有机化学第十三章碳水化合物

第十三章碳水化合物

碳水化合物也称糖，是自然界存在最广泛的一类有机物。它们是动、植物体的重要成分，又是人和动物的主要食物来源。

碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成。人们最初发现这类化合物，除碳原子外，氢与氧原子数目之比与水相同，可用通式C m(H2O)n表示，形式上像碳和水的化合物，故称碳水化合物。从分子结构的特点来看，碳水化合物是一类多羟基醛或多羟基酮，以及能够水解生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。碳水化合物按其结构特征可分为三类：1．单糖：不能水解的多羟基醛或多羟基酮。是最简单的碳水化合物，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、山梨糖等。

2．低聚糖：也称为寡糖，能水解产生2～10个单糖分子的化合物。根据水解后生成的单糖数目，又可分为二糖、三糖、四糖等。其中最重要的是二糖，如蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖等。

3．多糖：水解产生10个以上单糖分子的化合物。如淀粉、纤维素、糖元等。

第一节单糖

一、单糖的分类

按照分子中的羰基，可将单糖分为醛糖和酮糖两类；按照分

子中所含原子的数目，又可将单糖分为丙糖，丁糖，戊糖和己糖等。这两种分类方法常结合使用。例如，核糖是戊醛糖，果糖是己酮糖等。在碳水化合物的命名中，以俗名最为常用。自然界中的单糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布最为普遍。例如，戊醛糖中的核糖和阿拉伯糖，己醛糖中的葡萄糖和半乳糖，己酮糖中的果糖和山梨糖，都是自然界存在的重要单糖。

二、单糖的结构

（一）单糖的链式结构最简单的单糖是丙醛糖和丙酮糖，除丙酮糖外，所有的单糖分子中都含有手性碳原子，因此都有旋光异构体。如己醛糖分子中有四个手性碳原子，有24=16个立体异构体，葡萄糖是其中的一种；己酮糖分子中有三个手性碳原子，有23=8个旋光异构体。单糖构型通常采用D、L构型标记法标记，即以甘油醛为标准，若单糖分子中距羰基最远的手性碳原子（倒数第二个碳原子）的构型和D-甘油醛相同，则该糖为D-构型，反之为L-构型。如：

CHO

C

H OH

CH2OH

C

H OH

CH2OH

(CHOH)n

CHO

(CHOH)n

C O

CH2OH

C

H OH

CH2OH

D-（+）-甘油醛D-醛糖D-酮糖

CHO

C

HO H

CH2OH

C

HO H

CH2OH

(CHOH)n

CHO

(CHOH)n

C O

CH2OH

C

HO H

CH2OH

L-（-）-甘油醛L-醛糖L-酮糖

凡由D-(+)-甘油醛经过逐步增长碳链的反应转变而成的醛糖，其构型为D-构型；由L-(-)-甘油醛经过逐步增长碳链的反应转变成的醛糖，其构型为L-构型。例如，从D-甘油醛出发，经与HCN加成、水解、内酯化、再还原，可得两种D-构型的丁醛糖。在D-(+)-甘油醛与HCN的加成过程中，CN-可以从羰基所在平面的两侧进攻羰基碳原子，从而派生出两个构型相反的新手性碳原子。由于原来甘油醛中手性碳原子的构型在整个转化过程中保持不变，因此两种丁醛糖仍为D-构型，分别称为D-(-)-赤藓糖和D-(-)-苏阿糖。

同样，可以导出四种D-型戊醛糖、八种D-型己醛糖。为简便起见，在构型式中可以省去手性碳原子上的氢原子，并以半短线“-”表示手性碳原子上的羟基，用一竖线表示碳链。

CHO

2OH

CHO 2OH

来苏糖

D-(-)-D-(+)-木糖

D-(+)-塔罗糖?

D-(+)-半乳糖

D-(-)-艾杜糖

古罗糖

D-(-)-D-(+)-甘露糖

D-(+)-葡萄糖

D-(+)-阿卓糖

D-(+)-阿洛糖

CHO

2OH

CHO 2OH

CHO 2OH

CHO 2OH

CHO CH 2OH

CHO

CH 2OH

CHO CH 2OH

CHO CH 2OH

D-(-)-阿拉伯糖

D-(-)-核糖

D-(-)-苏阿糖

D-(-)-赤藓糖

CHO

CH 2OH

CHO

2OH

CHO

CH 2OH

CHO

CH 2OH

D-(+)甘油醛

CH 2OH

CHO 自然界存在的单糖绝大部分是D-构型。列出了由D-(+)-甘油醛导出的D-型醛糖，其中最重要的是D-(-)-赤藓糖、D-(-)-核糖、D-(-)-阿拉伯糖、D-(+)-木糖、D-(+)-葡萄糖、D-(+)-甘露糖和D-(+)-半乳糖。

D-醛糖的链式结构

从L-甘油醛出发，也可导出L-构型的醛糖，它们与D-构型的醛糖互为对映体。例如，D-(+)-葡萄糖与L-(-)-葡萄糖是对映体，它们的旋光度相同，旋光方向相反。

CHO

2OH

2

OH

CHO

D-(+)-葡萄糖L-(-)-葡萄糖

二、单糖的环状结构

1．单糖的变旋现象人们在研究单糖的实践中发现，D-葡萄糖能以两种结晶存在，一种是从酒精溶液中析出的结晶，熔点为146℃，比旋光度为+112.2°；另一种是从吡啶中析出的结晶，熔点为150℃，比旋光度为+18.7°。将其中任何一种结晶溶于水后，其比旋光度都会逐渐变成+52.7°并保持恒定。象这种比旋光度发生变化（增加或减小）的现象称为变旋现象。另外，从葡萄糖的链状结构看，具有醛基，能与HCN和羰基试剂等发生类似醛的反应，但在通常条件下却不与亚硫酸氢钠起加成反应；在干燥的HCl存在下，葡萄糖只能与一分子醇发生反应生成稳定的缩醛。这些事实无法从开链式结构得到圆满地解释。

2．单糖的环状半缩醛结构醛与醇能发生加成反应，生成半缩醛。D-葡萄糖分子中，同时含有醛基和羟基，因此能发生分子内的加成反应，生成环状半缩醛。实验证明，D-(+)-葡萄糖主要是C5上的羟基与醛基作用，生成六元环的

半缩醛（称氧环式）。

对比开链式和氧环式可以看出，氧环式比开链式多一个手性碳原子，所以有两种异构体存在。两个环状结构的葡萄糖是一对非对映异构体，它们的区别仅在于C 1的构型不同。C 1上新形成的羟基 (也称半缩醛羟基)与决定单糖构型的羟基处于同侧的，称为α-型；反之，称为β-型。

（环式） （链式） （环式）

平衡值[α]20D =+52.5°

由此可见，产生变旋现象是由于α-构型或β-构型溶于水后，通过开链式相互转变，最后α-构型、β-构型和开链式三种形式达到动态平衡。平衡时的比旋光度为+52.5。。由于平衡混合物中开链式含量仅占0.1%，因此不能与饱和NaHSO 3发生加成反应。葡萄糖主要以环状半缩醛形式存在，所以只能与一分子甲醇反应生成缩醛。其它单糖，如核糖、脱氧核糖、果糖、甘露糖和半乳糖等也都是以环状结构存在，都具有变旋现象。

单糖主要以五元、六元环存在。六元环糖与杂环化合物

63%0.01%

37%C H HO H CH 2OH

OH OH H H OH

H

O

C H HO H OH

CH 2OH

OH H H OH H

O C H HO H CH 2OH

OH H OH H

O

H D-(+)-葡萄糖

D-(+)-葡萄糖

β-D-(+)-葡萄糖

α-=+18.7。

=112.2

。

+α

D

[ ]HO

α

D

[ ]20

20

中的吡喃相当，具有这种结构的糖称为吡喃糖；五元环糖与杂环化合物中的呋喃相当，具有这种结构的糖称为呋喃糖。所以α-D-(-)-果糖（五元环）应称为α-D-(-)-呋喃果糖。

