2024年3月19日发(作者：揭访冬)
第16章 糖 类
本章重点介绍单糖的分类；单糖的开链结构、环状结构；
Haworth
式和构象式；单糖的
理化性质；差向异构化；氧化、还原反应，成脎反应，显色反应，成苷反应；双糖和多糖的
结构；
α
、
β
苷键等。
糖类（saccharide）是自然界中存在最多、分布最广的有机化合物。例如：葡萄糖、蔗糖、
淀粉、纤维素等都是人类生活不可缺少的糖类化合物。由于最初发现的这类化合物都是由碳、
氢、氧三种元素组成且分子中氢和氧的比例与水相同为2∶1，通式可表示为C
m
（H
2
O）
n
，
故将此类物质称为碳水化合物（carbohydrate）。但后来研究发现有些结构和性质上应该属于
糖类的化合物如鼠李糖（C
6
H
12
O
5
），其分子组成并不符合上述通式；而有些分子式符合上述
通式的化合物如乙酸（C
2
H
4
O
2
），其结构和性质却与糖类完全不同。因此，把糖称为“碳水
化合物”是不确切的，但因沿用已久，至今仍在使用。随着对糖类化合物研究的深入，现在
认为糖是多羟基醛或多羟基酮以及它们的脱水缩合产物。
糖类与蛋白质、核酸和脂类一起合称为生命活动所必需的四大类化合物，其中糖是一切
生物体维持生命活动所需能量的主要来源。植物以空气中的二氧化碳和水作原料，在叶绿素
的催化下，吸收太阳能合成糖类化合物（光合作用），同时也将太阳能转化为化学能贮存于糖
类化合物中，并放出氧气。而动物则从空气中吸收氧气，将从植物中摄取的糖类化合物经过
一系列生化反应逐步氧化为二氧化碳和水，并放出能量供机体生长及活动所需。动物与植物
就是这样互相依赖的有机体。植物的光合作用是人类利用太阳能的一个途径，而糖类化合物
是其中一个重要环节。
糖类化合物除作为能量来源外，同时也是体内遗传物质、酶、抗体、激素、膜蛋白等在
生命活动中起重要作用分子的重要组成部分，生物体的生、老、病、死均涉及糖类，大量事
实证明对糖类化合物的研究已成为有机化学及生物化学中最令人感兴趣的领域之一。
糖类化合物按照其能否水解以及完全水解后生成的产物数目分为三大类：
（1）单糖（monosaccharide） 不能水解成更小分子的糖。如葡萄糖、果糖、核糖。
（2）寡糖（oligosaccharide） 又称低聚糖，是指水解后能生成2-10个单糖的糖类。其
中能水解为两分子单糖的叫双糖（disaccharide）（或二糖）。如蔗糖、麦芽糖等。低聚糖中以
双糖重要。
（3）多糖（polysaccharide） 水解后能产生10个以上单糖的糖类。它们是十个到几千个
单糖形成的高聚物，属于天然高分子化合物。如淀粉、纤维素。
你在学完本章以后，应该能够回答以下问题：
1．什么是糖类化合物，它是怎样分类的？
2．糖的Haworth式如何书写？糖产生变旋光现象的原因？何为端基异构
3．能否写出一些常见单糖的开链结构和Haworth式？
4．单糖具有哪些化学性质？什么是还原糖和非还原糖？
331
5．糖苷是怎样形成的？它具有怎样的性质？其中的苷键分几种类型？
6．双糖是怎样形成的？可分为几类？
16．1 单糖
单糖（monosaccharide）为多羟基醛或多羟基酮，据此，单糖可分为醛糖与酮糖；又根据
分子中碳原子数目分为三碳（丙）糖、四碳（丁）糖、五碳（戊）糖、六碳（己）糖等，两
种方法联用可称为某醛糖或某酮糖。例如葡萄糖是己醛糖、果糖是己酮糖、核糖是戊醛糖。
单糖中最简单的是丙醛糖和丙酮糖；自然界存在的大多是戊糖或己糖。
CHO
CHO
CHOH
CH
2
OH
丙醛糖（甘油醛）
CHO
CO
CH
2
OH
丙酮糖
CHOH
CHOH
CH
2
OH
丁醛糖
CHO
CHO
CHOH
CHOH
CHOH
CH
2
OH
戊醛糖
CHO
CO
CHOH
CHOH
CH
2
OH
戊酮糖
CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CH
2
OH
已醛糖
CHO
CO
CHOH
CH
2
OH
丁酮糖
CHO
CO
CHOH
CHOH
CHOH
CH
2
OH
已酮糖
相应的醛糖和酮糖是同分异构体。由于单糖分子中常有多个手性碳原子，立体异构体很
多，故通常以它的来源命名，如葡萄糖、果糖等。
16．1．1 单糖的结构
⒈ 单糖的开链结构及构型
温习提示：手性碳原子的概念、对映异构体的D/L标记方法。
一般的单糖,碳链无支链,除醛基、酮基外的碳原子都连有一个羟基（特殊单糖除外），故
单糖都含有不同数目的手性碳（丙酮糖除外），都有立体异构体。含n个手性碳的化合物应具
有2个立体异构体，2
4
nn-1
对对映体，戊醛糖应有2
=8个立体异构体，组成4对对映体；己醛
3
糖有2
=16个立体异构体，组成8对对映体。酮糖较相同碳原子数的醛糖少一个手性碳，故
己酮糖只有2
3
=8个立体异构体，组成4对对映体。
手性碳较多的单糖用R/S标记法标出每个手性碳的构型比较麻烦，故人们常用D/L构型
表示法来表示其构型。具体规定是：将单糖以Fischer投影式表示，碳链竖写，按系统命名法
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2024年3月19日发(作者：揭访冬)
第16章 糖 类
本章重点介绍单糖的分类；单糖的开链结构、环状结构；
Haworth
式和构象式；单糖的
理化性质；差向异构化；氧化、还原反应，成脎反应，显色反应，成苷反应；双糖和多糖的
