單糖構(gòu)型的判斷和標(biāo)記方法.pdf

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1、2005年4月石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)Apr.2005第17卷第2期JournalofShijiazhuangVocationalTechnologyInstituteVol.17No.2文章編號(hào):1009-4873(2005)02-0065-03單糖構(gòu)型的判斷和標(biāo)記方法李瑞珍,丁穎(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系,河北石家莊050081)摘要:糖類(lèi)結(jié)構(gòu)的基本單元是單糖,介紹了單糖開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)的D,L構(gòu)型、氧環(huán)式結(jié)構(gòu)的直鏈型D,L構(gòu)型、氧環(huán)式結(jié)構(gòu)的哈武斯式D,L構(gòu)型的判斷和標(biāo)記方法.關(guān)鍵詞:開(kāi)鏈結(jié)構(gòu);氧環(huán)式結(jié)構(gòu);哈武斯式;構(gòu)象式;投影式;透視式;D,L構(gòu)型;α,β構(gòu)型+中圖分類(lèi)號(hào):

2、G642.4;G629.112文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A糖類(lèi)化合物是自然界中分布最廣的一類(lèi)有機(jī)化合物,糖類(lèi)與人類(lèi)和動(dòng)植物的生命活動(dòng)息息相關(guān).所以,正確認(rèn)識(shí)糖類(lèi)的性質(zhì),充分、合理地利用糖類(lèi)具有重要意義.為此,認(rèn)知它們的結(jié)構(gòu)是十分重要的.糖類(lèi)結(jié)構(gòu)的基本單元是單糖.單糖結(jié)構(gòu)的一般化學(xué)鍵、官能團(tuán)是容易理解和掌握的.但是,單糖中醛糖從丙醛糖開(kāi)始,酮糖從丁酮糖開(kāi)始,分子中都有了手性碳原子,即它們都開(kāi)始有了光學(xué)異構(gòu)其他單糖的開(kāi)鏈費(fèi)歇爾投影式的D,L構(gòu)型同體,因此在認(rèn)識(shí)它們的結(jié)構(gòu)時(shí)就必須確定它們的立樣是以距羰基最遠(yuǎn)的手性C上的羥基位于碳鏈右體構(gòu)型.筆者以單糖為主討論如何進(jìn)行構(gòu)型的判斷側(cè)與D-(+)

3、-甘油醛相同而確定為D型,距羰基和標(biāo)記.最遠(yuǎn)的C上的羥基位于碳鏈左側(cè)與L-(-)-甘油1開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)的D,L構(gòu)型醛相同而確定為L(zhǎng)型.例如:單糖開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)的費(fèi)歇爾投影式D,L構(gòu)型的判斷是以D-甘油醛和L-甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)的.如下:CH2OHCH2OHCOCOCHOCHOHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHD-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛L-(+)-果糖D-(-)-果糖2氧環(huán)式結(jié)構(gòu)的直鏈型D,L構(gòu)型在19世紀(jì)化學(xué)家主觀上先確定天然葡萄糖是單糖的開(kāi)鏈費(fèi)歇爾投影式的D,L構(gòu)型是比較D-構(gòu)型的,然后確定距葡萄糖醛基最遠(yuǎn)的手性C,容易判

4、斷的.由于糖分子中羰基和多個(gè)羥基的存在,C5上的羥基位于碳鏈右側(cè)與D-(+)-甘油醛相糖類(lèi)化合物主要是以半縮醛或半縮酮的形式存在的同,則它的對(duì)映異構(gòu)體就是L-構(gòu)型的葡萄糖.例[1](只要能形成5元或6元環(huán)).葡萄糖、果糖都有如:收稿日期:20050111作者簡(jiǎn)介:李瑞珍(1962),女,河北欒城人,石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授.66石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)第17卷δ-氧環(huán)式結(jié)構(gòu)(δ-碳即C5).環(huán)式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物如果還只從D,L構(gòu)型區(qū)分,則由D2.1直鏈型與開(kāi)鏈?zhǔn)街苯颖容^識(shí)別C5原來(lái)的構(gòu)型-葡萄糖就可生成兩個(gè)仍是D-構(gòu)型但苷原子構(gòu)型Ⅰ和Ⅱ是D-葡萄糖,Ⅲ和Ⅳ是D-果糖.不同的新光

5、學(xué)異構(gòu)體,為區(qū)分二者又分為α-型和βHOHHOH-型.判斷方法是:苷羥基與決定構(gòu)型的C5上的羥＊＊CC基在碳鏈同側(cè)的為α-型,在碳鏈異側(cè)的為β-型.HOHHOH2.1中的Ⅰ是α-D-葡萄糖,Ⅱ是β-D-葡萄糖.HOHOHOHO3氧環(huán)式結(jié)構(gòu)的哈武斯式D,L構(gòu)型HOHHOH用直鏈型表示一個(gè)環(huán)狀化合物,不能反映出各HH個(gè)基團(tuán)的相對(duì)空間位置.為了更清楚地反映糖的氧CH2OHCH2OH環(huán)式結(jié)構(gòu),哈武斯透視式是最直觀的表示方法.[2]ⅠⅡ3.1開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)葡萄糖改成哈武斯式的步驟HOCH2OHHOCH2OH(1)將碳鏈?zhǔn)锥讼蛴业瓜路懦伤?使原手性碳＊＊上的基團(tuán)處于左上右下的位置.CC

6、1CHOHOHHOH2HOHOO3HHOHHHOHHOHHOH6154324≡CH2CHOHHHOHH5OHOHOHOHHOHCH2OHCH2OH6ⅢⅣCH2OH2.2α-型和β-型的判斷(2)將碳鏈尾端向上水平位置彎成六邊形.在葡萄糖、果糖氧環(huán)式結(jié)構(gòu)中,C5上的羥基與HHOHH羰基形成半縮醛或半縮酮時(shí),其他碳原子的構(gòu)型不6154322CH2OHCHO≡變,由于CO為平面結(jié)構(gòu)(羰基碳是SP雜化OHOHHOH碳),C5上的羥基可以從羰基平面的兩側(cè)分別進(jìn)攻結(jié)合,所以產(chǎn)物氧環(huán)式結(jié)構(gòu)就有兩種,或說(shuō)氧環(huán)式結(jié)構(gòu)中又有了一個(gè)新的手性碳原子(原來(lái)開(kāi)鏈?zhǔn)街械?3)以C4-C5為軸旋轉(zhuǎn)12

7、0°,使C5上的羥基與羰基碳),稱(chēng)為苷原子,它結(jié)合的羥基就叫苷羥基(羰醛基接近,然后縮合成環(huán)(因羥基在環(huán)平面的下面,它基與C5上的羥基縮合后產(chǎn)生的新羥基).這兩種氧必須旋轉(zhuǎn)到環(huán)平面上才易與C1成環(huán)).3.2哈武斯式的D,L構(gòu)型號(hào),編號(hào)最大的手性碳原子的羥甲基在環(huán)上面者為D哈武斯式判斷單糖構(gòu)型的方法是:在環(huán)中從開(kāi)鏈型,否則為L(zhǎng)型.若無(wú)羥甲基,則以編號(hào)最大的手性碳[3]結(jié)構(gòu)的C1開(kāi)始按順時(shí)針給環(huán)上碳原子由小到大編原子的氫原子來(lái)斷定.例如:第2期李瑞珍等:單糖構(gòu)型的判斷和標(biāo)記方法67Ⅰ是D-葡萄糖,Ⅱ是D-果糖,Ⅲ是D-木糖,Ⅳ是L-半乳糖.3