C HO

H H OH H OH

H 2C

OH

HOH 2C O

CH 2

OH C O

HO H H OH H

OH CH 2OH

C

HO H H OH H OH

H 2C

CH 2OH HO O

C HO

H H

OH

H

CH 2OH

OH

HOH 2C

O C HO

H H OH

H

CH 2OH

CH 2OH

HO O

α-D-果糖（六员环）

－D-果糖（六员环）

βα-D -果糖（五员环）

-D-果糖（五员环）βD-果糖（链式）

3. 单糖的哈沃斯(W.N.Haworth)透视式

前面给出的氧环式的环状结构投影式不能反映各个基团的相对空间关系。为了更接近其真实，并形象地表达单糖的氧环结构，一般采用Haworth 透视式来表示单糖的半缩醛环状结构。现以D-葡萄糖为例，说明由链式书写Haworth 式的步骤：首先将碳链右倒水平放置(Ⅰ)，然后将羟甲基一端从左面向后弯曲成类似六边形(Ⅱ)，为了有利于形成环状半缩醛，将C 5按箭头所示绕C 4-C 5键轴旋转120°成(Ⅲ)。此时，C 5上的羟基与羰基加成生成半缩醛环状结构，若新产生的半缩醛羟基与C 5上的羟甲基处在环的异侧(Ⅳ)，即为α-D-吡喃葡萄糖；反之，新形成的半缩醛羟基与C 5上的羟甲基处在环

的同侧(Ⅴ)，则为β-D-吡喃葡萄糖：

吡吡

吡吡

1

221

3

3

445

5

66

α-D- 葡萄糖(IV)

(III)

(II)

(I)

HOCH 2

CHO H H OH H

CHO

OH H H HO OH H OH

H 2

OH (V)

β-D- 葡萄糖

其它几种常见单糖的哈武斯式如下：

α-D-吡喃甘露糖 α-D-吡喃半乳糖

有时为了书写方便，一般可将单糖的环平面在纸面上旋转或翻转。现以α-D-(+)-吡喃葡萄糖为例加以说明。

146

146

141

5

。

纸面上旋转180

41

2

6

1

6

在单糖的Haworth式中，通常环上碳原子的位次排列方式为顺时针排列。从上式中可以看出，纸面上旋转不会改变碳原子的位次排列方式，环上各碳原子上的基团处于环平面的上下位置不变；如果是翻转，无论是上下翻转还是左右翻转，都会改变环上碳原子位次的排列方式，由原来顺时针排列方式转变为逆时针排列方式，此时为了保持构型，环上各碳原子所连接的基团在环平面的上下位置需颠倒过来。

在单糖的Haworth式中，如何确定单糖的D、L-构型和α、β-构型呢？确定D、L-构型要看环上碳原子的位次排列方式。如果是按顺时针方式排列，编号最大手性碳上的羟甲基在环平面上方的为D-构型；反之，羟甲基在环平面下方的为L-构型。如果是按逆时针方式排列，则与上述判别恰好相反。确定α、β-构型是根据半缩醛羟基与编号最大手性碳上的羟甲基的相对位置。如果半缩醛羟基与编号最大手性碳上的羟

甲基在环的异侧为α-构型；反之，半缩醛羟基与羟甲基在环的同侧为β-构型。编号最大手性碳上无羟甲基时，则与其上的氢比较，半缩醛羟基与编号最大手性碳上的氢在环的异侧为α-构型；反之，为β-构型。

4．单糖的构象式

近代X-射线分析等技术对单糖的研究证明，以五元环形式存在的单糖，如果糖、核糖等，分子中成环碳原子和氧原子基本共处于一个平面内。而以六元环形式存在的单糖，如葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等，分子中成环的碳原子和氧原子不在同一个平面。上述吡喃糖的Haworth式不能真实地反映环状半缩醛的立体结构。吡喃糖中的六元环与环己烷相似，椅式构象占绝对优势。在椅式构象中，又以环上碳原子所连较大基团连接在平伏键上比连接在直立键上更稳定。下面是几种单糖的椅式构象：

α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖

由上述构象式可以看出，在β-D-吡喃葡萄糖中，环上所有与碳原子连接的羟基和羟甲基都处于平伏键上，而在α-D-吡喃葡萄糖中，半缩醛羟基处于直立键上，其余羟基和羟甲基处于平伏键上。因此β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖稳

定。所以在D-葡萄糖的变旋平衡混合物中，β-型异构体（63%）所占的比例大于α-型异构体（37%）。

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课程名称有机化学C 计划学时2学时

授课章节第十三章碳水化合物

第一节单糖的物理和化学性质

教学目的和要求：

掌握单糖的物理和化学性质

教学基本内容：

1 了解单糖的物理性质

2 掌握化学性质

3 了解重要的单糖和单糖的衍生物

教学重点和难点：

单糖的物理性质

单糖的化学性质

授课方式方法和手段：

通过讲授方式进行，通过提问等互动方式调动学生的积极性

作业与思考题：

课后作业2，3，4，5，7

三、单糖的物理性质

单糖都是无色晶体，因分子中含有多个羟基，所以易溶于水，并能形成过饱和溶液——糖浆。单糖可溶于乙醇和吡啶，难溶于乙醚、丙酮、苯等有机溶剂。除丙酮糖外，所有单糖都具有旋光性，且存在变旋现象。

单糖都有甜味，但相对甜度不同，一般以蔗糖的甜度为100，葡萄糖的甜度为74，果糖的甜度为173。果糖是已知单糖和二糖中甜度最大的糖。

四、单糖的化学性质

单糖是多羟基醛或多羟基酮，因此除具有醇和醛、酮的特征性质外，还具有因分子中各基团的相互影响而产生的一些特殊性质。此外，单糖在水溶液中是以链式和氧环式平衡混合物的形式存在的，因此单糖的反应有的以环状结构进行，有的则以开链结构进行。

（一）．差向异构化

D-葡萄糖分子中C2上的α-H同时受羰基和羟基的影响很活泼，用稀碱处理可以互变为烯二醇中间体。烯二醇很不稳定，在其转变到醛酮结构时C1羟基上的氢原子转回C2时有两种可能：若按（a）途径加到C2上，则仍然得到D-葡萄糖；若按（b）途径加到C2上，则得到D-甘露糖；同样，按（C）途径C2羟基上的氢原子转移到C1上，则得到D-果糖。

用稀碱处理D-甘露糖或D-果糖，也得到上述互变平衡混

合物。生物体代谢过程中，在异构酶的作用下，常会发生葡萄糖与果糖的互相转化。

烯二醇式中间体

在含有多个手性碳原子的旋光异构体中，若只有一个手性碳原子的构型不同，其它碳原子的构型都完全相同，这样的旋光异构体称为差向异构体。如D-葡萄糖和D-甘露糖，它们仅第二个碳原子的构型相反，叫做2-差向异构体。差向异构体间的互相转化称为差向异构化。 （二）．氧化反应

单糖可被多种氧化剂氧化，所用氧化剂的种类及介质的酸碱性不同，氧化产物也不同。

1．碱性介质中的氧化反应 醛能被弱氧化剂氧化，醛糖也具有醛基，同样能被弱氧化剂氧化。酮一般不被弱氧化剂氧化，但酮糖（例如果糖）在弱碱性介质中能发生差向异构化转变为醛糖，因此也能被弱氧化剂氧化。醛糖和酮糖，能被托伦试剂、斐林试剂和本尼迪试剂所氧化，分别产生银镜

D-果糖

2-OH (c)D-甘露糖

D-葡萄糖

2OH

H

H H HO C O CH 2OH

OH OH CH 2OH

OH H

H H HO OH H HO CHO

2

或氧化亚铜的砖红色沉淀。通常，把这些糖称为还原性糖。这些反应常用作糖的鉴别和定量测定，例如与本尼迪试剂的反应常用来测定果蔬、血液和尿中还原性糖的含量。 2．酸性介质中的氧化反应

① 溴水氧化 醛糖能被溴水氧化生成糖酸。酮糖不被溴水氧化，可由此区别醛糖与酮糖。

Br 2/H 2O

2OH

OH H

H H HO OH OH H

COOH D-葡萄糖酸

2OH

OH H

H H HO OH OH H CHO D-葡萄糖

② 硝酸氧化 醛糖在硝酸作用下生成糖二酸。例如，D-葡萄糖被氧化为D-葡萄糖二酸，D-赤藓糖被氧化为内消旋酒石酸。根据氧化产物的结构和性质，可以帮助确定醛糖的结构。

内消旋酒石酸

D-赤藓糖

??HNO 3

COOH OH OH H H

CHO 2OH

OH OH H H

??HNO 3

OH H

H H HO OH OH H COOH D-葡萄糖二酸

2OH

OH H

H H HO OH OH H CHO D-葡萄糖

酮糖与强氧化剂作用，碳链断裂，生成小分子的羧酸混合物。 3．生物体内的氧化反应 在生物体内的代谢过程中，有些醛糖在酶作用下发生羟甲基的氧化反应，生成糖醛酸。例如，葡萄糖和半乳糖被氧化时，分别生成葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。

