单糖的性质
| 性质特点
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物理
性质
| 旋光性
| 几乎所有的单糖及其衍生物都有旋光性和在水溶液中发生变旋现象
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甜度
| 通常用蔗糖作为参考物,果糖几乎是它的两倍,其他天然糖均小于它
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溶解度
| 单糖的多羟基增加水溶性,除甘油醛微溶于水外其他单糖均溶于水,热水中溶解度极大;单糖微溶于乙醇,不溶于乙醚、丙酮等非极性有机溶剂
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化学性质
| 异构化
| 单糖的异构化是室温下碱催化的烯醇化作用的结果。在强碱溶液中单糖发生降解以及分子内的氧化和还原反应
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单糖的
氧化
| ①能使氧化剂还原的糖类叫做还原糖,如所有的醛糖和大多数酮糖;
②氧化成醛糖酸,醛糖在碱性溶液中被Cu2+(Fehling试剂或Benedict试剂)氧化成醛糖酸,溶液由蓝变黄或红(Cu2O↓),此反应可用来检测还原糖;
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③氧化成醛糖二酸,在较强的氧化剂如热的稀硝酸,醛糖的醛基和伯醇基均被氧化成羧基,形成的二羧酸称醛糖二酸或糖二酸;
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④氧化成糖醛酸,某些醛糖在特定的脱氢酶作用下可以只氧化它的伯醇基而保留醛基生成糖醛酸。
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单糖的
还原
| 单糖的羰基在适当的还原条件下,例如用硼氢化钠处理醛糖或酮糖,则被还原成多元醇,称糖醇。
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形成糖脎
| 还原糖与许多物质如苯肼、HCN和羟氨等起加合作用,单糖的第1、2位置上的碳与苯肼结合后,成晶体糖脎,不同的单行形成的糖脎不同,可鉴别单糖。
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形成糖酯与糖醚
| ①单糖可在碱催化下用酰氯或酸酐反应成酯,如生物体内单糖与磷酸生成磷酸酯;
②在甲基亚磺酰甲基钠存在下用碘甲烷或在碱性条件下用硫酸二甲酯处理糖或糖苷可得到它的甲醚衍生物,此反应也常称为糖的甲基化。
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形成糖苷
| 环状单糖的半缩醛羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛称为糖苷。分子中提供半缩醛羟基的糖部分称糖基,与之缩合的部分称配基,这两部分之间的连键称糖苷键。根糖苷键连接的元素可分为为O-苷,N-苷,S-苷或C-苷,自然界中最常见的是O-苷
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单糖脱水
| ①单糖与强酸脱水产生糠醛或糠醛衍生物,脱水是通过一系列β-消去和随后的环化进行的,生成物与多元酚产生特由的颜色反应;
②糠醛或羟甲基糠醛与a-萘酚反应生成红紫色缩合物(Molisch试验),此试验用于鉴定糖类物质;
③糖类物质脱水并与蒽酮缩合生成蓝绿色复合物,称蒽酮反应,常用于总糖量的测定。;
③(Seliwanoff试验)羟甲糠醛与间苯二酚生成红色缩合物,鉴别酮糖反应;
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高碘酸
氧化
| 高碘酸及其盐可以定量地氧化断裂邻二羟基、α-羟基醛等的碳-碳键,并使碳原子的氧化态升高,产物是相应的羰基化合物,此反应在多糖结构测定方面起重要作用。
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糖链的延长与缩短
| ①延长是由醛糖的醛基转变为氰醇腈基,再转变为链延长一个碳原子的醛糖,新增的碳原子是手性的;
②链的缩短是醛糖的醛式羰基转变为腈基形成的氰醇在碱性条件下失去HCN,转变为缩短了一个碳原子的醛糖。
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五、重要的单糖和单糖衍生物