结构；
α
、
β
苷键等。
糖类（saccharide）是自然界中存在最多、分布最广的有机化合物。例如：葡萄糖、蔗糖、
淀粉、纤维素等都是人类生活不可缺少的糖类化合物。由于最初发现的这类化合物都是由碳、
氢、氧三种元素组成且分子中氢和氧的比例与水相同为2∶1，通式可表示为C
m
（H
2
O）
n
，
故将此类物质称为碳水化合物（carbohydrate）。但后来研究发现有些结构和性质上应该属于
糖类的化合物如鼠李糖（C
6
H
12
O
5
），其分子组成并不符合上述通式；而有些分子式符合上述
通式的化合物如乙酸（C
2
H
4
O
2
），其结构和性质却与糖类完全不同。因此，把糖称为“碳水
化合物”是不确切的，但因沿用已久，至今仍在使用。随着对糖类化合物研究的深入，现在
认为糖是多羟基醛或多羟基酮以及它们的脱水缩合产物。
糖类与蛋白质、核酸和脂类一起合称为生命活动所必需的四大类化合物，其中糖是一切
生物体维持生命活动所需能量的主要来源。植物以空气中的二氧化碳和水作原料，在叶绿素
的催化下，吸收太阳能合成糖类化合物（光合作用），同时也将太阳能转化为化学能贮存于糖
类化合物中，并放出氧气。而动物则从空气中吸收氧气，将从植物中摄取的糖类化合物经过
一系列生化反应逐步氧化为二氧化碳和水，并放出能量供机体生长及活动所需。动物与植物
就是这样互相依赖的有机体。植物的光合作用是人类利用太阳能的一个途径，而糖类化合物
是其中一个重要环节。
糖类化合物除作为能量来源外，同时也是体内遗传物质、酶、抗体、激素、膜蛋白等在
生命活动中起重要作用分子的重要组成部分，生物体的生、老、病、死均涉及糖类，大量事
实证明对糖类化合物的研究已成为有机化学及生物化学中最令人感兴趣的领域之一。
糖类化合物按照其能否水解以及完全水解后生成的产物数目分为三大类：
（1）单糖（monosaccharide） 不能水解成更小分子的糖。如葡萄糖、果糖、核糖。
（2）寡糖（oligosaccharide） 又称低聚糖，是指水解后能生成2-10个单糖的糖类。其
中能水解为两分子单糖的叫双糖（disaccharide）（或二糖）。如蔗糖、麦芽糖等。低聚糖中以
双糖重要。
（3）多糖（polysaccharide） 水解后能产生10个以上单糖的糖类。它们是十个到几千个
单糖形成的高聚物，属于天然高分子化合物。如淀粉、纤维素。
你在学完本章以后，应该能够回答以下问题：
1．什么是糖类化合物，它是怎样分类的？
2．糖的Haworth式如何书写？糖产生变旋光现象的原因？何为端基异构
3．能否写出一些常见单糖的开链结构和Haworth式？
4．单糖具有哪些化学性质？什么是还原糖和非还原糖？
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5．糖苷是怎样形成的？它具有怎样的性质？其中的苷键分几种类型？
6．双糖是怎样形成的？可分为几类？
16．1 单糖
单糖（monosaccharide）为多羟基醛或多羟基酮，据此，单糖可分为醛糖与酮糖；又根据
分子中碳原子数目分为三碳（丙）糖、四碳（丁）糖、五碳（戊）糖、六碳（己）糖等，两
种方法联用可称为某醛糖或某酮糖。例如葡萄糖是己醛糖、果糖是己酮糖、核糖是戊醛糖。
单糖中最简单的是丙醛糖和丙酮糖；自然界存在的大多是戊糖或己糖。
CHO
CHO
CHOH
CH
2
OH
丙醛糖（甘油醛）
CHO
CO
CH
2
OH
丙酮糖
CHOH
CHOH
CH
2
OH
丁醛糖
CHO
CHO
CHOH
CHOH
CHOH
CH
2
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戊醛糖
CHO
CO
CHOH
CHOH
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2
OH
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CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CH
2
OH
已醛糖
CHO
CO
CHOH
CH
2
OH
丁酮糖
CHO
CO
CHOH
CHOH
CHOH
CH
2
OH
已酮糖
相应的醛糖和酮糖是同分异构体。由于单糖分子中常有多个手性碳原子，立体异构体很
多，故通常以它的来源命名，如葡萄糖、果糖等。
16．1．1 单糖的结构
⒈ 单糖的开链结构及构型
温习提示：手性碳原子的概念、对映异构体的D/L标记方法。
一般的单糖,碳链无支链,除醛基、酮基外的碳原子都连有一个羟基（特殊单糖除外），故
单糖都含有不同数目的手性碳（丙酮糖除外），都有立体异构体。含n个手性碳的化合物应具
有2个立体异构体，2
4
nn-1
对对映体，戊醛糖应有2
=8个立体异构体，组成4对对映体；己醛
3
糖有2
=16个立体异构体，组成8对对映体。酮糖较相同碳原子数的醛糖少一个手性碳，故
己酮糖只有2
3
=8个立体异构体，组成4对对映体。
手性碳较多的单糖用R/S标记法标出每个手性碳的构型比较麻烦，故人们常用D/L构型
表示法来表示其构型。具体规定是：将单糖以Fischer投影式表示，碳链竖写，按系统命名法
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