D-半乳糖醛酸

OH H

HO H HO H OH H CHO D-葡萄糖醛酸

OH H

H H HO OH OH H CHO

对于动物体来说，葡萄糖醛酸是很重要的，因为许多有毒物质是以葡萄糖醛酸苷的形式从尿中排泄出体外的，故有保肝和解毒作用。另外，糖醛酸是果胶质、半纤维素和粘多糖的重要组成成分，在土壤微生物的作用下，生成的多糖醛酸类物质是天然土壤结构的改良剂。 （三）．还原反应

与醛和酮的羰基相似，糖分子中的羰基也可被还原成羟基。实验室中常用的还原剂有硼氢化钠等，工业上则采用催化加氢，催化剂为镍、铂等。例如D-葡萄糖还原为山梨醇，D-甘露糖还原生成甘露醇，果糖在还原过程中由于C 2转化为手性碳原子，故得到山梨醇和甘露醇的混合物。

甘露醇

2OH

OH H

H H HO OH H HO CH 2OH +

[H]

山梨醇

2OH

OH H

H H HO OH OH H

CH 2OH D-果糖

2OH

OH H

H H HO OH C O CH 2OH [H]

[H]

甘露醇

D-甘露糖

2OH

OH H

H H HO OH H HO

CH 2OH 2OH

OH H

H H HO OH H HO CHO 山梨醇

2OH

OH H

H H HO OH OH H

CH 2OH D-葡萄糖

2OH

OH H

H H HO OH OH H CHO

山梨醇和甘露醇广泛存在于植物体内，李子、桃子、苹果、梨等果实中含有大量的山梨醇；而柿子、胡萝卜、洋葱等植物中含有甘露醇。山梨醇可用作细菌的培养基及合成维生素C 的原料。 （四）成脎反应

单糖具有羰基，与苯肼作用首先生成糖苯腙。当苯肼过量时，则继续反应生成难溶于水的黄色结晶，称为糖脎。一般认为成脎反应分三步完成：首先单糖和一分子苯肼生成糖苯腙；然后糖苯腙的α-羟基被过量的苯肼氧化为羰基；最后与第三分子苯肼作用生成糖脎。

D-葡萄糖脎

D-葡萄糖苯腙

2OH

OH H

H

H HO

OH C C NNHC 6H 5NNHC 6H 5

2C H NHNH 2OH

OH H

H H HO OH C C NNHC 6H 5O C 6H 5NH 2H 2O

C H NHNH 2OH

OH H

H H HO OH OH H

C NNHC 6H 52C H NHNH 2OH

OH H

H H HO OH OH H CHO D-葡萄糖

糖脎分子可以通过氢键形成螯环化合物，阻止了C 3上羟

基被继续氧化而终止反应。

糖脎的螯合物

糖脎

N

C N

H N

N H O C

C 6H 5

H

H (CHOH)n 2OH

C

C (CHOH)n CH 2OH

NNH NNH

C 6H 5

C 6H 5C 6H 51

由上述可知，糖脎的生成只发生在C 1和C 2上，因此，除C 1、C 2外，其它手性碳原子构型相同的己糖或戊糖，都能形成相同的糖脎。例如D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖与过量的苯肼反应生成相同的糖脎。

C H HO OH H OH H

2OH

O CH 2OH D-果糖

2OH

OH H

H H HO OH H HO CHO D-甘露糖

2OH

OH H

H H HO OH OH H CHO D-葡萄糖

不同的糖脎其结晶形状、熔点和成脎所需的时间都不相同，因此可用于糖的鉴定。成脎反应并非局限于单糖，凡具有α-羟基的醛或酮都能发生成脎反应。 （五）成酯反应

单糖分子中的羟基既能与酸反应生成酯，又能在碱性介质中与甲基化试剂，如碘甲烷或硫酸二甲酯作用生成醚。

（1）酯化反应 在生物体内，α-D-葡萄糖在酶的催化下与磷酸发生酯化反应，生成1-磷酸-α-D-葡萄糖和1，6-二磷酸-α-D-葡萄糖。

O

H CH 2OH H H

OH

H

OH OH

H

OH

+O

H CH 2OH

H H

O

H

OH

OH

H

OH

PO 3H 2

H 3PO 4

??

+

H 2O

α-D-葡萄糖

1-磷酸-O

H CH 2OH H H

OH

H

OH OH

H

OH

+O H CH 2H H

O

H

OH

OH

H

OH

PO 3H 2

O PO 3H 2H 3PO 4

??

+

H 2O

α-D-葡萄糖磷酸-

1,6-二

在实验室中，用乙酰氯或乙酸酐与葡萄糖作用，可以得到葡萄糖五乙酸酯。

单糖的磷酸酯是生物体糖代谢过程中的重要中间产物。作物施磷肥就是为了有充足的磷去完成体内磷酸酯的合成。若作物缺磷，磷酸酯的合成便出现障碍，作物的光合作用和呼吸作用也不能顺利进行。 （六）成苷反应

单糖的环式结构中含有活泼的半缩醛羟基，它能与醇或

酚等含羟基的化合物脱水形成缩醛型物质，称为糖苷，也称为配糖体，其糖的部分叫做糖基，非糖的部分叫做配基。例如，α-D-葡萄糖在干燥氯化氢催化下，与无水甲醇作用生成甲基-α-D-葡萄糖苷；而β-D-葡萄糖在同样条件下形成甲基-β-D-葡萄糖苷。

甲基α-D-葡萄糖苷

3

+α-D-葡萄糖

CH 3吡

HCl

α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖通过开链式可以相互转变，形成糖苷后，分子中已无半缩醛羟基，不能再转变成开链式，故不能再相互转变。糖苷是一种缩醛（或缩酮），所以比较稳定，不易被氧化，不与苯肼、托伦试剂、斐林试剂等作用，也无变旋现象。糖苷对碱稳定，但在稀酸或酶作用下，可水解成原来的糖和甲醇。

糖苷广泛存在于自然界，植物的根、茎、叶、花和种子

中含量较多。低聚糖和多糖也都是糖苷存在的一种形式。 （七）显色反应

在浓酸（浓硫酸或浓盐酸）作用下，单糖发生分子内脱水形成糠醛或糠醛的衍生物。例如，戊糖脱水生成糠醛，己糖脱水生成5-羟甲基糠醛。

第十三章碳化合物

第十三章 碳水化合物 13.8 下列化合物哪个有变旋现象？ a. O CH 2OCH 3 b.OCH 3 CH 3O CH 2OCH 3 O OH CH 2OH O CH 3O c. d. O CH 2OH O CH 2OH O e. O HOH 2C CH 3O CH 3O OCH 3 OCH 3O CH 2OH O CH 2OH O f. 答案： a .b. f.有变旋现象。因为属半缩醛，可通过开链式α–β互变。 13.9 下列化合物中，哪个能还原本尼迪特溶液，哪个不能，为什么？ a. b. C (CHOH)3HC CH 2OH O OCH 3 CH 2OH C CH 2OH O c. d. C (CHOH)3HC CH 2OH O O CH 2OH (CHOH)3CH 2OH 答案： b 可以。 13.10 哪些D 型己醛糖以HNO 3氧化时可生成内消旋糖二酸？ 答案： D--阿洛糖，D--半乳糖 13.11 三个单糖和过量苯肼作用后，得到同样晶形的脎，其中一个单糖的投影式为 2OH ，写出其它两个异构体的投影式。 答案： CHO CH 2OH CHO CH 2OH CH 2OH CH 2OH O 13.12 用简单化学方法鉴别下列各组化合物 a. 葡萄糖和蔗糖 b. 纤维素和淀粉 c. 麦牙糖和淀粉 d. 葡萄糖和果糖 e. 甲基-β-D-吡喃甘露糖苷和2-O-甲基-β-D-吡喃甘露糖 答案： a. Bendict 试剂; e. Tollen 试剂 b. I 2 c. I 2 d.B r 2 _ H 2O 13.13 写出下列反应的主要产物或反应物： CHO CH 2OH CH 2OH a. H 2O O OH Ag(NH 3)2+ b.

