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1、第三章糖和苷类化合物2021/6/41内容提要内容提要一、糖类化合物一、糖类化合物二、苷类化合物二、苷类化合物2021/6/42第一节第一节 糖类化合物糖类化合物一、糖的概念及分类一、糖的概念及分类 糖类有又称为糖类有又称为碳水化合物碳水化合物，是，是多羟基醛多羟基醛或多或多羟基酮羟基酮类化合类化合物及其聚合物。物及其聚合物。 生物活性：生物活性：1、作为生物的能量物质（淀粉、麦芽糖、葡、作为生物的能量物质（淀粉、麦芽糖、葡 萄萄糖）和植物骨架成分（纤维素）。糖）和植物骨架成分（纤维素）。 2、增强机体免疫功能。、增强机体免疫功能。 3、抗肿瘤（细胞识别、抗肿瘤（细胞识别糖蛋白）糖蛋白）注意：
2、注意：不是所有的糖都是甜的（淀粉、纤维素），甜的不是所有的糖都是甜的（淀粉、纤维素），甜的物质也不一定都是糖物质也不一定都是糖(糖精钠、甜蜜素等糖精钠、甜蜜素等)2021/6/43糖类化合物可以分为糖类化合物可以分为三类三类：单糖单糖、低聚糖低聚糖及及多糖多糖概念：概念：不能水解不能水解的糖类，是组成其他糖类成分及糖类衍生物的的糖类，是组成其他糖类成分及糖类衍生物的基本单位基本单位。数目：数目：200多种。多种。常见的单糖为五碳糖及六碳糖。常见的单糖为五碳糖及六碳糖。常见单糖的缩写：常见单糖的缩写：glu（glc）葡萄糖，葡萄糖，rha鼠李糖，鼠李糖，gal半乳糖，半乳糖，fru果糖，果糖，a
3、ra阿拉伯糖阿拉伯糖结构见课本结构见课本P38页页Haworth式式（一）单糖（一）单糖2021/6/44单糖的单糖的FischerFischer投影式投影式2021/6/45 概念：由概念：由29个单糖聚合形成的糖类物质。按含有单糖的个数可个单糖聚合形成的糖类物质。按含有单糖的个数可分为二糖、三糖和四糖等、低聚糖亦可分为还原糖和非还原性分为二糖、三糖和四糖等、低聚糖亦可分为还原糖和非还原性糖。糖。（二）低聚糖（寡糖）（二）低聚糖（寡糖）乳糖：一分子乳糖：一分子半乳糖半乳糖与一分子与一分子葡萄糖葡萄糖以以-1,4糖苷键糖苷键连接形成，属于连接形成，属于二糖二糖棉子糖：一分子棉子糖：一分子半乳糖
4、半乳糖与一分子与一分子葡萄葡萄糖糖及一分子果糖连接形成，属于及一分子果糖连接形成，属于三糖三糖2021/6/46概念：由概念：由9个个以上的以上的单糖单糖聚合形成的糖称为多糖。聚合形成的糖称为多糖。常见的多糖有：淀粉、纤维素、果胶等。常见的多糖有：淀粉、纤维素、果胶等。多糖的生物活性较为丰富，如：多糖的生物活性较为丰富，如：抗肿瘤（香菇多糖）抗肿瘤（香菇多糖）增强免疫性（人参多糖、黄芪多糖）增强免疫性（人参多糖、黄芪多糖）抗血栓、调节血脂（茶叶多糖）抗血栓、调节血脂（茶叶多糖）（三）多糖（三）多糖2021/6/47二、糖类化合物的理化性质二、糖类化合物的理化性质（一）性状（一）性状 单糖：无色
5、或白色单糖：无色或白色结晶结晶。多数味。多数味甜甜 多糖：无定型多糖：无定型粉末粉末。多数。多数无味无味单糖及具有半缩醛羟基的低聚糖通常具有单糖及具有半缩醛羟基的低聚糖通常具有旋光性旋光性。背景知识：背景知识：旋光性：旋光性：当普通光通过一个偏振的透镜或尼科尔棱镜时，一部分光就被挡住了，只有振动方向与当普通光通过一个偏振的透镜或尼科尔棱镜时，一部分光就被挡住了，只有振动方向与棱镜晶轴平行的光才能通过。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光。偏振棱镜晶轴平行的光才能通过。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光。偏振光的振动面在化学上习惯称为偏振面。当平面偏振光通过手性
6、化合物溶液后，偏振面的方向就被光的振动面在化学上习惯称为偏振面。当平面偏振光通过手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋转了一个角度。这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性。手性分子中，内消旋体不具备旋光性、旋转了一个角度。这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性。手性分子中，内消旋体不具备旋光性、外消旋体分离单体后具备旋光性。外消旋体分离单体后具备旋光性。2021/6/48单糖含有大量的羟基（单糖含有大量的羟基（-OH），故分子极性大，），故分子极性大，易易溶于溶于水水中，中，但但难溶难溶于于乙醇乙醇等等极性有机溶剂极性有机溶剂中，中，不溶不溶于于亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂中。中。（二）溶解性（二）溶解
