果糖,葡萄糖,对映体的构型可用R、S标记,相对构型（D系列和L系列）：,R,S,2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-五羟基己醛,单糖分子中距离羰基最远的一个手性碳原子上的羟基构型和D-甘油醛构型相同时（羟基在右侧）确定为D 构型，反之（羟基在左侧）为L 构型。,在碱性水溶液中，D-葡萄糖可以转化为D-甘露糖和D-果糖的混合物。(通过羰基-烯醇式互变),三、单糖的化学反应,差向异构化,这三种糖有三个手性碳构型完全相同，只有C2中的碳原子不同，称为
4、差向异构体。,（64%）,（a）,（31%）,（c）,（3%）,2. 生成糖脎反应,醛或酮的羰基与苯肼反应生成苯腙:,醛糖或酮糖与苯肼反应生成糖脎。,糖脎为淡黄色晶体，不同的糖成脎时间、结晶形状不同，结构上完全不同的糖脎熔点不同，利用该反应可鉴定糖。,单糖在C1和C2上发生，若糖只是C1或C2构型或羰基不同，其它手性碳都相同，则生成的脎也相同。,3. 氧化反应, 与托伦(Tollens)试剂及斐林(Fehlieg)试剂反应,果糖虽然为酮糖，但也能被托伦试剂和斐林试剂氧化。原因是由于反应在碱性条件下进行，糖会发生异构化，变为醛糖。,这种能被托伦试剂和斐林试剂氧化的糖称做还原性糖。 这个反应可用来
5、区别还原性糖和非还原性糖。,所有的单糖都属于还原性糖, 与溴水反应,溴水能将醛糖氧化成糖酸。由于在酸性条件下糖不发生差向异构体，因此溴水只氧化醛糖不氧化酮糖。可用于鉴别醛和酮糖。, 与硝酸反应,硝酸是强氧化剂，硝酸氧化单糖时生成糖二酸。,酮糖用硝酸氧化后发生碳链断裂, 高碘酸（HIO4）氧化,R-CHOH R-CHO,-CH2OH HCHO,CH-OH HCOOH,-CHO HCOOH,反应中HIO4被还原为HIO3，加入AgNO3与HIO3反应，生成AgIO3（白色）沉淀。,4.还原,单糖可以用不同的还原剂还原成相应的多羟基醇（糖醇）,5.单糖的递升和递降反应,将一个醛糖变成多一个碳原子的醛
6、糖叫糖的递升。 将一个醛糖变成少一个碳原子的醛糖叫糖的递降。, 递升, 递降,b）沃尔（Wohl）降解法,1. 环型结构,四、单糖的环型结构, 有变旋现象,当一种糖溶液放置时，它们的比旋光度逐渐增加或减小，最后达到平衡，这种现象叫做糖的变旋现象。,葡萄糖和甲醇在盐酸作用下反应，只与一分子甲醇作用生成甲基葡萄糖苷。,葡萄糖分子中的醛基可与羟基缩合生成半缩醛。,ROH,干HCl,（缩醛）,2.环的大小,19251930年英国化学家哈武斯（Haworth）通过X光衍射的方法和化学方法确定了葡萄糖通常是以六元环的形式存在。,3. 环状结构的表示法,单糖主要以环状半缩醛的形式存在。目前常用二种表示法：,
7、开链式结构写成哈武斯透视式方法。,4.型和型,（型）,（型）,1,2,3,4,5, 与丙酮反应,和型异构体除了比旋光度、熔点不同外，化学性质也有区别：, 用糖苷水解鉴别、型,5. 环式和链式异构体的互变,-D-（+）葡萄糖和-D-（+）葡萄糖都易水解，在水溶液中它们经过开链式相互转化，最终达到平衡。,6.单糖的构象,在-葡萄糖中C1-OH为a键，-葡萄糖C1-OH为e键，因此-型比-型稳定。, D-葡萄糖,自然界分布最广的己糖，存在于葡萄等水果、动物的血液、淋巴液、脊髓液等中，为无色结晶，甜度约为蔗糖的70%。,葡萄糖以多糖或糖苷的形式存在于许多植物的种子、根、叶或花中。, D-果糖,果糖是最
