第二节糖类

第二节糖类

糖类来源: 绿色植物光合作用的产物组成: 由 C、H、O 元素组成为什么又把糖叫做碳水化合物

从前曾把糖类叫做碳水化合物，理由是当时发现它们的组成符合通式Cn(H2O)m从前曾把糖类叫做碳水化合物，理由是当时发现它们的组成符合通式Cn(H2O)m 可糖类中的氢原子和氧原子的个数比并不都是2:1，也并不以水分子的形式存在如鼠李糖 C6H12O5 而有些符合Cn(H2O)m通式的物质也不是碳水化合物如甲醛 CH2O , 乙酸 C2H4O2 等

不科学的 随着科学的发展，现在发现碳水化合物的名称没有正确反映糖类的组成和结构特征，所以碳水化合物这个名称虽依然沿用，但已失去原来的意义。因此将糖类称为碳水化合物是

实验发现，糖类物质均有很多羟基—OH，但不一定有甜味。如何定义糖类？实验发现，糖类物质均有很多羟基—OH，但不一定有甜味。如何定义糖类？ • 糖类的定义—— 多羟基醛或多羟基酮，或者它们的脱水缩合物。糖的分类： • ①单糖：葡萄糖、果糖、核糖等； • ②低聚糖（二糖等）：蔗糖、麦芽糖等； • ③多糖（天然高分子化合物）：淀粉、纤维素等。以水解状况进行分类

低聚糖 缩合缩合水解水解单糖缩聚多糖水解分类及相互转化（2~10）（ >10）

一、葡萄糖和果糖 1．葡萄糖C6H12O6 • 存在 • 物理性质 • 葡萄糖的结构与化学性质请用常用的仪器和药品设计实验，确定葡萄糖的可能结构。

葡萄糖的结构 实验设计 [实验1] 在洁净的试管中配制 2 mL银氨溶液，加入1 mL 10%葡萄糖溶液，震荡，热水浴里加热。 [实验2] 在试管中加入2 mL新制Cu(OH)2悬浊液，再加入2 mL 10%葡萄糖溶液，震荡，加热。

葡萄糖的结构 实验分析 [实验1] 现象：产生银镜说明：分子中含有醛基 [实验2] 现象：溶液变成绛兰色砖红色沉淀说明：分子中含有醛基多元醇的性质

葡萄糖的结构 实验事实 ⑴ 葡萄糖的相对分子质量为180，其中含碳40%，氢6．7%，其余是氧。 ⑵ 1 mol 葡萄糖最多可以和 5 mol 醋酸发生酯化（提示：同一个C原子上连接2个羟基不稳定） ⑶ 现代物理方法测定得知：葡萄糖分子中的碳原子最多与两个碳原子相连。

H H H O H O H C C C C C C H 2 O H O H O H O H H CH2 OH(CHOH)4 CHO

葡萄糖的结构 分子式：属于多羟基醛 C6H12O6 结构简式： CH2OH —(CHOH )4—CHO

葡萄糖的重要化学性质： 1.具有醛（—CHO）的性质：可氧化成酸，还原成醇。 A、被弱氧化剂氢氧化铜和银氨溶液氧化成葡萄糖酸 CH2OH（CHOH）4CHO＋2[Ag(NH3)2]OH →2Ag↓＋ CH2OH（CHOH）4COONH4＋3NH3＋H2O CH2OH（CHOH）4CHO＋2Cu(OH)2 →Cu2O↓＋ CH2OH（CHOH）4COOH＋2H2O

B、加成反应（还原反应） Ni CH2OH(CHOH)4CHO ＋ H2 △ 己六醇 CH2OH(CHOH)4CH2OH 2．生理氧化反应 C6H12O6(s) + 6O2(g) →6CO2(g)+ 6H2O(l) 3．发酵生成酒精酒化酶 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 ………………

