当前课程知识点:简明有机化学(先修课) > 第十二章 单糖、寡糖和多糖 > 12.3 单糖的理化性质 > 单糖的理化性质
接下来让我们来看一下单糖的理化性质
首先,我们来看一下它的物理性质
单糖都是无色的结晶,有甜味,易溶于水
那么除了丙酮糖以外的单
糖,其他单糖都有旋光性及变旋光现象
这是单糖的物理性质
接下来我们来看一下它的化学性质
由于单糖一般是含有醛基或者是酮羰基和羟基
所以,它的化学性质也主要是由羰基和羟基来决定
那同时又由二者相互影响,共同呈现出来
好,现在让我们逐一来看
首先,我们来看一下单糖的氧化反应
那么采用不同的氧化剂,单糖
结构中它氧化的原子或原子团是不一样的
如果我们采用一种特别弱的氧化剂
比如说菲林试剂或者说托伦斯试剂来进行氧化的话
它是只能把醛基氧化成羧基
比如说D-葡萄糖,经过
弱氧化剂就可以变成D-葡萄糖酸
这个性质在高中的时候我
们已经讲解过,在这里就不再赘述
但是在这里我要补充一个概念,也就是还原性糖
所谓还原性糖,指的是能与弱氧化剂发生反应的糖
那反之就为非还原性
的糖,所有的单糖均为还原性糖
好,这是被弱氧化剂氧化
接下来我们来看一下第二个,用溴水来进行氧化
那么取D-葡萄糖,用溴水进入
氧化的时候,发现它也生成了D-葡萄糖酸
但是,D-果糖用溴水进行
氧化的时候,发现它并不发生反应
所以说,我们可以利用溴水来鉴别葡萄糖和果糖
三,我们采用更强的氧化剂,也就是硝酸进行氧化
那么酸性的强氧化剂,比如说硝酸
不仅仅可以氧化醛基,同时还能氧化伯醇
基(也就是羟甲基),从而使醛糖氧化成了糖二酸
比如D-葡萄糖经过稀硝酸
进行氧化,就可以生成D-葡萄糖二酸
第四,用高碘酸进行氧化
那么,一分子D-葡萄糖
能够与五分子的高碘酸进行反应
从而生成五分子的甲酸和一分子的甲醛
同学们看一下这个反应
那么这个反应呢,它的断键位置是碳碳键
要想用高碘酸进行氧化的话,
那么它的分子结构一般要具有邻二醇
或者说羰基和邻位碳上的羟基才可以发生这个反应
它的反应原则是断裂一摩
尔的碳碳键就会消耗一摩尔的高碘酸
所以说利用这个反应,我们可以对糖的结构来进行鉴定
同学们思考一下,如何进行鉴定?
这是单糖的氧化反应,接
下来我们来看一下单糖的还原反应
单糖在催化加氢或酶的作用下会还原成多元醇
比如说,D-葡萄糖在催
化加氢的作用下可以生成山梨醇
D-甘露糖可以经过还原生成甘露醇
由于D-果糖它所含的是一个羰基,所以它
在还原的时候既可以生成山梨醇,又可以生成甘露醇
这是单糖的还原反应,接
下来我们来看一下单糖的差向异构化
D-葡萄糖在稀碱的作用下,它的醛基和可以与
它相连的碳上的羟基进行异构化,生成一种烯二醇中间体
那么经过烯二醇中间体又
可以异构成D-甘露糖,以及D-果糖
那同学们来看一下
这里的D-葡萄糖和D-甘
露糖只是碳二上的碳原子构型不同
其他碳原子的构型完全相同
所以D-葡萄糖和D-甘露糖,
也就是我们前面所说的互为差向异构体
第四,成脎反应
成脎反应,也就是一分
子的单糖可以与三分子的苯肼作用
那么从而形成二苯腙,也叫做脎
比如D-葡萄糖,先与一分子的苯肼生成葡萄糖苯腙
那么再与两分子的苯肼生成葡萄糖脎
在这里同学们要注意一下
它在反应的时候只是在一位碳和二位碳上进行反应
而其他碳原子并没有发生变化
所以如果对于己糖来说
只是第一位碳和二位碳的构型不同
那么其他碳原子的构型完全相同的话
它所得到的应该是相同的糖脎
也就是D-葡萄糖、D-果糖
还有D-甘露糖所得到的都是相同的糖脎
糖脎都是不溶于水的黄色结晶
由于果糖成脎更快,也就是
说不同的单糖在发生成脎反应的时候
它的反应速度是不相同的
所以,我们也可以利用此反应对单糖进行鉴别
这是成脎反应,接下来我们来看一下成苷反应
所谓成苷反应,就是单糖
当中的半缩醛羟基可以在酸的作用下
再与另一分子的醇进行反应
那么所得到的这种衍生物,我们就把它叫做糖苷
比如说,α-D-葡萄糖可以与甲
醇在氯化氢的作用下生成α-D-葡萄糖甲苷
在这里,我要强调几个概念
一、 在成苷反应当中,
它的半缩醛羟基我们通常称为苷羟基
与苷羟基所反应的这个醇,我们把它叫做苷元
那么,甘元和苷羟基反
应过后,是通过苷键连接在一起的
那所得到的这种物质,我们就把它叫做糖苷
同学们来观察一下糖苷的结构
由于糖苷它分子中的苷羟基已经被反应掉了
也就是说没有半缩醛羟基了
所以它就不能异构成
开链糖,那同时也就没有还原性
不能发生成脎反应,也没有变旋光现象等性质
但在酸性条件下,它却很容易发生水解反应
现在,我们来看一下α-D-葡萄糖甲苷的水解反应
在这里同学们要注意一下
