有关糖类生物化学论文.doc

生物化学综述 摘要： 单糖就是不能再水解的糖类，是构成各种二糖和多糖的分子的基本单位。按碳原子数目，单糖可分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。自然界的单糖主要是戊糖 和己糖。根据构造，单糖又可分为醛糖和酮糖。多羟 基醛称为醛糖，多羟基酮称为酮糖。例如，葡萄糖为己醛糖，果糖为己酮糖。单糖中最重要的与人们关系最密切的是葡萄糖等。常见的单糖还有果糖，半乳糖，核糖和脱氧核糖等。 关键词： 糖 单糖 物化性质 单糖衍生物 （一）单糖的结构 1.单糖的链状结构 确定链状结构的方法（葡萄糖）： a.与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。 b.与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。 c.用钠、汞剂作用，生成山梨醇。 最简单的单糖之一是甘油醛，它有两种立体异构形式，这两种立体异构体在旋光性上刚好相反，一种异构体使平面偏振光的偏振面沿顺时针方向偏转，称为右旋型异构体，或D型异构体。另一种异构体则使平面偏振不的编振机逆时针编转，称左旋异构体或L型异构体。 像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体，常用D，L表示。以甘油醛的两种光学异构体作对照，其他单糖的光学异构构与之比较而规定为D型或L型。 差向异构体：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的构型不同的非对映异构体，如D-等等糖与D-半乳糖。 链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方。 2.单糖的环状结构 在溶液中，含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构。 单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛。环化后，羰基C就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子，环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体，或异头体，分别称为?-型及?-型异头体。 环状结构一般用Havorth结构式表示： 用FisCher投影式表示环状结构很不方便。Haworth结构式比Fischer投影式更能正确反映糖分子中的键角和键长度。转化方法： ① 画一个五员或六员环 ② 从氧原子右侧的端基碳开始，画上半缩醛羟基，在Fischer投影式中右侧的居环下，左侧居环上。 构象式： Haworth结构式虽能正确反映糖的环状结构，但还是过于简单，构象式最能正确地反映糖的环状结构，它反映出了糖环的折叠形结构。 3.几种重要的单糖的链状结构和环状结构 (1) 丙糖：D-甘油醛 二羟丙酮 (2) 丁糖：D-赤鲜糖 D-赤鲜酮糖 (3) 戊糖：D-核糖 D-脱氧核糖 D-核酮糖 D-木糖 D-木酮糖 (4) 己糖：D-葡萄糖(?-型及?型) D-果糖 (5) 庚糖：D-景天庚酮糖 4.变旋现象 在溶液中，糖的链状结构和环状结构(?、?)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。 从乙醇水溶液中结晶出的D-glucose称为α-D-（+）Glucose（[α]20D=+113°），从吡啶溶液中结晶出的D-glucose称为β-D-（+）glucose（[α]20D=+18.7°）。将?-D-(+)葡萄糖与?-D-(+)葡萄糖分别溶于水中，放置一段时间后，其旋光率都逐渐转变为+52.7?C。原因就是葡萄糖的不同结构形式相互转变，最后，各种结构形式达到一定的平衡，其中?型占36%，?型占63%，链式占1%。 5.构型与构象 构型：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的较定的立体结构，如D-甘油醛与 L-甘油醛，D-葡萄糖和L葡萄糖是链状葡萄糖的两种构型，?-D-葡萄糖和?-D-葡萄糖是环状葡萄糖的两种构型。 一般情况下，构型都比较稳定，一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子(基团)间的重排和新共价键的重新形成。 构象：由于分子中的某个原子(基团)绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式，不同的构象之间可以相互转变，在各种构象形式中，势能最低、最稳定的构象是优势对象。 6.构型与旋光性 旋光性是分子中具有不对称结构的物质的一种物理性质。显然，构型不同旋光性就不同。 但构型是人为规定的，旋光性是实验测出的。因此，构型与旋光性之间没有必然的对应规律，每一种物质的旋光性只能通过实验来确定。 （二）单糖的物理化学性质 1.物理性质 旋光性：是鉴定糖的一个重要指标 甜度：以蔗糖的甜度为标准 溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂 2.化学性质 （1）变旋 在溶液中，糖的链状结构和环状结构(?、?)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。三者间的比例因糖种类而异。 只有链状结构才具有下述的氧化还原反应。 （2）糖醛反应(与酸的反应) ①Molish反应 Molish反应可以鉴定单糖的存在。 ②Seliwannoff反应 据此区分酮糖与醛糖。还可利用溴水区