葡萄糖的化学性质 1、银镜反应工业用以制镜 2、与新制Cu(OH)2悬浊液反应医学用于检验尿糖 3、酯化反应 4、加氢还原 5、氧化反应生命活动所需能量的来源

生活中——糖果 工业上——制镜医药上——迅速补充营养葡萄糖四、葡萄糖的用途

2．果糖(C6H12O6) • 存在 • 物理性质 • 果糖的结构与化学性质

H H O H H C O H C C C C C H 2 2 O O H O H H O H CH2 OH(CHOH)3COCH2OH

多羟基酮 葡萄糖的同分异构体 CH2OH（CHOH）3CO CH2OH 果糖具有还原性吗？——科学探究果糖也是还原性糖，能发生银镜反应和斐林反应

二、蔗糖和麦芽糖 （二糖，C12H22O11） • 存在 • 物理性质 • 蔗糖、麦芽糖的关系：同分异构体

蔗糖、麦芽糖化学性质探究 1．作为二糖，它们应该可以水解为单糖，用什么试剂检验水解产物单糖的存在？ 2．两者水解实验的催化剂？检验水解产物之前必须先进行何种操作？目的何在？ 3．水解实验将采取什么加热方式？ 4．蔗糖、麦芽糖本身会不会像单糖那样具还原性呢？或者说，能否发生银镜反应和斐林反应呢？如何用实验解决问题？

实验： • 蔗糖/麦芽糖（半药匙）＋3mL水＋3滴稀硫酸 →水浴煮沸2min → 取出1mL，以氢氧化钠溶液中和到碱性 → 加入新制的氢氧化铜，加热。现象？ • C12H22O11（蔗）＋H2O → C6H12O6（葡）＋ C6H12O6 （果） • C12H22O11（麦）＋H2O → 2C6H12O6（葡）

实验： • 蔗糖/麦芽糖（半药匙）＋3mL水→ 加入新制的氢氧化铜，加热。现象？麦芽糖砖红色沉淀蔗糖无砖红色沉淀

麦芽糖 蔗糖 1．组成相同，同分异构体 2．都属于二糖 3．水解产物都能发生银镜、斐林反应 4．都有甜味相似点官能团含－CHO 不含－CHO 化学性质不同点水解水解、银镜、斐林水解产物 2分子葡萄糖葡萄糖＋果糖主要由淀粉的水解而来来源甘蔗、甜菜

三、淀粉与纤维素 【多糖（C6H10O5）n】问题： 1、淀粉、纤维素分子式均为（C6H10O5）n，是同分异构体吗？ 2、多糖一般为天然高分子化合物，淀粉、纤维素均为纯净物吗？天然高分子化合物，各自的n值不同，不是同分异构体

1、淀粉 • 存在 • 物理性质白色、无气味、无味道的粉末状物质。不溶于冷水, 在热水中能膨胀, 部分溶于热水, 部分糊化 • 淀粉的化学性质请通过如下实验探讨淀粉的化学性质。

试管1：淀粉稀硫酸加热水解液 NaOH 中和液 碘水不变蓝试管2：淀粉蒸馏水淀粉溶液碘水变蓝试管3：中和液银氨溶液加热有银镜出现试管4：淀粉溶液银氨溶液加热无银镜出现

淀粉的化学性质： • ①淀粉＋I2 → 蓝色（用于检验淀粉或I2的存在） • ②淀粉是非还原性糖，不与新制氢氧化铜和银氨溶液反应； • ③水解：（C6H10O5）n（淀粉）＋nH2O nC6H12O6（葡） △水解 H＋

思考:1、利用淀粉制葡萄糖，除了用酸作催 化剂外是否可以用酶？思考2、如何检验淀粉尚未水解？用银氨溶液生成银镜或用新制的氢氧化铜反应生成红色沉淀思考3、如何检验淀粉部分水解？用银氨溶液生成银镜，用碘水显蓝色思考4、如何检验淀粉已经完全水解？用碘水——是不显蓝色