第十三章 碳水化合物

第十三章碳水化合物 Ⅰ学习要求 1. 掌握单糖的构型标记法，熟练写出自然界中单糖的Fischer投影式和Haworth透视式。理解变旋现象及单糖环状结构产生的原因。 2. 掌握单糖的化学性质，重点掌握还原性、成脎反应、成苷(甙)反应、呈色反应，并能熟练运用于推测结构及鉴别等。 3. 掌握糖苷(甙)的结构特点与命名，了解形成糖苷前后性质的变化。 4. 掌握还原性双糖和非还原性双糖的结构特点及化学性质。了解淀粉、纤维素、糖元等多糖的结构和性质。 Ⅱ内容提要 一．单糖的结构与构型 单糖是多羟基醛或多羟基酮或者能水解成多羟基醛或多羟基酮的一类化合物。除二羟基丙酮外，单糖都有立体异构体。习惯上单糖的构型用D/L相对构型法标记，即以甘油醛为标准，凡是分子中编号最大的C*构型与D—甘油醛相同，则为D—型，反之为L—型。 二．单糖的环状结构 除二羟基丙酮外，单糖都有变旋现象。变旋现象是指单糖在溶于水时发生比旋光度改变的现象。产生变旋现象的原因是单糖具有环状半缩醛结构。 单糖在不同溶剂中可以形成两种比旋光度不同的结晶，其结构上的差别仅在与半缩醛羟基所在的碳原子（对醛糖指C1，对酮糖指C2）的构型不同。凡半缩醛羟基与决定构型的羟基在同一侧者为α – 型，反之为β– 型。α – 型糖与β – 型糖是非对映体。 己醛糖常形成六元环（醛基与C5之羟基成环），称为吡喃型糖，戊醛糖常形成五元环（醛基与C4之羟基成环），称为呋喃型糖，己酮糖即可形成五元环，也可形成六元环。α – 型糖与β – 型糖在水溶液中可以通过开环成链式而相互转化，从而构成一动态平衡体系，即单糖水溶液实际上是α – 型、β – 型及链式的平衡混合物。单糖的环状结构有三种表示方法，Fischer投影式、Haworth透视式及构象式。以α –D –葡萄糖为例：上述三种表示方法，最重要最常用的是Haworth式。 三．单糖的化学性质

碳水化合物是什么 食物有哪些

碳水化合物是什么食物有哪些 碳水化合物亦称糖类化合物，主要由碳、氢、氧所组成。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。不能说哪些食物是碳水化合物，只能说那些食物碳水化合物的含量比较高。 碳水化合物的概念碳水化合物是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。它是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物，如纤维素，是人体必须的物质。 糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。 自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。可用通式Cx(Hsub2/subO)y 来表示。有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。它与蛋白质、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动、繁殖提供主要能源。是人类生存发展必不可少的重要物质之一。 碳水化合物食物有哪些1、纯糖的食品跟饮料 纯糖的食品及饮料，吃后会导致血糖急骤升高，所以不可以吃。 2、蔬菜 豆类蔬菜内含大量的碳水化合物，但血糖升高不多，我们可吃少量绿豆和扁豆。不过也有

有机化学第十三章碳水化合物

第十三章碳水化合物 碳水化合物也称糖，是自然界存在最广泛的一类有机物。它们是动、植物体的重要成分，又是人和动物的主要食物来源。 碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成。人们最初发现这类化合物，除碳原子外，氢与氧原子数目之比与水相同，可用通式C m(H2O)n表示，形式上像碳和水的化合物，故称碳水化合物。从分子结构的特点来看，碳水化合物是一类多羟基醛或多羟基酮，以及能够水解生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。碳水化合物按其结构特征可分为三类：1．单糖：不能水解的多羟基醛或多羟基酮。是最简单的碳水化合物，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、山梨糖等。 2．低聚糖：也称为寡糖，能水解产生2～10个单糖分子的化合物。根据水解后生成的单糖数目，又可分为二糖、三糖、四糖等。其中最重要的是二糖，如蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖等。 3．多糖：水解产生10个以上单糖分子的化合物。如淀粉、纤维素、糖元等。 第一节单糖 一、单糖的分类 按照分子中的羰基，可将单糖分为醛糖和酮糖两类；按照分

子中所含原子的数目，又可将单糖分为丙糖，丁糖，戊糖和己糖等。这两种分类方法常结合使用。例如，核糖是戊醛糖，果糖是己酮糖等。在碳水化合物的命名中，以俗名最为常用。自然界中的单糖以戊醛糖、己醛糖和己酮糖分布最为普遍。例如，戊醛糖中的核糖和阿拉伯糖，己醛糖中的葡萄糖和半乳糖，己酮糖中的果糖和山梨糖，都是自然界存在的重要单糖。 二、单糖的结构 （一）单糖的链式结构最简单的单糖是丙醛糖和丙酮糖，除丙酮糖外，所有的单糖分子中都含有手性碳原子，因此都有旋光异构体。如己醛糖分子中有四个手性碳原子，有24=16个立体异构体，葡萄糖是其中的一种；己酮糖分子中有三个手性碳原子，有23=8个旋光异构体。单糖构型通常采用D、L构型标记法标记，即以甘油醛为标准，若单糖分子中距羰基最远的手性碳原子（倒数第二个碳原子）的构型和D-甘油醛相同，则该糖为D-构型，反之为L-构型。如： CHO C H OH CH2OH C H OH CH2OH (CHOH)n CHO (CHOH)n C O CH2OH C H OH CH2OH D-（+）-甘油醛D-醛糖D-酮糖

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第十八章 碳水化合物 学习要求： 1． 掌握指定单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈沃斯式、椅式。α、β构 型、己醛糖的变旋现象。 2．掌握单糖的重要性质：氧化还原，与苯肼反应，酰基化反应，单糖递升和递降。 3．掌握二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖）的哈沃斯式和椅式、构象式、性质。 4．掌握多糖（纤维素、淀粉、糖元）的结构特点。 5．理解利用化学方法证明己醛糖的直链构式。 6．理解戊醛糖和己醛糖的对映异构关系。 7．了解碳水化合物的涵义、分类和命名。 8．了解糖苷。 9．了解纤维素的加工利用。 10．了解环糊精、杂多糖的概念。 计划课时数 4课时 重点：单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈沃斯式、椅式。α、β构型、己醛糖的变旋现象，单糖的重要性质：氧化还原，与苯肼反应，酰基化反应，单糖递升和递降。 难点：单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈沃斯式、椅式。α、β构型 教学方法 采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。 § 18.1 概论 碳水化合物又称为糖类，是植物光合作用的产物，是一类重要的天然有机化合物，对于维持动植物的生命起着重要的作用。 18.1.1碳水化合物的涵义 糖 —— 多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。 因这类化合物都是由C 、H 、O 三种元素组成，且都符合C n (H 2O)m 的通式，所以称之为碳水化合物。例如： 葡萄糖的分子式为C 6H 12O 6，可表示为C 6(H 2O)6， 蔗糖的分子式为C 12H 22O 11，可表示为C 12(H 2O)11等。 但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖C 5H 12O 5（甲基糖）；

食物中的碳水化合物含量表

食物中的碳水化合物含量表主食： 白糖99 红糖 93 藕粉 87 干粉 条 84 团粉 82 蜂蜜 80 麦乳 精 73 巧克力 66 蛋糕 65 牛乳 粉 55 茶叶 52 大米76糯米 76 高粱 米 75 青稞 72 小麦粉 72 玉米 72 面条 56 馒头 48 烙饼 油条 47 米饭 25 燕麦66 荞麦 66 薏米 64 大麦 63 赤小豆 61 绿豆 59 豌豆 57 蚕豆 48 扁豆 40 黑豆 27 黄豆 25 腐竹15 牛奶 5 豆腐 2.8 豆浆 1.5 面筋 1.3 豆腐 脑 0.5 水果： 葡萄干79 干枣 73 干龙 眼 65 干荔 枝 56 熟栗子 45 乌梅 42 鲜枣 23 山楂 22 花生 仁 22 甘蔗 21 香蕉 20 西瓜子20炒石榴 17 柿子 11 哈密 瓜 9 芒果15 鲜龙眼 15 桑椹 14 苹果 13 橄榄 12 柚子 12 无花 果 12 橙子 12 桔子 12 猕猴 桃 11 桃11 鲜葡萄 11 葵花 子 10炒 核桃 10 椰子 10 李子 9 柠檬 9 菠萝 9 梨 9 樱桃 9 木瓜 8 草莓6 杨梅 6 枇杷 6 甜瓜 6 杏 5 西瓜 4

蔬菜： 银耳78 平菇 70 木耳 66 黄花菜 60干 冬菇 60 香菇 59 海带 56 紫菜 49 猴头 菇 45 黑木 耳 34 地瓜30 百合 29 海藻 29 慈菇 26 大蒜 24 山芋 22 荸荠 21 藕 20 蚕豆 芽 20 土豆 17 莲子 16干 山药14 黄花菜 12鲜 芋头 12 蒜苗 10 姜 9 胡萝 卜 8 洋葱 8 黄豆芽 7 香菜 7 水萝 卜 7 毛豆 7 大葱6 马兰 6 冬笋 6 甜菜 6 四季豆 6 白萝 卜 6 丝瓜 5 茭白 5 辣椒 5青尖 芥菜 5 菜豆 5 空心菜 5 苋菜 5 春菜 4 刀豆 4 菜花 4 小葱 4 柿子 椒 4青 绿豆芽 4 圆白 菜 3 芥蓝 3 韭菜 3 韭黄3 生菜 3 莴笋 叶 3 龙须 菜 3芦笋 苤蓝 3 卷心 菜 3 菠菜 3 茄子 3 苦瓜 3 雪里 红 3 黄瓜 3 冬瓜2 芹菜 2 番茄 2 蘑菇 2 油菜 2 大白 菜 2 小白 菜 2 莴笋 2 南瓜 1 松蘑 0.4

