化学高中糖类知识点【精选3篇】
糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。。糖类在生命活动过程中起着重要的作用,是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。接下来百文网小编为你整理了化学高中糖类知识点,一起来看看吧。
化学高中糖类知识点:糖类分类
单糖
生物体内的单糖有多种,如核糖和脱氧核糖是含有5个碳原子的单糖,葡萄糖、果糖和半乳糖是含有6个碳原子的单糖。[1]
单糖由于无法水解成为更小的碳水化合物,因此它是此类中最小的分子。它们是一些具有两个或者更多羟基的醛或酮类。未修饰过的单糖化学式可表达为:(C·H2O))n,因其都是碳和水分子的倍数而称为:“碳水化合物”。单糖是一种重要的燃料分子,也是核酸的结构片段。最小的单糖中的n=3,即:二羟基丙酮或D-和L-甘油醛。
丙糖例如:甘油醛
戊糖,五碳糖例如:核糖,脱氧核糖
己糖例如: 葡萄糖,果糖(化学式都是C6H12O6 )
二糖
由两个连接成一起的单糖组成的糖类,称为二糖。
二糖是由两个单糖单元通过脱水反应,形成一种称为糖苷键的共价键连接而成。在脱水过程中,一分子单糖脱除氢原子,而另一分子单糖脱除羟基。未经修饰的二糖化学式可表达为:C12H22O11。虽然双糖种类繁多,但大多数并不常见。
麦芽糖、蔗糖、乳糖等是常见的二糖。1分子麦芽糖水解产生2分子葡萄糖;1分子蔗糖水解产生1分子葡萄糖和1分子果糖;1分子乳糖水解产生1分子葡萄糖和1分子半乳糖。可见,二糖是由两分子单糖组成。
蔗糖是存量最为丰富的二糖,它们是植物体内存在最主要的糖类。红糖,白糖,冰糖等都是由蔗糖加工制成的。蔗糖由一个D-葡萄糖分子与一个D-果糖分子所组成,其系统命名为:O-α-D-葡萄吡喃糖基-(1→2)-D-果糖呋喃糖苷,它由葡萄糖与果糖组成。葡萄糖为吡喃糖;果糖为呋喃糖。两种单糖的连接方式:在D-葡萄糖的一号碳(C1)上的氧原子连接D-呋喃糖的二号碳(C2)。后缀-糖苷表明了:两个单糖异头碳参与了糖苷键的形成。
乳糖广泛的存在于天然产物中,如:哺乳动物的母乳。
麦芽糖(两个D-葡萄糖通过1,4碳原子连接为α糖)与纤维糖(两个D-葡萄糖通过1,4碳原子连接为β糖)。
二糖还可分类为还原二糖与非还原性二糖,通过两个单糖分子的半缩醛(酮)羟基脱去一分子水而相互连接。这样二糖分子中已没有半缩醛(酮)羟基存在,因此其中任何一个单糖部分都不能再由环式转变成醛(酮)式。这种二糖就没有变旋现象和还原性,也不能生成糖脎,因此称为非还原性二糖。
多糖
淀粉、纤维素、糖原和木糖他们化学式是(C6H10O5)n
复合糖(complex carbohydrate,glycoconjugate)
糖类的还原端和蛋白质或脂质结合的产物。在生物中分布广泛,有多种重要功能,细胞的识别、定性以及免疫等无不与之有关。糖类和蛋白质结合有以蛋白质为主的称糖蛋白,如血液中的大部分蛋白质;也有以糖为主的,如蛋白聚糖是动物结缔组织的重要成分。和脂质结合的,如脂多糖存在于细菌的外膜,成分以多糖为主;另外有称为糖脂的,组成以脂质为主,大多和细胞的膜连系在一起。糖脂可由鞘氨醇,也可由甘油等衍生,但在自然界分布最广,迄今研究得最多的是鞘糖脂(见鞘脂)。
复合糖的不对称:糖脂和糖蛋白只分布于细胞的外表面。
化学高中糖类知识点:糖类的鉴定
蒽酮的试验
糖类在浓硫酸的作用下,可经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛,他们可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物。用上述反应鉴定试样为糖类后,再进行单糖、双糖、醛糖或酮糖的区别试验。
单糖与多糖的鉴定
巴弗试验
酸性溶液中,单糖和还原二糖的还原速率有明显的差异。巴弗试剂(含5%乙酸铜的1%稀乙酸溶液)为弱酸性,能在2分钟内氧化单糖生成砖红色的氧化亚铜,有橘黄色或橘红色沉淀生成,示有单糖存在。由于橘黄色的沉淀悬浮在蓝色的乙酸铜溶液中,故有时出现绿色。
酮糖的鉴定
Seliwanoff试验
本试验原理是将酮糖用浓盐酸转化为羟甲基糠醛,再与间苯二酚(Seliwanoff试验)缩合,形成红色产物。
向溶于水的试样中加入等体积的浓盐酸与数滴Seliwanoff试剂,将所得混合物加热刚好至沸。若溶液在2分钟内即有红色显现,还有暗黑色沉淀生成,说明酮糖存在。长时间放置或延长加热时间,醛糖也会发生颜色反应,但颜色稍淡且一般无沉淀生成。
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化学高中糖类知识点:结构通式
以前所有分子式可写成Cm(H2O)n的化学物质皆被称为“碳水化合物”,根据这个定义,有些科学家认为甲醛( CH2O)为最简单的糖类,但是也有其他人认为是乙醇醛(C2H4O2)。但是除了碳数不为一和二的糖类皆被生物化学理解。
自然界的糖类通常都由一种简单的碳水化合物:单糖所构成,通式为(CH2O)n,(n≥3)。一个典型的单糖具有H-(CHOH)x(C=O)-(CHOH)y-H结构,也就是多羟基醛或多羟基酮。像:葡萄糖、果糖、甘油醛皆是单糖。然而有些生物物质像糖醛酸和脱氧糖就不符合此通式,另外还有许多物质的分子式符合这个通式但它并不是糖类(如:甲醛(CH2O)和肌醇(CH2O)6).
直链形式的单糖通常与关环形式的单糖同时存在,这种环状分子是由醛/酮上的羰基(C=O)与羟基(-OH)反应形成半缩醛,并形成一个新的C-O-C键桥。单糖可以各种方式互相连接在一起形成多糖(或寡糖,又称低聚糖)。许多糖类含有一个或多个修饰的单糖单元,这种修饰方法可以是一个或多个基团被取代或移除。例如,DNA的一个组分脱氧核糖,就是被核糖所修饰的糖;几丁质是一种被重复的N-乙酰氨基葡萄糖(一种含氮原子的葡萄糖)片段所组成的糖类。
构成
主要由碳、氢、氧三种元素组成。
糖类化合物包括单糖、单糖的聚合物及衍生物。葡萄糖是单糖。
单糖分子都是带有多个羟基的醛类或者酮类。麦芽糖、蔗糖、乳糖是二糖。
糖类化合物化学概念
单糖是多羟醛或多羟酮及他们的环状半缩醛或衍生物。多糖则是单糖缩合的多聚物。
分子通式
Cn(H2O)m
然而,符合这一通式的不一定都是糖类,是糖类也不一定都符合这一通式。比如,脱氧核糖是糖类却不符合这一通式。另外,还有符合这一公式的(如:甲醛HCHO,乙酸CH3COOH)却不是糖类。
这只是表示大多数糖的通式。
碳水化合物只是糖类的大多数形式。我们把糖类狭义的理解为碳水化合物。