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第二节 糖类. 你知道生活中有哪些糖?. 葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素 ……. 人们对糖类物质的认识从它燃烧总生成 CO 2 和 H 2 O 开始,故认为 糖类物质的组成元素是 C 、 H 、 O ;而且很多糖类物质中 H 、 O 个数 之比为 2∶1 , 故把它们称为碳水化合物,通式为 C m (H 2 O) n. 但实际上,糖类物质中 ① 在糖分子中, 氢原子和氧原子并不是以结合成水的形式存在; ② 符合 C n (H 2 O) m 的不一定是糖类化合物. CH 2 O 、 C 2 H 4 O 2 、 C 3 H 6 O 3. 糖类. 碳水化合物.
E N D
你知道生活中有哪些糖? 葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素 ……
人们对糖类物质的认识从它燃烧总生成CO2和H2O开始,故认为糖类物质的组成元素是C、H、O;而且很多糖类物质中H、O个数之比为2∶1,故把它们称为碳水化合物,通式为Cm(H2O)n人们对糖类物质的认识从它燃烧总生成CO2和H2O开始,故认为糖类物质的组成元素是C、H、O;而且很多糖类物质中H、O个数之比为2∶1,故把它们称为碳水化合物,通式为Cm(H2O)n 但实际上,糖类物质中 ①在糖分子中,氢原子和氧原子并不是以结合成水的形式存在; ②符合Cn(H2O)m的不一定是糖类化合物 CH2O 、C2H4O2、C3H6O3
糖类 碳水化合物 甜味物质 糖类 ③不符合此通式的不一定不是糖类化合物 脱氧核糖C5H10O4 ④有甜味的不一定是糖。 例如:甘油 ⑤没有甜味的也可能是糖。 例如:淀粉、纤维素 强调:
糖类 糖类在生命活动过程中起着重要的作用,是一切生物体维持生命活动所需要的主要能量来源。 1、糖的定义: 多羟基醛或多羟基酮,和它们的脱水缩合物。 2、 组成元素:C、H、O Cn(H2O)m
3、分类 能否水解以及水解产物的多少 单糖 低聚糖 多糖 不能水解的糖 葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖 糖 1mol糖水解后能产生2~10 mol单糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 1mol糖水解后能产生很多摩尔单糖 淀粉、纤维素 4、多糖属于天然高分子化合物
低聚糖 缩合 缩合 水解 水解 单糖 缩聚 多糖 水解 糖的分类及相互转化 (2~10) ( >10)
你对糖类了解吗? 判断下列说法是否正确,并说明理由: × 1、糖类都有甜味,有甜味的都是糖 鼠李糖 C6H12O5 甜味 糖类 乙酸 C2H4O2 2、糖类就是碳水化合物,分子组成都符合Cn(H2O)m × 糖类 碳水化合物 3、糖类主要由绿色植物通过光合作用合成,是生命活动的主要能量来源 √
CO Na N SO2 下列物质属于糖类( ) B A、CH2OH–CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH 木糖醇 B、CH2OH–CHOH-CHO 甘油醛 C、CH3–CHOH-COOH 乳酸 D、 糖精
一、葡萄糖与果糖 (一)葡萄糖 葡萄及其它带有甜味的水果、蜂蜜中, 植物的种子、叶、根、花中, 动物的血液、脑脊液和淋巴液中。 1、存在: 2、物理性质: 无 晶 146℃ 色体,熔点为, 有味,但甜度不如蔗糖, 溶于水,溶于乙醇,溶于乙醚。 甜 不 稍 易
3、葡萄糖分子结构的研究: CH2O (1)实验式: 通过燃烧法求得: 通过质谱法求得相对分子质量为180: (2)分子式: C6H12O6 (3)结构式: 通过实验验证解得: 官能团: 1个-CHO 5个-OH
H H H H H O H H OH OH OH OH OH 信息提示: 两个羟基不能连在同一个碳上 葡萄糖的结构式 C C C C C C
结构简式: CH2OH —(CHOH)4 — CHO 结构特点: 多羟基醛
交流讨论 根据葡萄糖的结构 CH2OH —(CHOH)4 — CHO 分析葡萄糖可能有哪些化学性质?
