糖类
一 导言
1糖类,脂类,蛋白质和核酸合称四大类生物物质,糖类广泛存在于生物界特别是植物界,地球上的糖类物质的根本来源是绿色细胞进行的光合作用。
2纤维素,半纤维素和果胶糖构成了植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是细菌细胞壁的结构多糖,壳多糖是构成昆虫和甲壳类的外骨骼。
3由于有些糖(如鼠李糖,和脱氧核糖)的H:O并非2:1,所以碳水化合物的称呼并不恰当。
4糖的定义:指多羟基醛或酮及其衍生物活水解是能产生这些物质的化合物。葡萄糖是己醛糖,果糖是己酮糖
二 旋光异构
1同分异构主要两种类型:a结构异构包括碳架,位置和功能异构体。B立体异构包括几何异构和旋光异构。差向异构体:指仅一个手性碳原子的构型不同的非对映异构体。
2旋光性:旋光物质使得平面偏振光和偏振面发生旋转的能力。
变旋:许多单糖,新配制的溶液发生的旋光度改变的现象。
三 单糖的结构
1单糖:指不能被水解成更小分子的糖类。
单糖的构型:指分子中离羰基C最远的那个C*的构型。如果在投影式中此C的-OH具有与D(+)-甘油醛C2-OH相同的取向,称为D型糖,反之称为L型糖。糖的构型(D,L)与旋光方向(+,-)并没有直接的联系,旋光度方向与程度是由整个分子的立体结构而不是某一个C*所决定的。
2异头物:在羰基碳上形成的差向异构体。在环状结构总,半缩醛C也称为异头碳原子,异头碳的羟基与最末端的手性C的羟基具有相同的取向的异构体称为
a异头物,反之称为b异头物,两者并不是一半对一半。
3在Fisher式中C*的右项羟基在Haworth中处在含氧环面的下方,反之左面在上方。Harworth式中羟甲基在环平面上方的称为D型糖,在下方的称为L型糖;不论D型orL型糖,异头碳羟基与末端羟基是反式的为a异头物。反之,为b异头物。(p10 图1-7,1-8)
四 单糖的性质
1异构化(弱碱的作用):单糖的异构化是在室温下枧催化的烯醇化作用的结果,若在强碱溶液中单糖发生降解以及分子内的氧化和还原反应。
2单糖的氧化(弱酸和强酸):醛糖含有游离的醛基,具有很好的还原性,所有的醛糖都是还原糖;许多酮糖也是还原糖。Fehling试剂或Benedict试剂常用于检测还原性糖,临床上用于检测尿糖的定性和半定量的测试。单糖氧化成糖二酸并检测其旋光性(是否消旋)对于推定单糖的C*构型具有重要的意义。
3单糖的还原(NaBH4):单糖的羰基在适当的条件下。例如用NaBH4处理醛糖ot酮糖,则被还原为多元醇,即糖醇。
4形成糖脎:苯肼与酮醛反应是形成含有两个苯腙基的衍生物,称为糖脎。糖脎相当的稳定,且不溶于水,在热水溶液中以黄色集体析出。此反应可以鉴别多种还原性糖。
5形成糖脂和糖醚:糖的脂化通常是在碱催化下用酰氯或酸酐进行的,所有的羟基,包括异头碳都被脂化。葡萄糖的乙酰化是测定葡萄糖结构的重要步骤之一,糖的甲基化在环状结构及寡糖和多糖的结构分析中起重要作用。
6形成糖苷:糖苷指的是环状单糖的半缩醛(半缩酮)羟基与另一化合物发生醛合形成的缩醛(缩酮)糖基分子中提供半缩醛羟基的糖称为糖基,与之缩合的“非糖”部分称为糖苷配基,这两部分的连键称为糖苷键。糖的半缩醛容易变成游离醛,从而给出醛的各种反应。糖苷属于缩醛,一般不显示醛的性质,如不与苯肼反应,不能还原Feling试剂,也无变旋现象。
7各种鉴定方法:
A酮糖:羟甲糠醛与间苯二酚反应生成红色缩合物,这是鉴定酮糖(果糖),由于酮糖在酸的作用下容易形成羟甲糠醛,而醛糖慢不少。
B戊糖:间苯三酚试验---戊糖脱水形成的糖醛与间苯三酚or根皮酚反应缩合形成朱红色物质。Bial试验----戊糖脱水形成的糖醛与甲基间苯二酚or地衣酚缩合生成蓝绿色或橄榄色物质(常用于测定RNA的含量)。Molish试验---糖脱水生成的糖醛及其衍生物能与a-苯酚反应生成红紫色缩合物。
五 重要的单糖和单糖衍生物
食用大量的苦扁桃会引起氢氰酸的中毒,强心苷的生理活性主要有配基决定的。乌本苷(箭毒)是Na-K ATP酶的强抑制剂。
六 寡糖
1蔗糖:蔗糖不能还原Fehling溶液,不能成脎,也无变旋现象,表明蔗糖分子中葡糖残基和果糖的残基是通过两个异头碳连接的,属于非还原性糖,酵母可以使其发酵。蔗糖+水---〉D-葡糖+D-果糖,旋光度的这一变化称为转化,而所得的葡萄糖和果糖的等mol混合物称为转化糖。
2乳糖:存在于所有研究过的哺乳类乳汁中,但加州海狮的乳汁含的是葡萄糖,乳糖具有还原性,能成脎,有变旋现象。
3麦芽糖:它是一种次生寡糖,也是一种还原性糖,酵母能够使之发酵,通常的道德麦芽糖晶体是B型的,食品工业总麦芽糖用作膨松剂,防止烘烤食品干瘪,以及用作冷冻食品的填充剂和稳定剂。
4a,a-海藻糖:它是一种次生寡糖
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