2019精品第一章------糖类-()化学.ppt
- 文档编号:11832210
- 上传时间:2023-06-02
- 格式:PPT
- 页数:51
- 大小:7.41MB
2019精品第一章------糖类-()化学.ppt
《2019精品第一章------糖类-()化学.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019精品第一章------糖类-()化学.ppt(51页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
第一章糖类(saccharides),第一节糖类概述,1定义糖的化学本质是多羟基醛或多羟基醛及其衍生物2存在与来源细菌干重1030,植物85%。
根本来源是光合作用。
3糖的分类单糖:
monosaccharide不能被水解成更小分子的糖类寡糖:
oligosaccharide水解时产生不多于20个单糖的糖类多糖:
polysaccharide水解时产生多于20个单糖的糖类同多糖homopolysaccharide杂多糖heteropolysaccharide复合糖(糖复合物):
糖与蛋白质、脂质的共价结合物,第一节糖类概述,4糖类的功能生物体的结构成分。
生物能源蛋白质、核酸、脂类等生物合成的碳源细胞识别信息分子糖蛋白、糖脂等具有细胞识别、免疫活性等多种生理活性功能。
糖原动物体内葡萄糖储存方式,淀粉颗粒,纤维素作为植物的骨架。
-1,4-糖苷键,第一节糖类概述,糖的研究历史1843年,Dumas测定糖的实验式为(CH2O)n;1881年,EmilFischer分析单糖结构,合成当时已知的所有的己糖和戊糖;1893年,Fischer正式提出葡萄糖的环状结构;1926年,WNHaworth提出葡萄糖的Haworth投影式1928年,Malaprada发明过碘酸氧化法测定糖的结构;1933年,提出差向异构体,以表示还原糖及糖苷的、两种异构体;1950年,证明己糖的椅式构象;1950年后,发展出糖化学或糖生物化学,糖类最新研究进展,糖组学研究糖组学是对聚糖与蛋白质间相互作用和功能的全面分析研究,包括糖组的结构鉴定、编码糖蛋白的基因和蛋白质糖基化的机制和功能。
人类基因组约有36万条基因,人类蛋白质组有100多万种蛋白,大约有一半以上的天然蛋白都是糖蛋白。
细胞表面被各种形式的聚糖所包被,聚糖的结构多样性使细胞表面的聚糖起靶密码的功能,用于辨别进出细胞时的信息和物质。
第二节单糖的结构与性质,旋光异构相关概念Fischer投影式构型的RS表示法,单糖的结构链状结构D系单糖与L系单糖环状结构单糖的构象,单糖的性质物理性质化学性质,1,2,3,一旋光异构,概念1异构:
原子种类、数量都相同的不同化合物。
异构的类型:
结构异构(原子连接次序不同所致);立体异构(几何异构;旋光异构)几何异构:
共价键旋转受阻产生的立体异构(双键;环)旋光异构:
单键自由旋转产生的立体异构构型:
原子在空间的相对分布构象:
分子在空间的特定形态2旋光性:
物质使平面偏振光发生旋转的能力。
顺时针旋转;逆顺时针旋转3手性碳原子(C*):
与4个不同的原子(基团)共价连接的碳原子4构型:
旋光异构体中手性碳原子的4个取代基在空间的相对取向,手性碳原子,手性分子,非手性分子,为什么要研究旋光异构1天然有机化合物大多有旋光现象。
2物质的旋光性与药物的疗效有关有些药物成份里左旋与右旋共生,只有一部分有治疗作用,另一部分没有药效甚至有毒副作用。
左旋维生素C可治抗坏血病,右旋的维生素C不行欧洲“反应停”惨剧:
妊娠妇女用没有拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药,导致大量胚胎畸形。
2001年的诺贝尔化学奖得主的重要贡献在此。
他们使用一种对映体试剂或催化剂,把分子中没有作用的一部分剔除,只利用有效用的一部分,分开左旋和右旋体,再把有效的对映体作为新的药物,这称作不对称合成。
3用于研究有机反应机理。
Nicol棱镜光在晶体内传播时不发生双折射的方向为晶体的光轴,旋光性示例,Fischer投影,投影式原则碳链为垂直方向;羰基在上端;羟甲基在下端,H与OH于链两侧D型、L型是人为规定,目的是便于参照。
D、L与“+、-”无必然联系,构型的RS表示法,RS命名规则1确定手性碳原子的4个取代基的优先序(原子序数高低);2把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置,其余三个基团面对观察者;3三个基团按优先序由大中小的顺序,若是顺时针方向,则其构型为R(R是拉丁文Rectus的字头,是右的意思),若是反时针方向,则构型为S(Sinister,左的意思)。
二单糖的结构,1链状结构:
醛糖,酮糖链状结构确定:
有机化学内容2D系单糖与L系单糖所有醛糖可看作甘油醛的醛基碳下端插入C*形成;酮基糖可看作二羟基丙酮的醛基碳下端插入C*形成。
单糖构型:
分子中离羰基碳最远的C*的构型,与D(+)-甘油醛的C2OH取向相同为D型糖。
差向异构体:
仅1个C*的构型不同的非对映异构体,表示醛基,表示羟基,表示羟甲基,D系酮糖的立体结构,D(-)-赤藓酮糖,D(-)-核酮糖,D(+)-核酮糖,D(+)-阿洛酮糖,D(-)-果糖,D(+)-山梨糖,D(-)-洛格酮糖,二羟丙酮,单糖的环状结构,1变旋现象新配制的单糖溶液发生旋光度的改变变旋原因:
糖从-型变为-型或由-型变为-型。
一切单糖都有变旋现象。
无-,-型的糖类即无变旋性。
2环状半缩醛醇与醛或酮能发生快速且可逆的亲和加成,形成半缩醛。
3、异头物直链环状,羰基碳成为C*,导致C1差向异构化,产生2个非对映异构体。
羰基碳上形成的差向异构体叫异头物。
异头碳的羟基与最末位的C*的羟基取向相同为异头物,取向相反为异头物4吡喃糖与呋喃糖D葡萄糖的C5羟基与C1醛基形成六元环(吡喃型葡萄糖);D果糖的C5羟基与C2酮基形成五元环(呋喃型果糖),葡萄糖直链环状形成异头物,Haworth式吡喃葡萄糖与果糖,Fischer式改写为Haworth式:
Fischer式中C*的左向羟基在Haworth式中在在含氧环上方,右向羟基含氧环的下方,单糖的构象,构象:
绕单键旋转引起的原子的不同排列。
椅式构象较船式构象更稳定,单糖的性质,单糖的物理性质,旋光性:
二羟基丙酮除外溶解度:
单糖分子有许多亲水基团,易溶于水,不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。
甜度:
标准为蔗糖100常见糖类的甜度,单糖的化学性质,1异构化单糖在碱性溶液中分子发生重排;通过烯二醇转化为甘露糖和果糖2氧化与还原弱氧化剂(溴水):
氧化为醛糖酸:
醛基羧基(Benedict试剂检测尿糖)Fehling试剂(酒石酸钾、NaOH、CuSO4)用于检测还原糖强氧化剂(热HNO3):
氧化为醛糖二酸:
醛基、伯醇基羧基(可推测C*构型)还原:
羰基还原为醇基,单糖的化学性质,3成脎反应:
苯肼醛、酮脎单糖与苯肼反应生成苯腙,过量的苯肼可进一步作用生成脎,每个脎分子中含2分子苯肼,第三个苯肼被转化为苯胺和氨。