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第十八章碳水化合物 学习要求： 1．掌握指定单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈沃斯式、椅式。α、β构型、己醛糖的变旋现象。 2．掌握单糖的重要性质：氧化还原，与苯肼反应，酰基化反应，单糖递升和递降。 3．掌握二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖）的哈沃斯式和椅式、构象式、性质。4．掌握多糖（纤维素、淀粉、糖元）的结构特点。 5．理解利用化学方法证明己醛糖的直链构式。 6．理解戊醛糖和己醛糖的对映异构关系。 7．了解碳水化合物的涵义、分类和命名。 8．了解糖苷。 9．了解纤维素的加工利用。 10．了解环糊精、杂多糖的概念。 计划课时数4课时 重点：单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈沃斯式、椅式。α、β构型、己醛糖的变旋现象，单糖的重要性质：氧化还原，与苯肼反应，酰基化反应，单糖递升和递降。 难点：单糖的费歇尔投影式、氧环式、哈沃斯式、椅式。α、β构型 教学方法采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。 §18.1 概论 碳水化合物又称为糖类，是植物光合作用的产物，是一类重要的天然有机化合物，对于维持动植物的生命起着重要的作用。 18.1.1碳水化合物的涵义 糖——多羟基醛和多羟基酮及其缩合物，或水解后能产生多羟基醛、酮的一类有机化合物。 因这类化合物都是由C、H、O三种元素组成，且都符合C n(H2O)m的通式，所以称之为碳水化合物。例如： 葡萄糖的分子式为C6H12O6，可表示为C6(H2O)6， 蔗糖的分子式为C12H22O11，可表示为C12(H2O)11等。 但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖C5H12O5（甲基糖）；脱氧核糖C5H10O4。 有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。例如甲酸（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。因此，最好还是叫做糖类较为合理。 18.1.2分类 根据其单元结构分为： 单糖——不能再水解的多羟基醛或多羟基酮。 低聚糖——含2~10个单糖结构的缩合物。以二糖最为多见，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。 多糖——含10个以上单糖结构的缩合物。如淀粉、纤维素等。 18.1.3存在与来源 糖类化合物广泛存在于自然界，是植物进行光合作用的产物。植物在日光的作用下，在叶绿素催化下将空气中的二氧化碳和水转化成葡萄糖，并放出氧气： 日光 6CO2+C6H12O6 + 6O2 6H2O 叶绿素

碳水化合物百度百科

碳水化合物 碳水化合物（carbohydrate）是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。它是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物，如纤维素，是人体必须的物质。 糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。 自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。可用通式Cx(H2O)y来表示。有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。它与蛋白质、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动、繁殖提供主要能源。是人类生存发展必不可少的重要物质之一。

发现历史 在人们知道碳水化合物的化学性质及其组成以前，碳水化合物已经得到很好的作用，如今含碳水化合物丰富的植物作为食物，利用其制成发酵饮料，作为动物的饲料等。一直到18世纪一名德国学者从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速发展。1812年，俄罗斯化学家报告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加热可水解为葡萄糖。1884年，另一科学家指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素，其中H和O的比例恰好与水相同为2：1，好像碳和水的化合物，故称此类化合物为碳水化合物，这一名称，一直沿用至今。 化学组成 糖类化合物由C，H，O三种元素组成，分子中H和O的比例通常为 2：1，与水分子中的比例一样，故称为碳水化合物。可用通式Cm （H2O ）n表示。因此，曾把这类化合物称为碳水化合物。但是后来发现有些化合物按其构造和性质应属于糖类化合物，可是它们的组成并不符合Cm（H2O ）n 通式，如鼠李糖（C6H12O5）、脱氧核

有机化学-第五版-第十三章答案

第十三章羧酸衍生 物 1．说明下列名词。 酯、油脂、皂化值、干性油、碘值、非离子型洗涤剂、阴离子型洗涤剂、不对称合成。 1. 解： 醇与酸（含无机酸和有机酸）相互作用得到的失水产物叫做酯。例如，乙醇和乙酸作用失去1分子水的产物是乙酸乙酯；乙醇和浓硫酸作用失去1分子水的产物是硫酸 氢乙酯（C 2H 5 OSO 2 OH）。 油脂是高级脂肪酸的甘油酯。

通常存在于自然界的动植物体，而且，其中的脂肪酸通常是10个以上双数碳原子的混合酸。 1g 油脂完全皂化所需氢氧化钾的质量（单位 mg）称为皂化值。他是测定油脂中脂肪酸含量的1种参考数据。 具有在空气中很快变成1层干硬而有弹性膜特性的含有共轭双键脂肪酸的油脂称为干性油。 100g 油脂所能吸收碘的质量（单位 g）称为碘值，它是决定油脂不饱和程度高低的重要指标。 与肥皂结构和作用相类似，但在水中不解离的1种中性非离子的

分子状态或胶束状态的1类合成洗涤剂称为非离子型洗涤剂。2．试用反应式表示下列化合物的合成路线。 （1）由氯丙烷合成丁酰胺；（2）由丁酰胺合成丙胺；（3）由邻氯苯酚、光气、甲胺合成农药“害扑威” Cl OCONHCH3 解： (1) CH3CH2CH2Mg/Et2O 3 CH2CH21) CO2 2 + CH3CH2CH2CO2H 1) NH3 3 CH2CH2CONH2 (2) CH3CH2CH2CONH NaOH/Br2 CH3CH2CH2NH2 Cl OH + O Cl Cl Cl O C Cl CH3NH2 Cl OCONHCH3 (3) 路线1

Cl OH +O Cl Cl CH 3NH Cl OCONHCH 3 路线2 C N H 3C 3．用简单的反应来区别下列各组化合物。 (1) CH 3CH(Cl)COOH 和CH 3CH 2COCl (2) 丙酸乙酯和丙酰胺 (3)CH 3COOC 2H 5和CH 3CH 2COCl (4)CH 3COONH 4和CH 3CONH 2 (5) (CH 3CO)2O 和CH 3COOC 2H 5 解： CH 3CH 2COCl C H 3 无白色沉淀 (白) (1) CH 3CH 2CONH 2 C H 3 CH 2COOCH 2CH 2CH 无NH 3(2) NH 3

碳水化合物

第十七章杂环化合物 17.1 命名或写出结构式。 答案：A、α-呋喃甲酸；B、2、6-二羟基嘌呤；C、3-甲基吡啶； D、5-羟基嘧啶； E、1-甲基吡咯； F、3-吡啶甲酸； G、α-噻吩磺酸； H、；I、；J、； K、L、。 17.2 下列维生素各属于哪类化合物？ 答案：A、萜类；B、B1是嘧啶类；B2是蝶啶类；B6是吡啶类；B12卟吩类。 C、吡啶类； D、不饱和糖酸内酯； E、甾族类； F、醌类； G、蝶啶类。 17.3 从结构的角度来说．你所学过的生物体中有颜色的物质有哪几类? 答案：醌类、萜类、杂环类 17.4 列化台物哪个可溶于酸，哪个可溶于碱、或既溶于酸又溶于碱? 答案：可溶于酸的是：a、b、c；可溶于碱的是：b、c、d； 既可溶于酸又可溶于碱的是：b、c。 17.5 写出下列化合物的互变平衡体系： 答案：

17.6 核苷与核苷酸的结构有什区别? 答案：核酸就是由多个核苷通过磷酸分别连接两分子糖中C3及C5形成的高分子化合物。 17.7 写出尿嘧啶与脱氧核糖形成的核苷酸。 答案： 17.8 水粉蕈素是由一种蘑菇中分离出的有毒核苷。其系统名为9-β-D-呋喃核糖基嘌呤。 写出水粉蕈素的结构式。

答案： 17.9 5-氟尿嘧啶是一种抗癌药物，在医药上叫做5-Fu。写出其结构式。 答案： 17.10 写出下列反应的产物： 答案： a； b ； c ； d e ； f ； g ；h ；I 。 17.11 为什么吡咯不显碱性而噻唑显碱性? 答案：吡咯1位N上的电子对参与形成Π56键后，不能再接受H+，因此不显碱性。 噻唑3位N上的电子对不参与形成Π56键，能再接受H+，因此显碱性。 17.12 写出由4-甲基吡啶合成雷米封的反应式。 答案：