α-D-葡萄糖甲苷在酸性作用下易水解
水解过后就生成了D-葡萄糖
那么,D-葡萄糖由于具有半缩
醛羟基,就可以经过链式结构进行异构化
那所以呢,α-D-葡萄糖甲苷在酸的作用下水解
得到的并不仅是α-D-葡萄糖一种,还有β-D-葡萄糖
在这里同学们尤其要注意一下
第六个反应是单糖的显色反应
那么第一个显色反应叫做莫利胥(Molish)反应
莫利胥反应是所有的糖类都可以与
α-萘芬在浓硫酸的作用下生成一种紫色物质
比如说这个图片,同学们可以来看一下
那这个是所有的糖类都具有的性质
所以我们可以根据这个反应来定性的鉴别糖类物质
第二个反应叫做西列瓦
诺夫反应,也称为间苯二酚反应
西列瓦诺夫反应是酮糖
与间苯二酚在浓盐酸加热作用下
就会在两分钟内生成一种红色的物质
那么醛糖也有类似的反应,但是它比酮糖要慢很多
所以,我们可以根据这
个反应的快慢来区别醛糖和酮糖
-1.1 有机化合物和有机化学
-1.1 有机化合物和有机化学
-1.2 有机化合物的特点及与其它学科的关系
-1.2 有机化合物的特点及与其它学科的关系
-1.3 有机化合物的结构
--2. 碳的杂化
-1.3 有机化合物的结构
-1.4 有机化合物的分类,有机反应类型及条件
--绪论
-1.4 有机化合物的分类,有机反应类型及条件
-1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定
-1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定--作业
-本章习题
--本章习题--作业
--第一章绪论
--第一章绪论
-2.1 烷烃的命名
-2.1 烷烃的命名--作业
-2.2 烷烃的结构和构象异构
-2.2 烷烃的结构和构象异构--作业
-2.3 烷烃的物理性质
--烷烃的物理性质
-2.3 烷烃的物理性质--作业
-2.4 烷烃的化学性质
--1. 烷烃的稳定性、氧化反应和燃烧、裂化反应、卤代方应及机理
-2.4 烷烃的化学性质--作业
-2.5 环烷烃的分类和命名
-2.5 环烷烃的分类和命名--作业
-2.6 环烷烃的顺反异构和构象异构
-2.6 环烷烃的顺反异构和构象异构--作业
-2.7 环烷烃的化学性质
--环烷烃的化学性质
-2.7 环烷烃的化学性质--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-3.1 烯烃的结构和命名、烯烃的顺反异构和构型标记
-3.2 烯烃的亲电加成反应
-3.3 诱导效应和共轭效应
--1. 诱导效应
--2. 共轭效应
-3.4 自由基加成反应、硼氢化-氧化反应和烯烃的氧化反应
-3.5 共轭二烯烃的结构及反应
--2. 共振轮
-3.6 烯烃复分解反应简介
-3.7 炔烃的结构和命名
--炔烃的结构及命名
-3.8 炔烃的亲电加成反应和氧化反应
-基本操作演示
--基本操作
-4.1 芳香烃的分类及命名
-4.1 芳香烃的分类及命名--作业
-4.2 苯的结构及其物理性质
-4.2 苯的结构及其物理性质--作业
-4.3 苯的亲电取代反应
--2. 苯的傅-克反应、布兰克氯甲基化反应及加特曼-科赫反应
-4.3 苯的亲电取代反应--作业
-4.4 苯环上亲电取代反应的定位效应
--2. 二取代苯的定位效应及定位效应的应用、苯环侧链的取代及氧化反应
-4.4 苯环上亲电取代反应的定位效应--作业
-4.5 稠环芳香烃
--稠环芳香烃
-4.5 稠环芳香烃--作业
-4.6 芳香性及休克尔规则
-4.6 芳香性及休克尔规则--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-5.1 旋光异构的基本概念
-5.1 旋光异构的基本概念--作业
-5.2 对映异构与手性分子
-5.2 对映异构与手性分子--作业
-5.3 含有一个手性原子的化合物
-5.3 含有一个手性原子的化合物--作业
-5.4 具有两个手性中心的化合物
-5.4 具有两个手性中心的化合物--作业
-5.5 无手性碳原子的手性分子
-5.5 无手性碳原子的手性分子--作业
-5.6 对映异构体的不同生物活性
-5.6 对映异构体的不同生物活性--作业
-5.7 手性化合物的获取方法
-5.7 手性化合物的获取方法--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-6.1 卤代烃的分类与命名
-6.2 卤代烷的结构及其亲核取代反应
-6.3 不饱和卤代烃的亲核取代反应
-6.4 卤代烷的消除反应