8、甜的一个糖，为无色晶体，天然果糖是D型左旋糖。水果汁和蜂蜜都含有丰富的果糖。在人体内D-果糖迅速转化为D-葡萄糖，但过多食用果糖可导致体内胆固醇的增加。,醛糖与酮糖的鉴别：, 与Br2-H2O反应, 与盐酸-间苯二酚反应,一、非还原性双糖和还原性双糖,双糖是两分子单糖通过苷键相连成的。,一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的半缩 醛的羟基脱H2O成苷的二糖为非还原性双糖。,一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的醇羟 基脱H2O生成苷键的双糖为还原性双糖。,19-2 双糖,还原性双糖有变旋现象，可以成脎，能发生银镜反应。,非还原性双糖无变旋光现象，也不与苯肼生成糖脎，不能被托伦试剂和斐林试剂所氧
9、化。,1.非还原性双糖,蔗糖,蔗糖为无色晶体，易溶于水，甜味仅次于果糖，超过葡萄糖、麦芽糖和乳糖。,蔗糖的水解产物叫做转化糖。蔗糖为非还原性双糖，不能还原托伦试剂和斐林试剂，也不能与苯肼成脎，无变旋现象。,二、重要的双糖,蔗糖的结构,蔗糖,蔗糖,2. 还原性双糖, 麦芽糖,麦芽糖是食用饴糖的主要部分，它是淀粉在麦芽糖酶水解的产物。, 乳糖,乳糖为哺乳动物奶汁中的主要成分，并因此而得名。牛乳中含4%-6%，人乳中含5%-8%。,乳糖水解生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖。, 纤维二糖,纤维二糖是纤维素的结构单位。,多糖是由几百乃至数千个单糖以苷键彼此相连形成的高聚物。,淀粉 是植物体内储存养分，是我
10、们人 类的主要食物之一。,纤维素 是木材和许多天然纤维素的主要成分。,多糖无还原性和变旋现象，也没有甜味，大多数不溶于水。,19-4 多 糖,1. 纤维素的结构,纤维素的分子量在25 200万之间,用酸彻底水解得D-葡萄糖。,纤维素,用浓硫酸部分水解得纤维二糖。,一、纤维素,纤维素结构是没有支链的链状分子，分子中的D-葡萄糖是以-1,4-苷键相连。,纤维素,淀粉是白色无定形粉末，大量存在于植物的种子和地下的根（或茎）中。,米中含淀粉 62%82% 麦中含淀粉 57%75% 玉米含淀粉 65%72%,淀粉用淀粉酶水解得麦芽糖，用稀酸水解的最终产物为D-葡萄糖。,二、淀粉,直链淀粉约占10% 30
11、%,支链淀粉约占70% 90%,1.直链淀粉,直链淀粉能溶于热水成糊状，它是由D-葡萄糖以-1，4糖苷键结合的链状化合物。,淀粉由直链淀粉和支链淀粉两部分构成,直链淀粉,直链淀粉的分子并不是一根直的长链。X射线分析表明直链淀粉的分子链盘绕成一个螺旋、每转一圈约含6个葡萄糖单元：,淀粉和碘相遇时，以范德华引力与淀粉结合形成蓝色的复合物，这一性质可用于淀粉的检验。,2.支链淀粉,支链淀粉也是由D-葡萄糖组成的，但葡萄糖的连接方式与直链淀粉有所不同，葡萄糖分子之间除以-1 , 4-糖苷键相连外，还有以-1 , 6-糖苷键相连的。分子量约10 100 万，约有600 6000 个葡萄糖单元组成。,支链淀粉在淀粉中的含量约70% 90 %，在热水中膨胀而糊化，粘性很大。,O.,支链淀粉,