7、性复习：复习：1、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂有哪些？、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂有哪些？ 2、请将常见的十种溶剂的极性由小到大进行排序。、请将常见的十种溶剂的极性由小到大进行排序。2021/6/491、还原性还原性：可被一些特殊的试剂氧化，试剂本身被还原。常见的：可被一些特殊的试剂氧化，试剂本身被还原。常见的还原性糖类有葡萄糖（单糖）、麦芽糖（二糖）、半乳糖（单还原性糖类有葡萄糖（单糖）、麦芽糖（二糖）、半乳糖（单糖）、乳糖（二糖）等。但是糖）、乳糖（二糖）等。但是蔗糖（二糖）不是还原糖蔗糖（二糖）不是还原糖。故根据糖是否具有还原性可将糖类物质分为故根据糖是否具有还原性可将糖类物质分为
8、还原糖还原糖和和非还原糖非还原糖2、水解性水解性：对于低聚糖（寡糖）及多糖而言，在一定条件下，均：对于低聚糖（寡糖）及多糖而言，在一定条件下，均可发生水解反应，水解产物为小分子的可发生水解反应，水解产物为小分子的单糖单糖、单糖衍生物单糖衍生物或或单单糖及低聚糖的混合物糖及低聚糖的混合物。 第二节及生物化学淀粉降解重点！第二节及生物化学淀粉降解重点！（三）化学性质（三）化学性质2021/6/410三、糖类化合物的提取与检识三、糖类化合物的提取与检识（一）提取（一）提取 提取单糖、低聚糖是常用水或稀醇作为溶剂；提取多糖则提取单糖、低聚糖是常用水或稀醇作为溶剂；提取多糖则常用水或稀酸（适用于常用水或
9、稀酸（适用于氨基糖氨基糖）、稀碱（适用于）、稀碱（适用于酸性多糖酸性多糖）。）。分离方法：水溶分离方法：水溶醇沉法。醇沉法。在提取、分离其他成分时，多糖常常被视为在提取、分离其他成分时，多糖常常被视为杂质杂质，常用的除去方，常用的除去方法为乙醇沉淀法，铅盐沉淀法等。法为乙醇沉淀法，铅盐沉淀法等。透析法透析法（了解）（了解）2021/6/4111、斐林（、斐林（Fehling）试剂反应：）试剂反应：还原性糖（醛基）还原性糖（醛基）+新制新制Cu(OH)2（蓝色）（蓝色）羧基羧基+Cu2O（砖红色砖红色）+H2O该反应须在碱性环境和加热中进行该反应须在碱性环境和加热中进行适用范围：检测适用范围：检
10、测还原性单糖还原性单糖及及低聚糖低聚糖。（如：。（如：glu，麦芽糖等），麦芽糖等）（二）检识（二）检识2021/6/4122、多伦（、多伦（Tollen）试剂反应（银镜反应）试剂反应（银镜反应）该反应也需要在碱性环境和该反应也需要在碱性环境和水浴水浴加热中进行加热中进行适用范围：同斐林反应适用范围：同斐林反应还原性糖（醛基）还原性糖（醛基）+AgNO3+NaOH羧酸铵盐羧酸铵盐+Ag2021/6/4133、莫立许（、莫立许（Molish）试剂反应（糠醛反应）试剂反应（糠醛反应）操作步骤：操作步骤：1、在供试液中加入几滴、在供试液中加入几滴萘酚乙醇溶液萘酚乙醇溶液并摇匀。并摇匀。 2、沿试管壁
11、缓慢加入适量、沿试管壁缓慢加入适量浓硫酸浓硫酸。禁止震摇禁止震摇！ 3、看两液层交界面是否出现、看两液层交界面是否出现紫红色环紫红色环。适用范围：可用于适用范围：可用于单糖单糖、多糖多糖、苷苷，苷元苷元及及苷糖苷糖的鉴别，是一种的鉴别，是一种比较比较广谱广谱的糖类检测试剂。的糖类检测试剂。2021/6/414第二节第二节 苷类化合物苷类化合物一、苷的概念及分类一、苷的概念及分类 苷类有又称为苷类有又称为配糖体配糖体，是，是糖糖或或多糖的衍生物多糖的衍生物的的半半缩醛羟基缩醛羟基与与非糖物质非糖物质脱水缩合脱水缩合形成的一类化合物。形成的一类化合物。脱水缩合脱水缩合：一个分子的：一个分子的羧基上
12、的羟基羧基上的羟基或或Ar-OH与与另外一个分子羟基上的氢另外一个分子羟基上的氢结合形成一个结合形成一个水水（H2O）分子，从而使两个）分子，从而使两个分子连接形成分子连接形成一个一个新分子的过程。新分子的过程。2021/6/415苷类的分类苷类的分类原生苷：原生苷：次生苷：次生苷：天然的原生结构天然的原生结构原生苷脱掉一部分糖得到的原生苷脱掉一部分糖得到的产物产物苷类的组成：由两部分组成，糖部分称为苷类的组成：由两部分组成，糖部分称为苷糖苷糖，非糖部分称为非糖部分称为苷元苷元。苷类的结构苷类的结构苷键类别苷键类别氧苷（氧苷（O-苷）苷）硫苷（硫苷（S-苷）苷）氮苷（氮苷（N-苷）苷）碳苷（碳