有机化学《碳水化合物》习题及答案

有机化学《碳水化合物》习题及答案 19.1 用R, S-标记法标出古罗糖、阿拉伯糖、苏阿糖（结构式见表19-1）各手性碳原子的构型。 CHO OH OH HO OH 2OH CHO OH OH 2OH HO CHO OH 2OH HO (1) (2) (3) 古罗糖 阿拉伯糖 苏阿糖 【解答】 CHO OH OH HO OH 2OH CHO OH OH 2OH HO CHO OH 2OH HO (1) (2) (3) 古罗糖 阿拉伯糖 苏阿糖 R 构型R 构型 R 构型 S 构型 S 构型 R 构型R 构型 S 构型 R 构型 三、完成下列反应式： (A) HNO 3 内消旋酒石酸（3）

(B) NaBH 旋光性丁四醇 （4） O O O OH OCH 3 HO Ph PhCH Cl (6) CHO OH OH CH 2OH H H H H (7) O HO HO OH HOH 2C O O OH CH 2OH HO CH 2OH 吡啶 (8) 【解答】

O O O OH OCH 3 HO Ph PhCH Cl O O O OCH 2Ph OCH 3 PhH 2 CO Ph (6) CHO OH OH CH 2 OH H H H H OCH-CH 2-CHO +HCOOH +HCHO (7)

O HO HO OH HOH2C O O OH CH2OH HO CH2OH 吡啶 O H3CCOO H3CCOO H3CCOO H3CCOOH2C O O OOCCH3 CH2OOCCH3 H3CCOO CH2OOCCH3 (8) 四、回答下列问题： （1）单糖是否均为固体？都溶于水？都不溶于有机溶剂？都有甜味？都有变旋光现象？（2）下列两个异构体分别与苯肼作用，产物是否相同？ OHC-CH2-CH-CH-CH-CH2OH OH OH CH-CH-CH2-CH-CHO H2C OH (A)(B) （3）糖苷即不与Fehling试剂作用，也不与Tollens试剂作用，且无变旋光现象，试解释之。（4）什么叫差向异构体？它与异头物有无区别？ （5）酮糖和醛糖都与Tollens试剂或Fehling试剂反应，但酮糖不与溴水反应，为什么？（6）写出D-吡喃甘露糖(A)和D-吡喃半乳糖(B)最稳定的构象式（α-或β-吡喃糖）。 【解答】 （1）单糖都是无色晶体，味甜，有吸湿性。极易溶于水，难溶于乙醇，不溶于乙醚。单糖都有旋光性，其溶液有变旋现象。 （2）产物不同，A与苯肼作用只生成腙，B与过量苯肼作用可生成脎。 （3）糖苷是稳定的缩醛结构，不能形成氧环式和开链式的动态平衡，因而不能通过开链式发生差向异构化和逆羟醛缩合反应，所以，糖苷既不与Fehling试剂作用，也不与Tollens 试剂作用。糖苷无变旋光现象的原因同样归结为它不能形成氧环式和开链式的动态平衡。（4）两个含有多个手性碳原子手性分子中，构造相同，只有一个手性碳的构型不同，而其它手性碳的构型均相同时，这两个旋光异构体互为差向异构体。 两个末端手性碳的构型不同的差向异构体称为异头物。 异头物是仅在氧化数最高的碳原子（异头碳）具有不同构型的糖分子的两种异构体。（5）Tollens试剂或Fehling试剂呈碱性，而酮糖在碱性水溶液中可以发生差向异构化，由酮糖转变为醛糖，故能与这两种试剂反应。但溴水溶液pH=5，不发生差向异构化，故酮糖不与溴水反应。 （6）

高教第二版(徐寿昌)有机化学课后习题答案第13章

第十三章 羧酸及其衍生物 一、 用系统命名法命名下列化合物： 1. CH 3(CH 2)4COOH 2.CH 3CH(CH 3)C(CH 3)2COOH 3.CH 3CHClCOOH 4. COOH 5. CH 2=CHCH 2COOH 6. COOH 7. CH 3 COOCH 3 8. HOOC COOH 9. CH 2COOH 10. (CH 3CO)2O 11. CO O CO CH 3 12. HCON(CH 3)2 13. COOH O 2N O 2N 14. CO NH CO 3，5－二硝基苯甲酸 邻苯二甲酰亚胺 15. CH 3CHCHCOOH CH 3 OH 16. OH COOH 2－甲基－3－羟基丁酸 1－羟基－环己基甲酸 二、 写出下列化合物的构造式: 1.草酸 2，马来酸 3 ，肉桂酸 4，硬脂酸

HOOCCOOH C C H H COOH COOH CH=CHCOOH CH 3(CH 2)16COOH 5．α－甲基丙烯酸甲酯 6，邻苯二甲酸酐 7，乙酰苯胺 8，过氧化苯甲酰胺 CH 2=C CH 3COOCH 3 CO O CO NHCOCH 3 C O C O O O NH C O H 2NCOOC 2H 5 C C NH C NH O O H 2N C NH 2 NH CO O CO n CH 2 CH O C O CH 3[]n 三、写出分子式为C 5H 6O 4的不饱和二元酸的所有异构体（包括顺反异构）的结构式，并指出那些容易生成酸酐： 解：有三种异构体：2－戊烯－1，5－二酸；2－甲基－顺丁烯二酸；2－甲基－反丁烯二酸。其中2－甲基－顺丁烯二酸易于生成酸酐。 C C H COOH COOH C C H COOH CH 3HOOC CH 3HOOC CH=CHCH 2 COOH 2－戊烯－1，5－二酸； 2－甲基－顺丁烯二酸； 2－甲基－反丁烯二酸 四、比较下列各组化合物的酸性强度： 1，醋酸， 丙二酸， 草酸， 苯酚， 甲酸

碳水化合物

什么是糖 碳水化合物是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物如纤维素，是人体必须的物质。膳食纤维在纤维大家庭比较有特征性，具体体现在其独特的化学结构、可被细菌酶类消化及水溶性方面。 在人们知道碳水化合物的化学性质及其组成以前，碳水化合物已经得到很好的利用。一直到18世纪一名德国学者从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速发展。1812年，俄罗斯化学家报告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加热可水解为葡萄糖。1884年，另一科学家指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素，其中H和O的比例恰好与水相同为2：1，好像碳和水的化合物，故称此类化合物为碳水化合物，这一名称，一直沿用至今。但是后来发现有些化合物按其构造和性质应属于糖类化合物，可是它们的组成并不符合Cm（H2O ）n 通式，如鼠李糖（C6H12O5）、脱氧核糖（C5H10O4）等；而有些化合物如甲醛、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等，其组成虽符合通式Cm（H2O ）n，但结构与性质却与糖类化合物完全不同。所以，碳水化合物这个名称并不确切，但因使用已久，迄今仍在沿用。 生物工程学的只要给我葡萄糖的材料，我都可以制成美酒。 美酒的知识 糖和脂肪作为产能化合物最终代谢产物都为CO2和H2O。 氨基酸产能含氮部分作为汗液和尿液排出体外。 人体重不是简单物质相加 六大营养素的生理功能 人体需要的六大营养素是：糖、脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素。其中，

有机化学 第五版 第十三章答案

第十三章羧酸衍生物 1．说明下列名词。 酯、油脂、皂化值、干性油、碘值、非离子型洗涤剂、阴离子型洗涤剂、不对称合成。1. 解： 醇与酸（含无机酸和有机酸）相互作用得到的失水产物叫做酯。例如，乙醇和乙酸作用失去1分子水的产物是乙酸乙酯；乙醇和浓硫酸作用失去1分子水的产物是硫酸氢乙酯（C2H5OSO2OH）。 油脂是高级脂肪酸的甘油

酯。通常存在于自然界的动植物体内，而且，其中的脂肪酸通常是10个以上双数碳原子的混合酸。 1g 油脂完全皂化所需氢氧化钾的质量（单位mg）称为皂化值。他是测定油脂中脂肪酸含量的1种参考数据。 具有在空气中很快变成1层干硬而有弹性膜特性的含有共轭双键脂肪酸的油脂称为干性油。 100g 油脂所能吸收碘的质量（单位 g）称为碘值，它是决定油脂不饱和程度高低的重要指标。 与肥皂结构和作用相类似，

