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 1 > 13.3.2.1 单糖的构造式
那接下来呢 我们一起来学习第十三章
专题三的单糖部分
首先来学习单糖的构造式
提到这样一个葡萄糖的构造式的推断呢
就不能不提Emil Fischer这位卓越的德国有机化学家
它在葡萄糖的结构式的这样一个推导
以及糖类化合物结构式的鉴定方面
起到了非常重要的作用
他首先引入了苯肼
将苯肼引入到了糖类化合物的研究当中
同时它还分析了糖类化合物的立体构型
并用Fischer投影式进行表示
因为Fischer不仅在糖类化合物中
鉴定当中起到了非常重要的作用
那么它在糖的合成 多肽还有嘌呤
这样一些生物有机化合物的研究当中呢
都取得了许多的成就
也因此它获得了1902的诺贝尔化学奖
这是值得我们尊重的一位有机化学家
好 我们来看看这样一个葡萄糖构造式的推断过程
那在早年的糖类元素的分析当中呢
已经确定了它相应的这样一个化学式
那它的化学结构是什么样子的呢
那么 我们前面说到了
结构决定了化学性质
也决定了它相应的化学反应
同样的反过来
我们通过这样一个化学反应和它相应的性质
能推断出它的一个结构
我们先来看一眼
葡萄糖能在硼氢化钠的作用下呢
还原生成这样一个直链的己六醇
进一步在碘化氢的作用下呢
还原成直链的这样一个己烷的结构
那么 我们通过这样一系列的反应呢
我们可以推断出这样一个葡萄糖
是一个直链型的结构
那进一步我们再来看
我们发现这样一个葡萄糖能跟羟胺或者是氢氰酸
发生加成反应
就是获得了这样一个加成产物
那位我们可以推断它里面可能还有这样一个羰基
也就是醛基或者是酮基
我们再来看 这样一个葡萄糖呢
一分子葡萄糖可以与五分子的乙酸酐反应
形成五酰基的这样一个化合物
那含有 五酰基的这个衍生物呢
我们可以推断出来它应该是具有这样一个羟基的结构
因为 同一个碳上具有两个羟基这样一个结构呢
是不稳定的
所以我们进一步推断出来
这样一个羟基是均匀分布在5个碳原子上的
那到这儿呢 我们可以初步的推断出来
它相应的 羟基的这样一个结构
同时呢 还含有相应的这样一个羰基结构
那我们再进一步的 对葡萄糖进行氧化反应
发现呢 可以氧化它进行去形成相应的这样一个羧酸
同时碳链没有发生断裂
讲到这呢我们可以推断出来
我们这样一个不饱和的这个羰基呢
应该是端位的醛基
而不是位于碳链中间的羰基
否则的话 氧化会发生碳链的断裂
那通过这样的一系列的化学反应
它体现出这样一个化学性质
我们就可以推断出来葡萄糖的这样一个构造式
是一个直链的这样一个五羟基的
这样一个醛的一个结构
那我们通过这样一些反应 一些性质
推断出了葡萄糖的结构
那我们再来看果糖的结构
那果糖的这样一个构造式呢
也可以通过葡萄糖类似的这样一个反应
各类型的反应来进行推导
我们来看一下
它首先也同样能被硼氢化钠还原
生成这样一个己六醇的一个结构
同时 进一步能被氢碘酸还原成正己烷
就说明它也是一个含有直链的碳链的一个结构
那我们再来看一下它跟这个羟胺
或者是氢氰酸加成的产物
我们发现它有二级加成产物
那存在二级加成产物呢
那我们可以说它可能是含有一个酮基
就是酮羰基
我们再来看它跟5mol乙酸酐这样一个反应
定量的这样一个5mol乙酸酐的反应
发现它也能生成这样一个乙酰基的衍生物
说明它也是含有类似于葡萄糖
含有这样一个5个羟基的结构
与葡萄糖最大一个不同呢
也就是说这样一个果糖的分子式呢
在氧化的条件下
我们发现有碳链断裂的这样一个产物
它形成了两分子的这样一个氧化产物
所以我们可以推断出
它是一个中间的
我们说的羰基的这样一个结构
不是位于端头的醛基
那我们根据这个氧化的产物和碳链呢
生成的这个碳链的形式
可以知道它这个羰基是位于
我们说的这个端头的第二个碳原子上
这个是羰基的结构
我们进一步推导出来这样一个果糖的构造式以后
我们发现 细心的同学会发现
这上面含有一些不对称的碳原子
大家看到没有
这几个 1 2 3都是不对称的碳原子
这就说明了这样一个糖类的结构
它是具有一定的立体构型的
那我们先来看一个非常简单的糖
这样一个三碳糖
我们称为2,3-二羟基丙醛
也称为这样一个 甘油醛
这是它常见的命名
那在这个三碳糖的中间呢
有一个不对称的碳原子
大家可以看到
这样一个不对称碳原子
导致它有两个异构体
这是甘油醛
所以它的两个异构体呢
我们写成相应的这个Fischer投影式
大家可以看到
这是我们在立体化学那一章学过
它的这样一个Fischer投影式
分别是两种构型
也就是说 这个羟基是位于右边
还是位于左边
这样一个两种类型
我们称为D型和L型
下面我们会详细的介绍
那它存在两个立体异构体
在这里呢 我们还补充一下
就是在我们这个糖类的碳原子数的标记上
为了方便后面的学习和讲解
我们可以看到醛基所对应这个碳呢 是一号碳
那依次沿着这个碳链往下推 1 2 3
甘油醛含有一个不对称碳原子
它有两个异体异构体
那相应的四碳糖 五碳糖 六碳糖
它们分别含有两个 三个和四个不对称碳原子
那么它们立体异构体呢 最多可以看到相应的
大家可以算一下
四碳糖是四个异构体
那五碳糖呢是八个异构体
六碳糖最多是十六个异构体
大家通过这样一个立体异构体的数目推导
可以知道呢 我们糖类的结构是非常复杂的
-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