脎溶解度小,易结晶,不同糖脎晶体形状、熔点不同,可鉴别还原糖。
4形成糖酯与糖醚成酯:
羟基在碱催化下与酰氯或酸酐形成酯类,用于鉴定单糖结构成醚:
一定条件下可得到甲醚衍生物,用于结构分析5形成糖苷环状单糖的半缩醛(酮)羟基与其他化合物缩合。
提供半缩醛羟基的糖部分叫糖基,与其缩合的非糖部分叫配基。
糖苷对碱稳定,易被酸水解为糖和配基。
糖苷键的形成,单糖的化学性质,6单糖脱水戊糖与盐酸共热脱水形成糠醛(呋喃醛);己糖与盐酸共热脱水形成5羟甲基糠醛。
糠醛与多元酚产生颜色反应羟甲基糠醛间苯二酚红色缩合物:
鉴定酮糖;糠醛甲基间苯二酚蓝绿色缩合物:
鉴定戊糖,测定RNA含量糠醛间苯三酚朱红色缩合物:
鉴定戊糖;蒽酮反应:
鉴定总糖量7高碘酸氧化高碘酸盐能定量氧化断裂邻二羟基、-羟基醛。
可根据生成的甲酸数量确定糖苷的类型,从而测定多糖结构。
单糖化学性质综合图示,第二节重要的单糖及衍生物,1单糖丙糖:
D甘油醛,二羟基丙酮;戊糖:
D核糖,2脱氧D核糖阿拉伯糖;己糖:
D葡萄糖,D半乳糖,D甘露糖,D果糖;,第二节重要的单糖及衍生物,2单糖磷酸酯,第三节重要的单糖及衍生物,3糖醇与糖酸山梨醇与葡萄糖酸4氨基糖:
葡萄糖胺,半乳糖胺;N乙酰葡萄糖胺,N乙酰半乳糖胺,胞壁酸,常见单糖及衍生物的缩写,第四节寡糖与多糖,一寡糖,1定义220个单糖通过糖苷键连接形成的糖类2结构与性质:
单糖单位种类与糖苷键类型单糖单位;糖苷键的碳原子位置异头碳羟基的构型;单糖单位的次序正式命名1寡糖非还原端在左,第一个单糖前加O表示连键原子;2写出单糖单位的异头碳构型(、);3区分单糖的环结构(吡喃、呋喃);4糖苷键连接位置OD吡喃葡糖基(12)D呋喃果糖Glc(12)Frc,二多糖,特点:
非还原性糖;无变旋,无甜味一同多糖:
淀粉,糖原,纤维素淀粉直链淀粉(线型:
葡萄糖以1,4糖苷键连接);支链淀粉(线型段葡萄糖以1,4糖苷键,25分支点有1,6糖苷键)糖原:
分支更短的支链淀粉纤维素:
线型葡聚糖(1,4糖苷键),二杂多糖1果胶物质,半纤维素,琼脂2细菌杂多糖:
肽聚糖,磷壁酸,脂多糖肽聚糖,磷壁酸:
革兰氏阳性细菌的胞壁物质胞壁肽是基本单位:
含四肽侧链的二糖(GlcNAcMurNAc)脂多糖:
革兰氏阴性细菌的胞壁物质,第五节糖蛋白与糖复合物,糖蛋白,1关于糖蛋白复合糖,缀合蛋白质(糖链的单糖15):
糖含量180结构多样性:
单糖种类,连接位置,糖苷键构型,糖环2糖肽连键类型N糖肽键:
GlcNAc的异头碳与Asn的酰胺N连接成的N糖苷键;O糖肽键:
单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基O连接成的O糖苷键;,糖蛋白,3糖链分类N糖肽链(N聚糖);O糖肽键(O聚糖)4糖链参与分子识别与细胞识别分子识别生物分子的选择性相互作用细胞识别细胞表面的分子识别,糖蛋白,5血型物质与凝集素凝集原:
红细胞膜中的血型抗原抗原(antigen,Ag)是一类能诱导免疫系统发生免疫应答,并能与免疫应答的产物(抗体或效应细胞)发生特异性结合的物质。
凝集素:
非抗体的蛋白或糖蛋白,能与糖类特异性结合,可凝集细胞、沉淀聚糖和复合糖.结构特点:
含糖类识别域,对被结合的单糖残基种类(构型、构象)有专一性。
糖胺聚糖,1结构与功能通式:
己糖醛酸己糖胺n;单糖残基带负电荷(羧基硫酸基)检测1请说明麦芽糖、乳糖与蔗糖结构与性质的异同2写出GlcNAc的Haworth投影式,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 精品 第一章 糖类 化学