單糖的性質(zhì)解讀.ppt

《單糖的性質(zhì)解讀.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、18.2單糖的性質(zhì)單糖一般為無色晶體，極易溶解于水，大多數(shù)有甜味，有變旋光現(xiàn)象,天然的單糖都是D型的。單糖的化學(xué)性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。前面剛講過，在單糖的水溶液中，主要以氧環(huán)式存在，同時(shí)也有少量的開鏈?zhǔn)酱嬖?。因此，單糖中有醇羥基、苷羥基，又有醛基或酮羰基。所以單糖應(yīng)同時(shí)具有醇、半縮醛（酮）、以及醛酮的性質(zhì)。因此，單糖的性質(zhì)包括了醇和醛酮兩章的內(nèi)容。它具有羰基，能發(fā)生羰基的某些反應(yīng)。例如：氧化、還原、與HCN、NH2OH、苯肼等羰基試劑反應(yīng)。具有醇羥基，又能發(fā)生羥基的反應(yīng)，例如成醚、成酯等。一、氧化反應(yīng)在醛糖分子內(nèi)由于含有醛基，所以很容易被氧化，但氧化劑不同，產(chǎn)物也不同。氧化反應(yīng)1、

2、溴水氧化　溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化，可用于定性鑒別醛糖與酮糖。2、酶催化氧化　工業(yè)上制備葡萄糖酸和葡萄糖酸鈣是用酶催化氧化法，葡萄糖酸鈣可用于治療缺鈣病癥，如佝僂病、軟骨病等，也常用做兒童和老年食品添加劑。在羧酸一章我們學(xué)過，?，?－羥基酸能形成內(nèi)酯。而葡萄糖酸是一個(gè)多羥基酸，它在結(jié)晶時(shí)，也能形成內(nèi)酯。目前，應(yīng)用廣泛的是葡萄糖酸－?－內(nèi)酯，它是很好的豆腐凝固劑和良好的食品添加劑。氧化反應(yīng)3、濃HNO3氧化濃HNO3是強(qiáng)氧化劑，不但能氧化醛基，而且還能把C6上的羥甲基氧化，生成葡萄糖二酸。4、HIO4氧化在醇一章還學(xué)過，具有鄰二醇結(jié)構(gòu)的化合物可被HIO4氧化斷鍵。醛糖

3、是一個(gè)多羥基醛，因此，也能被HIO4氧化（反應(yīng)見前）。5、托倫斯試劑和費(fèi)林試劑氧化在醛酮一章我們還學(xué)過，托倫斯試劑和費(fèi)林試劑都是較溫和的氧化劑，只能氧化醛，不能氧化酮，常用于鑒別醛的存在。但是，比較特殊的是在糖中，無論是醛糖還是酮糖都能被托倫斯試劑和費(fèi)林試劑氧化，產(chǎn)生銀鏡和Cu2O沉淀。氧化反應(yīng)醛糖能被氧化好理解，因?yàn)樵谒芤褐杏虚_鏈?zhǔn)酱嬖?。酮糖為什么也能被氧化呢？因?yàn)橥鞘且粋€(gè)?－羥基酮，而托倫斯試劑和費(fèi)林試劑都是稀堿溶液。?－羥基酮在稀堿溶液中能夠發(fā)生酮式－烯醇式互變異構(gòu)，這種互變異構(gòu)的結(jié)果,使酮糖在稀堿溶液中變成了醛糖,然后才被氧化。在這里，順式烯醇式轉(zhuǎn)化的醛糖叫D－甘露糖，

4、它和D－葡萄糖是差向異構(gòu)體。氧化反應(yīng)由于互變異構(gòu)現(xiàn)象的存在，在單糖的稀堿溶液中，不僅存在著開鏈?zhǔn)脚c氧環(huán)式的互變異構(gòu)平衡，而且還存在著酮式－烯醇式互變異構(gòu)平衡。如：在D－葡萄糖的稀堿溶液中，除了有?－型和?－型D－葡萄糖（約含64%）外，還有31%變成了果糖，3%變成了甘露糖。綜上所述，無論是醛糖還是酮糖，所有的單糖都能被托倫斯試劑和費(fèi)林試劑氧化。在糖化學(xué)中，常把這種能還原托倫斯試劑或費(fèi)林試劑的糖叫做還原性糖（reducingsugar）,否則叫非還原糖(nonreducingsugar）。在碳水化合物中，所有的單糖和大多數(shù)低聚糖都是還原性糖，多聚糖和部分低聚糖是非還原性糖。二、還原

5、反應(yīng)單糖含有醛基或酮羰基，所以，可被催化加氫或用化學(xué)還原劑（如LiAlH4、NaBH4、Na-Hg/H2O等）還原。這里要提醒注意：Na-Hg/H2O是把醛糖或酮糖還原成糖醇的條件，而Zn-Hg/HCl則是把羰基還原成亞甲基，注意條件的差異和產(chǎn)物的不同。還原反應(yīng)由于葡萄糖醇還可以由L－山梨糖還原制得，故葡萄糖醇又叫山梨糖醇。山梨糖醇和甘露糖醇都具有涼爽、清甜的感覺，故常用于牙膏、煙草和食品添加劑。山梨糖醇還可用于表面活性劑的制備。三、成脎反應(yīng)在醛酮一章學(xué)過，醛酮可以和苯肼作用生成腙。同樣，單糖也能和苯肼作用生成腙，但不同的是，醛酮生成的腙多為晶體，不溶于水，而單糖生成的腙則溶于水。

6、可是，如果讓單糖與過量的苯肼作用，單糖與一分子苯肼作用生成腙后，還可再與兩分子苯肼作用，生成不溶于水的黃色晶體，叫做“糖脎”，簡(jiǎn)稱為“脎”。在第二步反應(yīng)中，兩分子苯肼的作用是不同的，一分子苯肼作用氧化劑，把?－羥基氧化成酮羰基，本身被還原為苯胺；另一分子苯肼才用于縮合。成脎反應(yīng)酮糖也能與3分子的苯肼作用生成脎?？梢钥闯?，成脎反應(yīng)只發(fā)生在C1、C2上，其它C原子不發(fā)生反應(yīng)，其構(gòu)型也不受影響。因此，如果只是C1、C2的構(gòu)型不同，其它C原子構(gòu)型都相同的糖，將會(huì)生成相同的脎。如D－葡萄糖、D－果糖、D－甘露糖三者都會(huì)生成相同的脎。糖脎和醛酮中的苯腙類似，都是有固定熔點(diǎn)的晶體，可用于糖的定性

7、鑒定。菲舍爾最初就是利用成脎反應(yīng)測(cè)定單糖的結(jié)構(gòu)。四、成苷反應(yīng)這個(gè)性質(zhì)在前面已經(jīng)講過，單糖的氧環(huán)式是半縮醛或半縮酮，可以再與一分子醇反應(yīng)生成縮醛或縮酮，如：在糖化學(xué)中，這種苷羥基與其它物質(zhì)發(fā)生縮合后生成的縮醛叫“糖苷”或“糖甙”。糖苷的性質(zhì)和縮醛一樣，對(duì)堿、氧化劑、還原劑都穩(wěn)定。所以糖苷不能被托倫斯試劑和費(fèi)林試劑氧化，也不能與苯肼作用成脎。因此，糖苷是非還原性糖。正因?yàn)樘擒盏倪@種特殊的穩(wěn)定性，糖苷才廣泛存在于自然界中，如淀粉、纖維素等都是單糖之間以苷鍵相連，而穩(wěn)定存在。