成复合糖存在。 精类物质的主生物学作用是通过氧化面放出大景的能，以满足生命话动的要淀 粉、特原是重要生物能源，它也能转化为生命必篇韵其它物质，如蛋白质斜脂关物质。纤维素 是植物的结构梢。 第-一节单糖 单糖的种类很多，其中以葡萄糖（游离的，结合形式的）数量最多，东门处界分荷亦广。单 糖的结构及性质虽各有异，们相同之处也不少。简萄带结构及性质有代表性。现以猫萄糖为 例来闲述单糖的分子结构。 葡萄槽可以游离存在于水果、谷类、蔬莱和血液中，也可以结合形式存在于发芽韩、嵌棉、 淀粉、糖原、纤维素及其他葡萄糖衍生物中。 一、萄糖的分子结构 (一)葡萄德的化学组成刘链状结构 纯净的葡萄糖，其元素组成是C,和O,三者所占的比例是 C40%6.7%0,.3g 根据三著的比属，可甘验式为C耳O)图诚点强托量治点升流去叫得甘分子景为 180,从而断定葡萄糖分子式为： (C且O)。耶CH.O 搞清了葡猫挎的化学组成和分子式，就镭要进-一步了解各元常之间是按什么方式结合的？ 即其结构式是什么？大景科学实羚为解决这个问题提供了根据。 1.荷萄懒能和费林氏(Fohting试剂或其他醛试剂反应，证时猫萄糖分子會有留共。 2.葡萄糖能和乙酸酐结合，并产生具有五个乙酥华的術生物，证明葡旋鹅分子含有五个 羟其。 3.葡萄糖经钠汞齐作用，被还原成一种具有六个的山梨路：市山梨是由大个碳原 子构成的直链醉，证明了葡萄糖的水个碳咏了是连成一条置缝的。 由此可知葡萄精的链状结构式是： H-C-OH 0-0-且 -0-0g cH.0日 上述结构式可以简化。-”表示碳链及不对称原子上羟林的位.“△”表示醛装，即 一C阻Q,“一”表示羟基“-一0H”,0表示第一醇基，坪“C阳，0H”,则葡萄结构可简化为：
物镂 与葡萄糖同属己糖的甘露潮和半乳的结构分别为： 甘糖 半乳 葡萄糖、甘露镜(mannose)和半乳糖都含六个碳原子，五个：-0H和一个-CH0,它们都有四 个不对称碳原子(),但它们分子中基团的排列有所不同，因而它们彼此也就不同。 上述三种己醛带中，葡萄糖与甘露塘，葡萄糖与半乳薇，两两之间，除一个不对称碳原子 (它们分别是C5和0：及O江位置)有所不同外，其余策构部分完全相时，这种仅一个不对称 碳原子构型不同，两镜象非对获体异构物称为差向异构体(epimer网。 A球情模型及共荷化形式 C适视式 个 图1-1不对称碳原子()
(仁)葡萄德的构枣 构型(oo0 fguratio加).是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，而使该分 子所具有的特定的立体化学形式。当某一物质由一种构型转变为另一种构型时，要求共价键 的断裂和重新形成。 ,不对称碳原子是连接四个不同原子或基团的碳原子。它有下列表示方式（图1-1）： 棒模型表现出A,B心、（不对称碳原子）和D闻的空间排布。 连接到0：上的四个不同原子和基团投影到一个平面上：水平键被视为垂直放置在纸平面 之前，而垂直键测在纸平面之后。这种相互关系在透视式中可看得更清楚。其中虚线指延伸 在纸平面之后的键，而变形楚处于纸平面之前。 现以具有一个不对称碳原的子最简单的单糖一一甘油醛为例（图1-2）： CHO CHO 投形式 H-C二OH H0-0H CH.OH CH,OH 透视式 H 能象对映体图1-1是以不同方式表示两荧位说类似但并不等同的物质的结构函象。只 要将它们重叠起米即可证明它们并非等同，而是互为镜象，不能重叠。这两类化合物称为一对 对映体”(ntipode):其两种构型，一个为D-型，一个为L-型， 旋光异构现象和旋光麦当光波通过尼克楼饶(pism)时，由于棱镜的结构通过的 只是沿某一平面振动的光波，其他都被途断，这种光称为“平面偏振光”。当它通过具有旋光性 质的某异构物溶液时，则偏损面会向右（顺时针方向）或向左（反时针方向）旋转。