但在水中不解离的1种中性非离子的分子状态或胶束状态的1类合成洗涤剂称为非离子型洗涤剂。 2．试用反应式表示下列化合物的合成路线。 （1）由氯丙烷合成丁酰胺；（2）由丁酰胺合成丙胺；（3）由邻氯苯酚、光气、甲胺合成农药“害扑威” Cl OCONHCH3 解： (1) CH3CH2CH2Cl Mg/Et2O CH3CH2CH2MgCl1) CO2 2) H2O/H+ CH3CH2CH2CO2H 1) NH3 2) △ CH3CH2CH2CONH2 (2) CH3CH2CH2CONH2NaOH/Br2 CH3CH2CH2NH2

Cl OH +C O Cl Cl Cl O C O Cl CH 3NH 2 Cl OCONHCH 3 (3) 路线1 Cl OH +C O Cl Cl CH 3NH 2 Cl OCONHCH 3 路线2 C O N H 3C 3．用简单的反应来区别下列各组化合物。 (1) CH 3CH(Cl)COOH 和CH 3CH 2COCl (2) 丙酸乙酯和丙酰胺 (3)CH 3COOC 2H 5和CH 3CH 2COCl (4)CH 3COONH 4和CH 3CONH 2 (5) (CH 3CO)2O 和CH 3COOC 2H 5 解： CH 3CH 2COCl C H 3 CH(Cl)COOH H 2 O AgNO 3 无白色沉淀 (白) (1)

碳水化合物

碳水化合物(carbohydrates) 碳水化合物是自然界中最丰富的有机物，自然界的生物物质中，碳水化合物约占3/4，从细菌到高等动物都含有糖类化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的85%～90%，其中又以纤维素最为丰富，其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。 碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其它化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。人类摄取食物的总能量中大约80%由碳水化合物提供，因此，它是人类及动物的生命源泉。我国传统膳食习惯是以富含碳水化合物的食物为主食，但近十几年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。 碳水化合物这一名词来源于此类物质由C、H、O三种元素组成，而且它们的经验式都符合通式C n H2n O n即C m(H2O)n，其中氢和氧的比例与水分子中氢和氧的比例相同，就好象是碳同水的化合物，因而得名。后来发现一些不属于碳水化合物的分子也有同样的元素组成比例, 如乙酸C2H4O2，而一些碳水化合物如脱氧核糖（C5H10O4）则又不符合这一比例，因而碳水化合物这一名词并不确切，根2据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物，但由于沿用习惯，碳水化合物一词仍被广为使用。 碳水化合物可分为三类： 单糖：不能被水解的简单碳水化合物，如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。 寡糖：单糖聚合度≤10的碳水化合物（以双糖最为多见）：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖。 多糖：单糖聚合度>10的碳水化合物：淀粉、糊精、糖原、纤维素、半纤维素及果胶等。 碳水化合物与食品的加工、烹调和保藏有密切的关系，例如，食品的褐变就与还原糖有关，食品的粘性及弹性也与淀粉和果胶等多糖分不开。至于蔗糖，果糖等作为甜味剂，更是人类饮食中不可缺少的物质。 一、单糖(monosaccharides)及糖苷(glycosides) 1、结构 单糖根据羰基类型可分为醛糖和酮糖两大类。

第十八章 食用动物油脂和副产品

第十八章食用动物油脂和副产品 的加工卫生与检验 讲授重点:食用动物油脂的卫生检验,食用副产品的卫生检验,油脂原料的收集、保存与加工卫生监督; 食用油脂的变质; 肠衣的加工卫生与检验。 难点:食用动物油脂的卫生检验,食用油脂的变质。 思考题: 1. 油脂变质分解的主要形式有哪些～主要的变化是什么, 2.油脂的卫生检验方法有哪些,常用的检验指标。 3.副产品的分类。 授课学时:2学时 教学方式:课堂讲授 食用动物油脂(edible animal fats)在炼制前称为脂肪，在猪背部的皮下脂肪又叫肥膘，是我国广大人民群众喜爱食用的一种油脂，具有独特的风味，具有很高的营养价值。但是，来自患病动物的脂肪对消费者的身体健康有很大的危害;动物油脂保藏不当或保藏时间过长，油脂则会发生变质，食用变质油脂也会对食用的健康产生一定的影响。因此，必须对动物油脂进行卫生检验和卫生监督。 第一节食用动物油脂的加工与卫生检验 一、生脂肪的理化学特性 生脂肪又称贮脂，是屠宰肉用动物时从其皮下组织、大网膜、肠系膜、肾周围等处摘取下的脂肪组织。就其组织结构而言，生脂肪是由脂肪细胞及起支持作用的结缔组织基架构成。生脂肪的理化学特性与动物的品种、年龄、性别、生活条件、饲料种类、肥育程度及脂肪组织在动物体内蓄积的位置有关。 (一)生脂肪的化学组成

生脂肪中含有甘油酯、水分、蛋白质、碳水化合物、维生素、胆固醇、类脂化合物及矿物质等，其中甘油酯含量在70,,86,之间。脂肪组织中的甘油酯是由脂肪酸和甘油组成，脂肪酸一般分为饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸两类，来自牛羊的脂肪多为饱和脂肪酸，而来自鱼类的脂肪多为不饱和脂肪酸。在饱和脂肪酸中软脂酸[CH(CH)COOH]和硬脂酸[CH(CH)COOH]的含量最32143216多;而不饱和脂肪酸中，最常见的是油酸[CH(CH)CH=CH(CH)COOH] 和亚油酸 32727[CH(CH)CH=CHCHCH=CH(CH)COOH]，其次是十六碳烯酸、二十二碳烯酸等。动物性油脂324227 是人体必需脂肪酸的重要来源。近年来研究认为，海水鱼类脂肪中所含的二十碳五烯酸和二十碳六烯酸具有降低人血脂的功能，对防治人的心血管疾病由特殊效果。 (二)生脂肪的理化特性 生脂肪的理化特性，主要取决于混合甘油酯中脂肪酸的组成。饱和脂肪酸熔点较高，如花生酸的熔点为77.0?，硬脂酸为71.5,72?，软脂酸(棕榈酸)为63.0?，因此，在常温下它们呈9,12固体状态。而不饱和脂肪酸的熔点比较低，如亚油酸(9，12- 十八碳二烯酸，CHCOOH?)17319,12,15为,12?，亚麻酸(9，12，15- 十八碳三烯酸，CHCOOH?)为,11.3?，在常温条件下1729 呈液体状态。脂肪中硬脂酸的含量:牛脂肪为25,，羊脂肪为25,,30,，猪脂肪为9,,15,。显然，牛、羊脂肪中硬脂酸的含量比猪脂肪高。所以，牛脂肪的熔点为42,50?，羊脂肪的熔点为44,55?，猪脂肪熔点则为36,46?。此外，脂肪组织在动物体内蓄积的部位不同，其熔点也由差异。一般肾周围脂肪熔点较高，皮下脂肪熔点较低，胫骨、系骨和蹄骨的骨髓脂肪熔点更低些。通常熔点高的脂肪比熔点低的脂肪难于被人体消化吸收。除了脂肪酸的熔点外，脂肪

1.2碳水化合物作业答案复习课程

情境一食品成分化学 任务二碳水化合物（作业答案） 一、填空题 1 碳水化合物根据其组成中单糖的数量可分为单糖、寡糖（低聚糖）、和多糖。 2 单糖根据官能团的特点分为醛糖和酮糖，寡糖一般是由2-10个单糖分子缩合而成，多糖聚合度大于10， 根据组成多糖的单糖种类，多糖分为同聚多糖或杂聚多糖。 3 淀粉对食品的甜味没有贡献，只有水解成低聚糖或葡萄糖才对食品的甜味起作用。 4 糖醇指由糖经氢化还原后的多元醇。 5 糖苷是单糖环状半缩醛结构中的半缩醛羟基与另一分子醇或羟基脱水缩合形成的化合物。糖苷的非糖 部分称为配基，连接糖基与配基的键称糖苷键。 6 大分子多糖溶液都有一定的黏稠性，其溶液的黏度取决于分子的大小，形状，所带净电荷和溶液中的 构象。 7 蔗糖水解称为转化，生成等物质的量葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖。 8 含有游离醛基的醛糖或能产生醛基的酮糖都是还原糖，在碱性条件下，有弱的氧化剂存在时被氧化成 糖酸，有强的氧化剂存在时被氧化成糖二酸。 9 纤维素是由β-D-葡萄糖组成，它们之间通过β-1,4糖苷键相连。 10 乳糖是由一分子β-D-半乳糖和一分子D-葡萄糖组成,它们之间通过β-1，4糖苷键相连。 11 判断一个糖的D-型和L-型是以离羰基最远的一个手性（不对称）碳原子上羟基的位置作依据。 12 淀粉分为直连淀粉和支链淀粉，其中支链淀粉的结构与糖原相似。 13 蔗糖是由一分子α-D-葡萄糖和一分子β-D-果糖通过α,β-1,2糖苷键而形成的二糖，蔗糖无（填有或无）还原性。 14 糖类根据其水解情况可分为单糖、寡糖（低聚糖）、和多糖三类。 15 食品中常用的单糖有葡萄糖、果糖；双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖；多糖有淀粉、纤维素、果胶等。 16 直链淀粉分子中的糖苷键是α-1,4糖苷键；麦芽糖分子中的糖苷键是α-1,4糖苷键。 二、选择题 1 根据化学结构和化学性质，碳水化合物是属于一类（B）的化合物。 （A）多羟基酸（B）多羟基醛或酮（C）多羟基醚（D）多羧基醛或酮 2 糖苷的溶解性能与（B）有很大关系。 （A）苷键（B）配体（C）单糖（D）多糖 3 一次摄入大量苦杏仁易引起中毒，是由于苦杏仁苷在体内彻底水解产生（B）导致中毒。 （A）D－葡萄糖（B）氢氰酸（C）苯甲醛（D）硫氰酸 4 碳水化合物在非酶褐变过程中除了产生深颜色（C）色素外，还产生了多种挥发性物质。 （A）黑色（B）褐色（C）类黑精（D）类褐精 5 糖醇的甜度除了（A）的甜度和蔗糖相近外，其他糖醇的甜度均比蔗糖低。

