什么是碳水化合物化學(Carbohydrate Chemistry)？
碳水化合物化學描述了碳、氫和氧的化合物的結構、性質和反應。這些化合物的通式為C（H2O）n，其中n可以是三個以上的任意數。可以看出，碳水化合物中的氫和氧的比例始終與水（H2O）成比例，因此"水合物"的名稱。碳水化合物包括糖，淀...
碳水化合物化學描述了碳、氫和氧的化合物的結構、性質和反應。這些化合物的通式為C（H2O）n，其中n可以是三個以上的任意數。可以看出，碳水化合物中的氫和氧的比例始終與水（H2O）成比例，因此"水合物"的名稱。碳水化合物包括糖，淀粉，纖維素和許多其他常見物質。它們是由植物光合作用產生的二氧化碳和水制成的，是所有動物飲食中必不可少的能源。
在化學實驗室工作的人。最簡單的碳水化合物是三糖，只有三個碳原子。碳水化合物化學可以，然而，由于許多小的碳水化合物分子可以結合起來形成更大的結構。簡單的碳水化合物，如葡萄糖，被稱為單糖。當許多單糖的詳細結構由德國化學家埃米爾·費舍爾（Emil Fischer）首次闡明時，碳水化合物化學有了顯著的進步，在19世紀末，復雜的碳水化合物是由單糖單元結合在一起構成的。
果糖或果糖的分子式與葡萄糖和葡萄糖相同。由兩個單糖組成的分子稱為雙糖；蔗糖是一個常見的例子，更廣為人知的食糖-它由單糖葡萄糖和果糖組成。低聚糖有幾個單糖單元，多糖由這些單元的長鏈組成，有時有數千個；例如各種形式的淀粉和纖維素鏈上的每一個分子單元都通過糖苷鍵與相鄰的分子相連，糖苷鍵是由相鄰單糖分子中的氫（H）和羥基（OH）基團（形成水）形成的。碳水化合物的結構使得不同的分子可以有相同的整體式，原子排列不同例如，單糖可以分為醛糖和酮糖，醛糖和酮糖有一個酮基-一個碳氧雙鍵，也稱為羰基，它們的結構不同：葡萄糖是醛糖，果糖是酮糖。這是碳水化合物化學的一個共同特征。一種碳水化合物也有可能以不同的形式存在。葡萄糖可以呈線性形式存在，它的六個碳原子形成一個短鏈；碳原子可以編號為C1-C6，C1形成醛基，C6在另一端與兩個氫原子和一個羥基鍵合，中間的四個碳原子一邊是氫原子，另一邊是羥基。葡萄糖有兩種形式，D-葡萄糖和L-葡萄糖，它們的區別在于前者與來自醛基的氧在分子的同一側只有一個羥基，而在后者中，這種排列正好相反。這適用于許多單糖，"D"型在天然糖中占主導地位。在溶液中，D-葡萄糖往往形成一個環結構，C6被推到一邊，C5上的羥基與C1上的醛基反應，形成一個由5個碳原子和1個氧原子組成的六原子環。這就是所謂的吡喃糖環。根據C1上羥基的位置，環可以有兩種不同的形式如果它與環位于同一平面上，則該化合物稱為βD-吡喃葡萄糖，但如果它垂直于環的平面，則稱為αD-吡喃糖。這兩種不同的形式被稱為異構體，C1碳原子稱為異聚碳。β形式看起來結構更穩定，在D-吡喃葡萄糖中是這樣，但在一些單糖中，α形式更常見，這是因為在這些化合物中，不規則羥基中的電子對與環中氧原子的電子對之間的靜電斥力可以克服β形式更大的結構穩定性，這種現象被稱為異構化效應。哪種形式更穩定不僅取決于化合物，還取決于溶劑和溫度。碳水化合物中的羥基、醛基和酮基可以被其他基團取代，允許進行廣泛的反應。碳水化合物是許多其他重要生物化合物的基礎。例如，核糖和脫氧核糖，一種相關的化合物，是構成核酸DNA和RNA的基本單位。糖苷是由碳水化合物和醇形成的；費希爾糖基化，以埃米爾·費舍爾的名字命名，涉及到使用催化劑從葡萄糖和甲醇形成糖苷甲基葡萄糖苷。另一種生產糖苷的方法是Koenigs-Knorr反應，它將糖基鹵化物與乙醇結合形成糖苷。