使第振光振 劲面右旋的称右旋光性物质，而使俯振光振动面左旋的称左旋光性物质。 旋光度是旋光性物质的一种物理性质。它和英他物理性质一样，在一定的条件下是一个 常数。为了能使各种旋光性物质的旋光度均为常数，必贺把彩响它们旋光度的因素，如退度、 浓度、光的波长、旋光管的长度等加以固定，·旋光度(》的表示法带用旋光率8 pecifio rotstion)[a]bo [j]5-5x100 式中：工是管的长度，以厘米表示，0代表浓度，即在10ml1淬液中所含溶质的克激：a品是在的 光灯(D线，1,89.6与89.0nm)为光源，温度为色，管长为乙，浓度为0时所测件的旋光度。 在旋光率数值前加“+”和“-”分别表示右旋和左旋。 一个碳原子和网个不同的原子或整团相连时：形成两种不同的空间排布，构我两类不同的 构型。单糖的构型是以甘油醛为整准进行比较而确定的（图1-2）。 ·13
正如前述，能使平面偏振光右旋和左旋的甘油醛分别规定为D-型和I一型。在其投影结 构式中，OH写在不对称碳原子的右边稍左边分别称为D-型和L型。 葡萄糖和果精的空间构型是以其不对称碳原子C:上的一OH在空闻的排布与甘油醛的 不对称碳原子上的一OH在空间的排布相比较而确定的 CHO CH,O H HO-C-H 0 H-C-OH CHO H一 H一一OH H-0H H-0H CH.OH CH.OH CHOH D(+)一整超精 D(+)-甘油蓝 0 L(一)-葡南糖1一)-甘油醛L以一)一果糖 D.工基指构型，“+”、“_”指旋光方向。D与“+”，L与“一”并无必然联系。D-葡萄糖和 D-果糖旋光方向分别为“+”和“一”，而工一葡梅糖与L一果精旋光方向却均为一”。构型与旋 光方向是两种概念。 (三)葡萄精的环状结构 前已迁明葡尊糖的链状结构，随后，发现葡萄的某些物理、化学性质不能用绮的链状结 构来解释：从而提出葡萄糖存在环状结构的可能。 葡萄糖不有某些典型类特性，如 1.缺少Schf化反应，即不能使被H,S03源白了的品红量现红色。 2.醛类能与NHS0,起加成反应，而葡萄不能。 从而怀疑典型醛基是葡葡椭分子唯一还原性基团形式。后来实验证明：葡萄裤与醛不同， 不能与两分子停面仅能与一分子醉反应，不能生成缩醛(aeea),仅能生成半缩醛(aemi 0 etals)。这意味著半缩惑基的存在 OH CH, R +CH,OH无*HCR-C CH OHR-CH CH. CHO H-C-0H -6 C是不对称碳原子 C是对称碳原子
葡萄糖以两种具有不同旋光率的形式存在，一种[a]碧=+112°，称为x-D-(+)葡梅糖 另一种[)”=+18.7°，称为B-D-(+)葡药糖。这两种旋光案反映葡萄糖以环状糖背形式存 在，其C:为不对称C原子。将两种葡萄鹩朵别溶于水后，其旋光率都遂渐转变为一2.7。 这种现象称为变旋现象(muiarotabior);原因是不同结构形式的葡萄糖可互变，各种形式最 后达一定的平衡所致。 葡萄糖在无水甲鲸辩液内受到氯化氢的催化作用，能产生两种各含有一个甲基的所谓。 或-甲基葡萄糖苷。也表明0有两种不对称形式葡萄糖分子环状结构有两种可能：五元环六 H OK HOH H-0 H- CH OH CH,O 五元环 六元环 峡璃时 吡喃型 a一D(+)-呋哺型 B-D(+1呋璃型g-D(+)驶喘型BD(+吡端型 行秃地 糖 葡板格 葡图桥 元环五元环，即呋喃型葡萄椭不甚稳定，天然葡萄糖多以六元环，即吡哺型葡萄糖的形式存在 a-D(+)-与BD(+)-葡萄塘分子在构型.上，仅头部不同，它们间互为异头物(00mr)」 1893年E.Fs0her正式提出葡萄糖分子环状结料学说。 在上述御萄精分子投影式结构中，过长的氧桥是不合理的。1926年W,N.Haw0边美 出用透视式表达糖的环状绪构。 魔喃型 16