1.组成及分类
(1)组成
糖类是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质,是由碳、氢、氧三种元素组成的。
(2)分类
①单糖:一般是指多羟基醛或多羟基酮,不能进一步水解。
a.按照分子中所含碳原子数的多少,单糖分为丙糖、丁糖、戊糖(如核糖、脱氧核糖)和己糖(如葡萄糖、半乳糖、果糖)等。
b.按照与羰基连接的原子或原子团的情况不同,单糖分为醛糖和酮糖,最简单的醛糖是。
②低聚糖:由不到20个单糖缩合形成的糖类化合物。
③多糖,如淀粉和纤维素。
2.两种主要的单糖——葡萄糖和果糖
(1)分子结构
葡萄糖和果糖的分子式都为C6H12O6。葡萄糖属于己醛糖,其结构简式可表示为HOCH2(CHOH)4CHO;果糖属于己酮糖,其结构简式可表示为
,两者互为同分异构体。
(2)葡萄糖的化学性质(用化学方程式表示)
①燃烧:C6H12O6+6O26CO2+6H2O。
②与乙酸完全酯化的反应:
HOCH2(CHOH)4CHO+5CH3COOH(,\s\up11(浓硫酸△5H2O+CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO。
③发生银镜反应:
HOCH2(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+3NH3+HOCH2(CHOH)4COONH4+H2O。
④与新制Cu(OH)2悬浊液反应:
HOCH2(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCu2O↓+3H2O+HOCH2(CHOH)4COONa。
⑤与氢气发生加成反应:
HOCH2(CHOH)4CHO+H2催化剂加热、加压HOCH2(CHOH)4CH2OH。
3.二糖
(1)形成:由两个单糖分子之间脱去一分子水形成。
(2)组成:常见的二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖,互为同分异构体,分子式为C12H22O11。
(3)性质
①银镜反应:能发生银镜反应的常见二糖有麦芽糖、乳糖、纤维二糖。
②水解反应
蔗糖在硫酸催化下会水解生成葡萄糖和果糖,化学方程式为
C12H22O11+H2O硫酸△C6H12O6+C6H12O6。
蔗糖 葡萄糖 果糖
麦芽糖、纤维二糖水解后都只得到葡萄糖,乳糖水解后则得到半乳糖和葡萄糖。麦芽糖、纤维二糖性质明显不同:麦芽糖有甜味且能被人体水解,而纤维二糖无甜味且不能被人体水解。
4.多糖
(1)组成:淀粉和纤维素的组成都可以用(C6H10O5)n表示,淀粉分子中含有几百到几千个葡萄糖单元,纤维素分子中所含的葡萄糖单元更多。
(2)性质
①水解反应
在无机酸或酶的催化下,淀粉和纤维素可以发生水解反应。淀粉在淀粉酶的催化下水解生成麦芽糖,在酸催化下水解则生成葡萄糖。纤维素完全水解的化学方程式为
(C6H10O5)n+nH2OH2SO4△nC6H12O6。
纤维素 葡萄糖
②纤维素的硝化反应
纤维素在一定条件下可与浓硝酸发生酯化反应得到纤维素硝酸酯(俗称硝化纤维)。化学方程式为
。
含氮量高的硝化纤维俗称火棉,它是一种烈性炸药。纤维素还能与乙酸酐作用生成纤维素乙酸酯(俗称醋酸纤维),它常用于生产电影胶片片基。短的粘胶纤维称为人造棉,长的粘胶纤维称为人造丝。