当前课程知识点:有机化学 > 第十三章 有机化学专题 > 13.3. 碳水化合物-part 3 > 13.3.4.1 与单糖的环状结构相关的一些事实
好 刚刚我们一同来学习了
这样一个单糖的构造 构型
以及它相应的这样一个化学反应和应用
那我们归纳一下单糖的所有反应
我们写的单糖结构式
都是链状的
也就是说它是直链型的
比如以这个葡萄糖来说
是这样一个直链形的结构
那事实上在我们后期的
化学的研究当中
发现一些有意思的现象
这些现象是什么呢
D型的葡萄糖我们前面讲过
因为它醛基可以与氰基负离子有加成反应
与羟胺有加成反应
这都是我们已经发现的这样一个现象
很合理地推测
它具有这样一个醛羰基的这样一个结构
那进一步地反应我们发现呢
它与常见的这样一个与醛基能反应的
亚硫酸氢钠 没有反应
然后进一步地研究又发现
这个醛基大家知道
我们在学醛酮那一章说过
它可以与醇发生相应的反应
形成半缩醛 乃至缩醛
所以如果与乙醇发生反应
形成缩醛的话
它应该是与两摩尔的乙醇
发生相应的加成反应
但实际上呢 我们研究发现
葡萄糖跟这个乙醇发生加成反应的时候
是与一摩尔的
也就是一摩尔D型葡萄糖
是与一摩尔的乙醇发生加成反应
是这样一个情况
而不是我们认为的可以和两摩尔乙醇发生
形成缩醛的这样一个结构
还有一个现象呢 是一个什么样的现象呢
就是我们发现它的旋光度能发生变化
这个旋光度发生什么变化是什么意思呢
我们刚刚讲到D型的葡萄糖
会有旋光度发生改变的这样一个现象
那我们仔细来看一看
是一个什么样的一个情况
那在常温下用水或者用乙醇
可以得到一类型的结晶
这类型的葡萄糖的结晶
它的熔点是146度
那么在水溶液中比旋光度是112度
所说的是新配的这样一个溶液
那么放置一段时间后旋光度逐渐减少
最后达到了一个平衡
这个时候稳定在52度左右
那么高温下用醋酸或者吡啶结晶呢
或者浓溶液中保持在110度蒸发
得到的这种D型葡萄糖晶体
它的熔点是150度 略有差别
那么在溶解在水里以后呢
它的比旋光度新配的差别较大 是19度
那么放置后一段时间呢
它也会逐步发生变化
它逐步升高 达到平衡 到了52度
也就是说这两种不同方法得到的
这样一个D型葡萄糖晶体会发生变旋现象
最后稳定在同一个这样一个旋光度当中
那我们就在想
什么原因导致了变旋现象的出现呢
通过前面的这样一个单糖的化学反应学习
我们了解了单糖具有差向异构化
也就是说相应的这样一个D型葡萄糖
与D型甘露糖 还有酮醣之间
会存在一般相互变的平衡过程
那会不会在这样一个变旋现象
也是由这个原因发生的呢
那事实上差向异构化的发生
有一个先决条件
就是要在弱碱性的这样一个条件下
那事实上呢 我们在相应的这样一个结晶
和溶解这个条件下呢 并不是自带弱碱性
那这个变旋现象来源于何
那事实上是在溶液中
存在了这样一个环状的结构
我们从前面的这样一个旋光变化的现象
结合我们相应的一分子D型葡萄糖
只能再与一分子的甲醇进行相应的反应
可以推断出来很可能是这样一个醛基
与碳链上的这样一个羟基
比如五位的或者四位的
来形成半缩醛的这样一个环状结构
从而导致了这样产生的
这样一个半缩醛结构的产物
只能与一分子的羟基再进行反应
形成缩醛结构
那针对这样一个环状的六元环的结构
我们在Fischer投影式上
是这样一个表示方法
也就是说把这个碳氧进行了连接
注意 这是用折线表示的
它并不能代表两根碳碳键
或者是碳氧键
它只是一个连接的表示方式
那这样一个半缩醛端位这个碳上的羟基
我们称为半缩醛式羟基 也称为苷羟基
那形成这样一个醚键呢 我们称为糖苷键
这样一个环状的半缩醛的产物
可以进一步与甲醇反应 形成缩醛产物
那么这样一个甲醇我们称为配质
也叫配基
那么这一部分称为配糖物
我们也称为苷
所以整个这个化合物的命名
就是葡萄糖甲苷
我们刚刚说到这个Fischer投影式
这种开链的形式进行环化的过程中
形成半缩醛 可能是与五位的羟基
也可能是与四位的羟基
那与五位的羟基就形成这个
我们刚刚讲到了六元环的结构
那与四位的这个羟基形成这个五元环的
就是这样一个结构
那到底是那个结构呢
那可以通过一系列的实验进行验证
确定环的这样一个位置
我们可以将这个糖
就是假想中的两个可能存在的环状结构
进行与甲醇反应
形成了这样一个糖基甲苷的一个产物
进一步把其他位的这样一个羟基
也形成这样一个甲基醚
随后呢 在酸性的条件下呢
可以把这个糖苷键上的这个甲苷进行水解
水解过后 这样一个环状的这样一个产物
大家可以看到 只剩下一个半缩醛的羟基
其他位的羟基都被相应的这样一个甲基
就是所封闭住了
那么这样一个环状的半缩醛的结构呢
可以相应地发生开链结构的互变
那么产生了这样一个直链的结构
我们发现两种假想中的
这样一个自由羟基的位置不太一样
对于形成五元环的这个自由羟基的位置
是位于4
那么对应形成六元环的
这样一个支链的开链的这个形式的
它的自由羟基是位于碳原子5位上
所以根据这两个羟基位置的具体所在
就是自由羟基的具体所在
我们可以确定形成的环是六元环
而非五元环
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题