第十三章 碳水化合物

第十三章 碳水化合物 1.写出D-核糖与下列试剂的反应式： （1）CH 3OH(干燥HCl) （2）苯肼 （3）溴水 （4）稀HNO 3 （5）HIO 4 （6）苯甲酰氯、吡啶 （7）NaBH 4 2.（1）写出下列各六碳糖的呋喃环式及链式异构体的互变平衡体系： ①甘露糖 ②半乳糖 （2）写出下列各五碳糖的呋喃环式及链式异构体的互变平衡体系： ①核糖 ②脱氧核糖 3.用简单化学方法鉴别下列各组化合物： （1）葡萄糖和蔗糖 （2）葡萄糖和果糖 （3）麦芽糖、淀粉和纤维素 （4）D-葡萄糖和D-葡萄糖苷 O HOH 2C H H HO H OH H OCH 3和 O HOH 2C H H HO H H H OCH 3(5) 4.在下列二糖中，哪一部分是成苷的，提出苷键的类型（α或β型）： O CH 2OH H H HO OH H H OH H O O CH 2OH H H HO OH H OH H OH O CH 2OH H HO H OH H H OH O H CH 2 O H H HO OH H H OH OH H 5.完成下列反应： D-甘油醛 (CH 3)2CO ? CH 2CHMgCl ? O 3 ? (1) D-葡萄糖CH 3NO 2? H 2SO 4 ? H 2/Ni ? (2) 6.画出D-吡喃半乳糖α和β型的构象，说明哪种构象比较稳定？ 7.HIO 4在1，2-键上氧化α-吡喃葡萄糖比氧化β-吡喃葡萄糖快，说明理由。 8.完成反应式，并加以评论。 CH 2OH HO H H OH CH 2OH H OH CO HO H H O CH 2OH H OH CHPh 4 ? H + ? 9.分别把D-葡萄糖的C 2、C 3、C 4进行差向异构化可得到什么糖？ 10. 以丁醛为原料合成D-核糖，应该选择哪一个丁醛糖？并简要写出其合成步骤。

第十八章碳水化合物

第十六章碳水化合物 ●教学基本要求： 1、掌握重要单糖的结构和性质； 2、掌握重要双糖的结构和性质； 3、了解重要多糖的结构和性质。 ●教学重点： 重要单糖的结构和性质；重要双糖的结构和性质。 ●教学难点： 重要单糖的结构和性质；重要双糖的结构和性质。 ●教学时数： ●教学方法与手段： 1、讲授与练习相结合； 2、传统教学方法与与现代教学手段相结合； 3、启发式教学。 ●教学内容 碳水化合物也称糖类化合物，是自然界存在最广泛的一类有机物。它们是动、植物体的重要成分，又是人和动物的主要食物来源。绿色植物光合作用的主要产物就是碳水化合物，在植物中的含量可达干重的80%，植物种子中的淀粉，根茎、叶中的纤维素，甘蔗和甜菜根部所含的蔗糖，水果中的葡萄糖和果糖都是碳水化合物。动物的肝脏和肌肉内的糖元，血液中的血糖，软骨和结缔组织中的粘多糖也是碳水化合物。 碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成。人们最初发现这类化合物，除碳原子外，氢与氧原子数目之比与水相同，可用通式C m(H2O)n表示，形式上像碳和水的化合物，故称碳水化合物。如葡萄糖、果糖等的分子式为C6H12O6，蔗糖的分子式为C12H22O11等。但后来发现，有些有机物在结构和性质上与碳水化合物十分相似，但组成不符合C m(H2O)n的通式，如鼠李糖(C6H12O5)，脱氧核糖(C5H10O4)等；而有些化合物如乙酸(C2H4O2)，乳酸(C3H6O3)等，分子组成虽然符合上述通式，但其结构和性质与碳水化合物相差甚远。可见碳水化合物这一名称是不确切的，但因历史沿用己久，故至今仍在使用。 从分子结构的特点来看，碳水化合物是一类多羟基醛或多羟基酮。 碳水化合物按其水解情况不同，可分为三类： 1．单糖：不能水解的多羟基醛或多羟基酮。是最简单的碳水化合物，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、山梨糖等。 2．低聚糖：也称为寡糖，能水解产生2～10个单糖分子的化合物。根据水解后生成的单糖数目，又可分为二糖、三糖、四糖等。其中最重要的是二糖，如蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖等。 3．多糖：也称为高聚糖，水解产生10个以上单糖分子的化合物。如淀粉、纤维素、糖元等。 第一节单糖

29第一节碳水化合物的分类

第一节碳水化合物的分类 表1-5-1 碳水化合物分类 注：引自FAO／WHO 1998 一、糖 包括单糖、双糖和糖醇。 (一)单糖 单糖是最简单的糖，通常条件下不能再被直接水解为分子更小的糖。具有醛基或酮基。有醛基者称为醛糖，有酮基者称为酮糖。常见单糖有： 1.D 一葡萄糖即通常所说的葡萄糖，又名右旋糖。D-葡萄糖不仅是最常见的糖，也是世界上最丰富的有机物。在血液、脑脊液、淋巴液、水果、蜂蜜以及多种植物液中都以游离形式存在，是构成多种寡糖和多糖的基本单位。 2.D-半乳糖又名脑糖。此糖几乎全部以结合形式存在。它是乳糖、蜜二糖(melibiose)、水苏糖(stachyose)、棉子糖(raffinose)等的组成成分之一。某些植物多糖例如琼脂、阿拉 伯树胶、牧豆树树胶、落叶松树胶以及其他多种植物的树胶及粘浆液水解后都可得到D-半乳糖。 3.D-果糖又称左旋糖(1evulose)，它是一种己酮糖。D-果糖通常与蔗糖共存在于水果汁及蜂蜜中，苹果及番茄中含量亦较多。D-果糖是天然碳水化合物中甜味最高的糖。如以蔗糖甜度为100，D-果糖的相对甜度可达110。 (二)双糖 双糖是由两个相同或不相同的单糖分子上的羟基脱水生成的糖苷。自然界最常见的双糖是蔗糖及乳糖。此外还有麦芽糖、海藻糖、异麦芽糖、纤维二糖、壳二糖等。 1.蔗糖蔗糖(sucrose)俗称白糖、砂糖或红糖。它是由一分子D-葡萄糖的半缩醛羟基与一分子D-果糖的半缩醛羟基彼此缩合脱水而成。蔗糖几乎普遍存在于植物界的叶、花、根、茎、种子及果实中。在甘蔗、甜菜及槭树汁中含量尤为丰富。 2.乳糖乳糖(1actose)由一分子D-葡萄糖与一分子D-半乳糖以β1，4-糖苷键相连而成。乳糖只存在于各种哺乳动物的乳汁中，其浓度约为5％。人体消化液中乳糖酶可将乳糖水解为其相应的单糖。 3.麦芽糖麦芽糖(maltose)由二分子葡萄糖借α-l，4-糖苷键相连而成，大量存在于发 芽的谷粒，特别是麦芽中。麦芽糖是淀粉和糖原的结构成分。 (三)糖醇 糖醇是单糖的重要衍生物，常见有山梨醇、甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇等。 1.山梨醇和甘露醇二者互为同分异构体。山梨醇存在于许多植物的果实中，甘露醇在海