淀粉的用途： • 制葡萄糖、酒精（酿酒） • (C6H10O5)n（淀粉） • C6H12O6 水解酒化酶 C2H5OH（酒精）（葡）以淀粉酿酒时，淀粉与酒精的质量关系如何？

2、纤维素 • 存在纤维素存在于一切植物中。是构成植物细胞壁的基础物质。其中：棉花含纤维素92％~95％；　　　　亚麻含纤维素约80％；　　　　木材含纤维素约50％。 • 物理性质白色、无气味、无味道的具有纤维结构的物质。不溶于水, 也不溶于有机溶剂. • 纤维素的结构与化学性质

OH （C6H7O2） OH OH n • 纤维素的结构与化学性质 • 结构 “C6H10O5”称为单糖单元，纤维素的“C6H10O5”又称为葡萄糖单元。每个单糖单元含有3个—OH，故纤维素可写成因此，能显示出醇的性质。发生酯化反应，生成酯。

O—NO2 O—NO2 （C6H7O2） O—NO2 n OH （C6H7O2） OH OH n 纤维素的酯化反应＋ 3n HO—NO2 浓硫酸＋ 3nH2O 纤维素硝酸酯俗称：（硝酸纤维）

n OH （C6H7O2） OH OH n ＋ 3n HO—OCCH3 O—OCCH3 浓硫酸＋ O—OCCH3 3nH2O （C6H7O2） O—OCCH3 纤维素醋酸酯俗称：（醋酸纤维）

3．纤维素的化学性质 • ①非还原性糖：无—CHO不显还原性 • ②可发生水解，但比淀粉水解困难，用90%的浓硫酸作催化剂催化剂 △ (C6H10H5)n + nH2O nC6H12O6（葡萄糖） ③酯化反应

5．纤维素的用途（6个方面） 1. 制造纤维素硝酸酯（硝酸纤维）。根据含N 量分为火棉（含N量较高，用于制造无烟火药）、胶棉（含N量较低，用于制赛璐珞和喷漆） 2. 制造纤维素乙酸酯（醋酸纤维），不易着火，用于制胶片 3. 制造黏胶纤维（NaOH、CS2处理后所得，其中的长纤维称人造丝，短纤维称人造棉）

4. 棉麻纤维大量用于纺织工业 法国棉麻麻布纯棉上衣 5. 木材、稻草、麦秸、蔗渣等用于造纸 6. 食物中的纤维素有利于人的消化。

淀粉、纤维素的结构和物理性质比较 淀粉纤维素通式（C6H10O5）n （C6H10O5）n n值由几百～几千几千个葡萄糖单元葡萄糖单元结构相对分子量十几万→几十万几十万→几百万 1不是同分异构体 2不是同系物 3均属天然高分子化合物相互关系白色无气味无味道白色无气味无味道不溶于冷水，热水糊化不溶于水也不溶于一般有机溶剂物理性质

淀粉、纤维素的化学性质比较 1遇碘单质呈蓝色 2无还原性 3能水解成葡萄糖食用制葡萄糖和酒精无醛基无醛基每个单元中有三个羟基 1无还原性 2能水解成葡萄糖（比淀粉难） 3酯化反应制硝酸纤维醋酸纤维粘胶纤维造纸