4、葡萄糖的化学性质 加热 CH 2OH-(CHOH)4 -COO NH4 + Ag + H2O + NH3 催化剂 加热 CH2OH -(CHOH)4- CHO + Cu(OH)2 CH2OH-(CHOH)4-CHO + [Ag(NH3)2]OH 水浴加热 CH2OH -(CHOH)4- CHO + H2 (1)醛基的性质 CH2OH —(CHOH)4 — CHO ①氧化成酸(银镜反应、与新制Cu(OH)2反应)实验4-1 2 3 2 2 2 CH2OH -(CHOH)4- COOH + Cu2O + H2O (葡萄糖酸) 现象:得绛蓝色溶液,生成砖红色沉淀。 ②还原成醇 CH2OH -(CHOH)4 - CH2OH 己六醇
葡萄糖的化学性质 CHO 浓H2SO4 + (CHOH )4 CH3COOH CHO CH2OH + H2O (CHOOCCH3)4 CH2OOCCH3 (2)羟基的性质 CH2OH —(CHOH)4 — CHO 酯化反应 5 5 五乙酸葡萄糖酯
葡萄糖的化学性质 C6H12O6 2CH3CH2OH+CO2 酒曲酶 CH2OH —(CHOH)4 — CHO (3)在体内生理氧化反应: C6H12O6(s)+6O2(g) →6CO2(g)+6H2O(l) (4)发酵生成酒精:
5、葡萄糖的制法 6、葡萄糖的用途 a.制镜工业 b.糖果制造业 c. 营养物质
2、果糖 存在:广泛分布于植物中, 在水果和蜂蜜中含量较高 物理性质:纯净的果糖为无色晶体, 不易结晶,通常为粘稠性液体, 易溶于水,乙醇和乙醚 分子式:C6H12O6 结构简式: CH2OH-(CHOH)3-CO-CH2OH 是一个多羟基酮。 与葡萄糖是同分异构体。 了解:果糖也能被银氨溶液和新制的氢氧化铜氧化,是还原性糖。
在碱性条件下,果糖分子中羰基受多个羟基的影响有很强的还原性,所以果糖能被银氨溶液和新制氢氧化铜氧化。在碱性条件下,果糖分子中羰基受多个羟基的影响有很强的还原性,所以果糖能被银氨溶液和新制氢氧化铜氧化。 在酸性条件下,果糖不被溴水氧化,可用溴水区分葡萄糖和果糖。
阅读果糖部分,完成下表 水果、蜂蜜、 动物、人体内 水果、蜂蜜中 无色晶体,不易结晶,通常为黏稠液体 无色晶体 1460C 1030C-1050C 有甜味 最甜的糖 属于多羟基酮 易溶于水,稍溶于乙醇,不溶于乙醚 易溶于水、乙醇、乙醚 OH H OH H OOH H—C—C—C—C—C—C—H H OH H OH H C6H12O6 C6H12O6
分子的手性 科学视野 P81 碳原子上连有四个不相同的原子或原子团,这样的碳原子叫做“不对称碳原子”,也叫做“手性分子”。
象人的两只手,由于五指的构型不同,左手和右手互为实物和镜像关系,但不能完全重叠,称为手性。象人的两只手,由于五指的构型不同,左手和右手互为实物和镜像关系,但不能完全重叠,称为手性。 CH3 C COOH H OH 例如: 乳酸分子 * 的中间碳原子就是手性碳原子。 它在空间的构型有两种:(呈镜像对称,但不能完全重叠。)
OH H OH H OH O H—C—C—C—C—C—C—H H OH H OH H 手性分子两种构型生理活性的差别 见教材81页 分析葡萄糖分子中存在的手性碳原子。 自然界的葡萄糖和果糖都是D-型结构
D-甘油醛 CHO CHO H— C —OH HO— C —H CH2—OH CH2—OH CH2—OH CHO H— C —OH C=O HO— C —H HO— C —H H— C —OH H— C —OH H— C —OH H— C —OH CH2—OH CH2—OH L-甘油醛 D-葡萄糖 D-果糖