--卤代烷的消除反应
-6.5 消除反应与亲核取代反应的竞争和卤代烷与金属镁的反应
-实验演示
--Video
-7.1 醇的结构、分类及命名
-7.2 醇的物理性质和化学性质
--2. 醇的脱水
-7.3 酚的结构、分类、命名及物理性质
-7.4 酚的化学性质
--1. 酚的酸性
-7.5 醚的结构、分类、命名及物理性质
-7.6 醚的化学性质
--醚的化学性质
-8.1 醛酮的分类、命名及结构
-8.1 醛酮的分类、命名及结构--作业
-8.2 醛酮的亲核加成反应
-8.2 醛酮的亲核加成反应--作业
-8.3 羰基的还原和与氨的加成
-8.3 羰基的还原和与氨的加成--作业
-8.4 醛的特殊反应
--醛的特殊反应
-8.4 醛的特殊反应--作业
-8.5 醌
--醌
-8.5 醌--作业
-9.1 羧酸的分类、命名及结构
-9.1 羧酸的分类、命名及结构--作业
-9.2 羧酸的酸性及脱羧反应
-9.2 羧酸的酸性及脱羧反应--作业
-9.3 羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成
-9.3 羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成--作业
-9.4 酯化反应
--酯化反应
-9.4 酯化反应--作业
-9.5 Claisen酯缩合反应
-9.5 Claisen酯缩合反应--作业
-9.6 羧酸衍生物的亲核取代反应
-9.6 羧酸衍生物的亲核取代反应--作业
-9.7 羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应
-9.7 羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-实验演示
--薄层色谱
-10.1 硝基化合物
--硝基化合物
-10.1 硝基化合物--作业
-10.2 胺的分类和命名
--1. 胺的分类
--2. 胺的命名
-10.2 胺的分类和命名--作业
-10.3 胺的结构
--胺的结构
-10.3 胺的结构--作业
-10.4 胺的性质
-10.4 胺的性质--作业
-10.5 芳香重氮盐的性质
--芳香重氮盐的性质
-10.5 芳香重氮盐的性质--作业
-10.6 杂环的分类、命名及结构
-10.6 杂环的分类、命名及结构--作业
-10.7 杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物
--杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物
-10.7 杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-11.1 氨基酸
--氨基酸
-11.1 氨基酸--作业
-11.2 肽和蛋白质
--肽和蛋白质
-11.2 肽和蛋白质--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-实验演示
--甲基橙的制备
-12.1 糖的定义、分类和命名
-12.1 糖的定义、分类和命名--作业
-12.2 单糖的结构及表示方法
-12.2 单糖的结构及表示方法--作业
-12.3 单糖的理化性质
--单糖的理化性质
-12.3 单糖的理化性质--作业
-12.4 二糖
--二糖
-12.4 二糖--作业
-12.5 多糖
--多糖
-12.5 多糖--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-13.1 高分子科学发展简史
-13.1 高分子科学发展简史--作业
-13.2 高分子化合物的基本概念
-13.2 高分子化合物的基本概念--作业
-13.3 高分子化合物的结构和性能
-13.3 高分子化合物的结构和性能--作业
-13.4 高分子化合物的应用和展望
-13.4 高分子化合物的应用和展望--作业
-本章习题
--本章习题--作业
-14.1 钯催化交叉偶联
--钯催化交叉偶联
-14.2 天然产物全合成
--天然产物全合成
-14.3 药物中的有机化学
--药物中的有机化学
-14.4 自修复高分子
--自修复高分子
-14.5 有机化学合成中的新型固体催化剂
-14.6 有机光电功能材料
--有机光电功能材料
-14.7 绿色有机合成化学-光催化的有机新反应
-本章习题
--本章习题--作业
-有机实验室安全事项