13、苷（C-苷）苷）具体结构类型具体结构类型见教科书见教科书P41P41页表页表3-13-12021/6/416二、苷类化合物的理化性质二、苷类化合物的理化性质 （一）一般性质（一）一般性质 苷类一般为苷类一般为无定型粉末无定型粉末，具有一定的，具有一定的吸湿性吸湿性。味道为。味道为无味无味，苦味苦味，辛辣味辛辣味或或甜味甜味。 苷类具有苷类具有旋光性旋光性，且一般为，且一般为左旋体左旋体。水解后由于生成单糖而。水解后由于生成单糖而出现出现右旋光性右旋光性，同时具有了还原性（，同时具有了还原性（苷糖为还原糖时苷糖为还原糖时）。）。 （二）溶解性（二）溶解性 可溶于可溶于水水或或亲水性有机溶剂亲水性
14、有机溶剂，难溶或不溶于，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂。 影响苷类的溶解性因素：影响苷类的溶解性因素：苷元结构苷元结构、苷糖取代数目苷糖取代数目、苷键类别苷键类别2021/6/417（三）水解性（三）水解性 苷类物质的水解主要有苷类物质的水解主要有酸催化水解酸催化水解、酶催化水解酶催化水解和和碱催化水碱催化水解解三种方式。三种方式。1 1、酸催化水解、酸催化水解苷键属于缩醛结构，易为苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解稀酸催化水解。反应一般在反应一般在水或稀醇溶液水或稀醇溶液中进行。中进行。常用的常用的酸有酸有HCl, HHCl, H2 2SOSO4 4, , 乙酸和甲酸乙酸和甲酸等。
15、等。酸水解特点：酸水解特点：对糖苷键无选择性对糖苷键无选择性，反应剧烈而彻底反应剧烈而彻底，产物为，产物为苷元苷元及及苷糖苷糖。水解难易顺序：碳苷水解难易顺序：碳苷 硫苷硫苷 氧苷氧苷 氮苷氮苷2021/6/4182 2、酶催化水解、酶催化水解反应一般在反应一般在5050以下以下的的水环境水环境中进行，反应条件中进行，反应条件温和温和。常用的催化剂一般均为常用的催化剂一般均为酶类。酶类。酶水解特点：酶水解特点：对苷的水解部位有较高的选择性，酶的专属性对苷的水解部位有较高的选择性，酶的专属性高高，反应较为温和反应较为温和，产物为，产物为次生苷次生苷及及苷糖苷糖。常用的苷键水解酶：常用的苷键水解酶
16、： 转化糖酶转化糖酶水解水解-果糖苷键果糖苷键 麦芽糖酶麦芽糖酶水解水解-D-D-葡萄糖苷键葡萄糖苷键 纤维素酶纤维素酶水解水解- D- D-葡萄糖苷键葡萄糖苷键 杏仁苷酶水解杏仁苷酶水解-六碳醛糖苷键六碳醛糖苷键 芥子苷酶水解芥子苷键（芥子苷酶水解芥子苷键（S S苷键）苷键）2021/6/4193 3、碱催化水解（了解）、碱催化水解（了解）通常苷键对碱稳定，不易被碱水解。通常苷键对碱稳定，不易被碱水解。而而酯苷酯苷、酚苷酚苷、与、与羰基共轭的烯醇苷羰基共轭的烯醇苷、苷键苷键位有吸电子基位有吸电子基团的苷团的苷易被碱水解。易被碱水解。C C2 2-OH-OH与苷键成与苷键成反式反式易于碱水解，
17、得到易于碱水解，得到1,6-1,6-糖酐；成糖酐；成顺式顺式则得则得到正常的糖。到正常的糖。2021/6/420三、苷类化合物的提取与检识三、苷类化合物的提取与检识 （一）原生苷的提取（一）原生苷的提取 提取原生苷多以提取原生苷多以水水或或乙醇乙醇作为溶剂。作为溶剂。注意事项：注意事项：1、提取原生苷时，应抑制或破坏酶的活性。、提取原生苷时，应抑制或破坏酶的活性。 2、保持提取液的酸碱性为中性，防止酸水解。、保持提取液的酸碱性为中性，防止酸水解。 （二）次生苷的提取（二）次生苷的提取 由于次生苷类由于次生苷类失去失去部分苷糖，导致部分苷糖，导致分子极性降低分子极性降低，从而在，从而在提取次生苷时应适当提取次生苷时应适当降低降低提取溶剂的极性，常用的提取溶剂为提取溶剂的极性，常用的提取溶剂为浓度较高的乙醇水溶液浓度较高的乙醇水溶液或或乙酸乙酯乙酸乙酯。四、苷的检识四、苷的检识 莫立许试剂反应莫立许试剂反应2021/6/421部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