小结： C6H12O6 C12H22O11 单糖二糖 √ √ √ × 是是否是否是淀粉水解淀粉水解

糖类的相互转化： (C6H10O5)n 缩合水解水解发酵 C6H12O6 C12H22O11 C2H5OH + CO2 缩合氧化光合 CO2 + H2O

科学视野——分子的手性 • 不对称碳原子——手性碳原子 ﹡ 连有四个各不相同基团的碳原子称为手性碳原子（或手性中心）用C*表示

手性分子与应用 凡是含有一个手性碳原子的有机化合物分子都具有手性，是手性分子。 ﹡

科学视野——玉米及玉米核的综合利用

甲壳素(Chitin)又名甲壳质、壳多糖、壳蛋白，是法国科学家布拉克诺(Braconno)1811年从虾蟹壳中发现的一种有用的物质。近代国内外科学家又从虾、蟹、蛹及菌类、藻类的细胞中提炼出这种宝贵的天然生物高聚物。甲壳素在大自然中每年生物合成量高达数千亿吨，是一种取之不尽、用之不竭、用途广泛的再生资源。甲壳素的用途之一是作为辅助性治疗药剂及功能性保健品的添加剂。有关专家认为，甲壳素是继蛋白质、脂肪、糖、维生素和微量元素外维持人体生命的第六要素。甲壳素对人体各种生理代谢具有广泛调节作用，可强化人体免疫功能，对甲亢、更年期综合症、各种妇科疾病、肝炎、肾炎、内分泌失调等有一定辅助治疗效果，并能减轻放疗、化疗后的副作用。用甲壳素配以其他药物可制成免疫促进剂、抗肿瘤剂、药物缓释剂、降胆固醇剂、凝血剂、合成生化剂及各种保健品添加剂等。甲壳素还可应用于纺织、印染、化工、造纸、食品、化妆品、农业、环保、塑料等领域。例如用甲壳素和淀粉等原料制成的薄膜，具有强度高、可天然降解的特点，是替代目前大量使用的塑料薄膜的环保型产品。甲壳素的开发利用在我国前景广阔。 • 科学视野—— 甲壳质

资料卡片 糖的相对甜度

资料卡片 • 膳食纤维又称为纤维素、食物纤维等，原归类于碳水化合物，属于不能被人体消化吸收的多糖类物质。以前人们认为粗杂粮和蔬菜等食物中的纤维素不具有营养意义，唯一的作用似乎仅是通便而已。现代研究表明，膳食纤维对人体健康有着相当重要的作用，从而把它碳水化合物中划出，被称为第7营养素。膳食纤维主要具有以下8个营养功能：（1）膳食纤维可通过延长口腔咀嚼增强了牙齿的咀嚼功能，从而促进牙齿发育健全，减缓成人牙齿功能退化。（2）膳食纤维可以增加口腔咀嚼食物的时间，从而促进肠道消化酶分泌，骨利于食物的消化。（3）促进结肠功能，预防结肠癌，结肠癌是由于某种刺激或毒物如亚硝胺及酚、氨等作用而引起的。这些有毒物质在结肠内停留时间过长，就会对肠壁发生毒害作用。膳食纤维以其较强的吸水性，增大了粪便的体积，并能缩短粪便在结肠中的停留时间。粪便体积大还能稀释毒物，降低致癌因子的浓度，从而有助于预防结肠癌。（4）防治便秘膳食纤维以其吸水性强，使粪便体积增大，同时使粪便软化。因而可以防治习惯性便秘以及相应的一些疾病。由此说明，膳食纤维可以说是一位名符其实的肠道内"清洁工"。（5）预防胆结石形成大部分胆石是由于胆汁内胆固醇量过多所致，而膳食纤维能增加肠道中胆固醇的排泄，降低胆汁和血清胆固醇的浓度。从而使胆石症的患病率随之减少。（6）预防乳房癌现代医学研究表明，在膳食纤维摄入量较多的人群，乳房癌的发病率显著减少。（7）治疗糖尿病糖尿病是一常见的内分泌代谢病，由体内胰岛素相对或绝对不足所致。膳食纤维在维持血糖平衡方面起很重要作用，增加食物中纤维的含量可有效降低餐后积压糖的浓度。（8）控制体重，防止肥胖纤维膳食可胃内容物容积使产生饱腹感，以控制蛋白质、脂肪、碳水化合物三大产热营养素的摄入理，从而起到控制体重，防止肥胖的作用。

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