在化學實驗室工作的人。最簡單的碳水化合物是三糖，只有三個碳原子。碳水化合物化學可以，然而，由于許多小的碳水化合物分子可以結合起來形成更大的結構。簡單的碳水化合物，如葡萄糖，被稱為單糖。當許多單糖的詳細結構由德國化學家埃米爾·費舍爾（Emil Fischer）首次闡明時，碳水化合物化學有了顯著的進步，在19世紀末，復雜的碳水化合物是由單糖單元結合在一起構成的。果糖或果糖的分子式與葡萄糖和葡萄糖相同。由兩個單糖組成的分子稱為雙糖；蔗糖是一個常見的例子，更廣為人知的食糖-它由單糖葡萄糖和果糖組成。低聚糖有幾個單糖單元，多糖由這些單元的長鏈組成，有時有數千個；例如各種形式的淀粉和纖維素鏈上的每一個分子單元都通過糖苷鍵與相鄰的分子相連，糖苷鍵是由相鄰單糖分子中的氫（H）和羥基（OH）基團（形成水）形成的。碳水化合物的結構使得不同的分子可以有相同的整體式，原子排列不同例如，單糖可以分為醛糖和酮糖，醛糖和酮糖有一個酮基-一個碳氧雙鍵，也稱為羰基，它們的結構不同：葡萄糖是醛糖，果糖是酮糖。這是碳水化合物化學的一個共同特征。一種碳水化合物也有可能以不同的形式存在。葡萄糖可以呈線性形式存在，它的六個碳原子形成一個短鏈；碳原子可以編號為C1-C6，C1形成醛基，C6在另一端與兩個氫原子和一個羥基鍵合，中間的四個碳原子一邊是氫原子，另一邊是羥基。葡萄糖有兩種形式，D-葡萄糖和L-葡萄糖，它們的區別在于前者與來自醛基的氧在分子的同一側只有一個羥基，而在后者中，這種排列正好相反。這適用于許多單糖，"D"型在天然糖中占主導地位。在溶液中，D-葡萄糖往往形成一個環結構，C6被推到一邊，C5上的羥基與C1上的醛基反應，形成一個由5個碳原子和1個氧原子組成的六原子環。這就是所謂的吡喃糖環。根據C1上羥基的位置，環可以有兩種不同的形式如果它與環位于同一平面上，則該化合物稱為βD-吡喃葡萄糖，但如果它垂直于環的平面，則稱為αD-吡喃糖。這兩種不同的形式被稱為異構體，C1碳原子稱為異聚碳。β形式看起來結構更穩定，在D-吡喃葡萄糖中是這樣，但在一些單糖中，α形式更常見，這是因為在這些化合物中，不規則羥基中的電子對與環中氧原子的電子對之間的靜電斥力可以克服β形式更大的結構穩定性，這種現象被稱為異構化效應。哪種形式更穩定不僅取決于化合物，還取決于溶劑和溫度。碳水化合物中的羥基、醛基和酮基可以被其他基團取代，允許進行廣泛的反應。碳水化合物是許多其他重要生物化合物的基礎。例如，核糖和脫氧核糖，一種相關的化合物，是構成核酸DNA和RNA的基本單位。糖苷是由碳水化合物和醇形成的；費希爾糖基化，以埃米爾·費舍爾的名字命名，涉及到使用催化劑從葡萄糖和甲醇形成糖苷甲基葡萄糖苷。另一種生產糖苷的方法是Koenigs-Knorr反應，它將糖基鹵化物與乙醇結合形成糖苷。
- 發表于 2020-09-08 00:29
- 閱讀 ( 1149 )
- 分類：科學教育
admin
0 篇文章
作家榜 ?
-
xiaonan123
189 文章
-
湯依妹兒
97 文章
-
luogf229
46 文章
-
jy02406749
45 文章
-
小凡
34 文章
-
Daisy萌
32 文章
-
我的QQ3117863681
24 文章
-
華志健
23 文章