知识巩固 1、在一定的条件下,既可以发生氧化反应又可以发生还原反应,还可以和酸发生酯化反应的是( ) A、乙醇 B、乙醛 C、乙酸 D、葡萄糖 D
2.下列关于糖的说法正确的是 A.糖类中除含有C、H、O三种元素外,还 可能含有其他元素 B.葡萄糖是多羟基醛 C.能发生银镜反应的物质一定属于醛类 D.糖类可划分为单糖、低聚糖、多糖三类 BD 能发生银镜反应的物质:所有醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。
3.下列关于葡萄糖的说法中,错误的是 A.葡萄糖的分子式是C6H12O6 B.葡萄糖是碳水化合物,因为它的分子是 由6个C原子和6个H2O分子组成的 C.葡萄糖是一种多羟基醛,因而具有醛和 多元醇的性质 D.葡萄糖是单糖 B
4.葡萄糖是单糖的原因是A.在糖类中含碳原子数最少 4.葡萄糖是单糖的原因是A.在糖类中含碳原子数最少 B.不能水解成为更简单的糖 C.结构最简单 D.分子中只有一个醛基 B
5.下列有机物既能在常温下溶于水,又能 发生银镜反应的是A.甲醇 B. 甲酸乙酯 C.葡萄糖 D.苯酚 C
6.关于葡萄糖的叙述错误的是 A.是白色晶体,能溶于水 B.是一种多羟基醛 C.能发生水解,生成乙醇 D.不经过消化过程,可直接为人体吸收 C
二. 蔗糖 麦芽糖 (一)、蔗糖: 分子式: C12H22O11 白 1、物理性质: ______色晶体,_____溶于水,______溶于乙醇,甜味_______果糖。 易 较难 仅次于 存在:甘蔗、甜菜含量较多.平时食用的白糖、红糖都是蔗糖。 2、分子结构: 蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水形成的。 分子结构中不含有醛基。 蔗糖不显还原性,是一种非还原性糖.
银氨溶液 无现象 20%蔗 糖溶液 热水浴 热水浴 产生 银镜 银氨溶液 20%麦芽糖溶液 热水浴 热水浴 蔗糖: 麦芽糖: 同分异构体 演示对比实验: 无还原性 化学性质: 有还原性
银氨溶液 20%蔗 糖溶液 热水浴 热水浴 银氨溶液 NaOH 中和酸 蔗糖 + 稀硫酸 热水浴 热水浴 催化剂 C6H12O6 + C6H12O6 (葡萄糖)(果糖) C12H22O11 + H2O (蔗糖) 演示对比实验: 无现象 产生 银镜 → →
稀硫酸 C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 2、化学性质: ①蔗糖不发生银镜反应, 也不和新制氢氧化铜反应, ② 水解反应:在稀硫酸催化作用下,蔗糖水解生成一 分子葡萄糖和一分子果糖。 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
催化剂 C6H12O6 + C6H12O6 (葡萄糖)(果糖) C12H22O11 + H2O (蔗糖) ●蔗糖与葡萄糖的比较:
(二)、麦芽糖: 分子式: C12H22O11(与蔗糖同分异构体)。 易 白 1、物理性质:___色晶体,____溶于水,有甜味,甜度约为蔗糖的__。饴糖就是麦芽糖的粗制品。 它是淀粉在体内消化过程中的中间产物, 是淀粉水解的中间产物。 1/3 主要存在于发芽的谷粒和麦芽中。 2、分子结构: 麦芽糖是由两分子葡萄糖脱水形成的。 分子结构中含有醛基。 麦芽糖显还原性,是一种还原性糖.
C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6 (麦芽糖) (葡萄糖) 酸或酶 3、化学性质: ①还原性: 能发生银镜反应(分子中含有醛基), 还原性糖. ②水解反应:产物为葡萄糖一种.
注意: 1、蔗糖、麦芽糖水解反应: 稀硫酸做催化剂; 而浓硫酸使糖类脱水,得到黑色的炭。 2、水解产物中醛基的验证: 水解反应后加入NaOH溶液后, 再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2 加入NaOH目的: 中和硫酸,使溶液显碱性,以防弱氧化剂银氨溶液或新制Cu(OH)2失效。
C12H22O11+H2O C12H22O11+H2O 催化剂 催化剂 蔗糖 麦芽糖 2C6H12O6 葡萄糖 C6H12O6+C6H12O6 葡萄糖 果糖 C12H22O11 C12H22O11 不含醛基 含醛基 互为同分异构体
三、淀粉、纤维素(多糖) (C6H10O5)n
淀粉、纤维素的结构比较: 都是由多个葡萄糖脱水形成的。 (1).淀粉、纤维素的分子式为: (2).但是葡萄糖分子间的结合方式不同, 其中含有的单糖单元(C6H10O5)的数值n,取值各不相同,只有大致的范围。 (C6H10O5)n 不是同分异构体关系,因为它们的n值不同 都是混合物 小结:高分子化合物都为混合物,都没有固定的熔沸点.
(一).淀粉 光合作用 1.淀粉的存在: ①淀粉是绿色植物的产物, ②淀粉主要存在于植物的____和________里。 其中_____中含淀粉较多。 种子 根、块茎 谷类
2.淀粉的结构 几百 几千 单糖 ①淀粉分子中含有____到____个_____单元。 即:几百到几千个(C6H10O5) ②每个结构单元式量:_______ ③相对分子质量从______到______ ④属于______________化合物 162 几十万 几万 天然有机高分子
3.淀粉的物理性质 白 无 粉末 ①淀粉是___色、____味的_____状物质; ②____溶于冷水; ③在热水中产生______作用(即食物由生变熟的过程) 不 糊化
酸或酶 麦芽糖酶 淀粉酶 4.淀粉的化学性质 不显 碘 ①通常淀粉______还原性 ②遇____变蓝色 ③淀粉在催化剂(如____)存在和加热下可以逐步水解,生成一系列比淀粉分子小的化合物,最终生成还原性糖:葡萄糖。 酸 C12H22O11 麦芽糖 C6H12O6 葡萄糖 (C6H10O5)n 淀粉 (C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6 淀粉 葡萄糖
思考:解释为什么在吃馒头或米饭时,多加咀嚼就会感到有甜味?思考:解释为什么在吃馒头或米饭时,多加咀嚼就会感到有甜味? 答:淀粉在人体内进行水解。人在咀嚼馒头时,淀粉受唾液所含淀粉酶(一种蛋白质)的催化作用,开始水解,生成了一部分葡萄糖。 (淀粉在小肠里,在胰脏分泌出的淀粉酶的作用下,继续进行水解。生成的葡萄糖经过肠壁的吸收,进入血液,供人体组织的营养需要。)
碘水 硫酸 加热 NaOH 溶液 银氨溶液 水浴加热 思考: 如何设计实验证明淀粉的水解已经开始? 如何证明淀粉的水解已经完全? 如何证明水解没有发生? 现象A 水解液 淀粉液 现象B 中和液 无银镜生成 溶液变蓝 淀粉没有水解 溶液变蓝 有银镜生成 淀粉部分水解 有银镜生成 淀粉完全水解 溶液无现象
酸或酶 5.淀粉的用途 (1)在体内被酶水解呈葡萄糖供给体利用; (2)重要的食品工业原料,可用于制葡萄糖、酿制食醋、酿酒,也是药片中的赋形剂。 淀粉酿酒过程: 淀粉在淀粉酶的作用下,先转化为麦芽糖,再转化为葡萄糖,在酒化酶的作用下,转化为乙醇: (C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6 淀粉 葡萄糖 C6H12O6 2C2H5OH +2 CO2 催化剂