《醫(yī)用化學(xué)》 二、單糖的性質(zhì)

（一）物理性質(zhì)

單糖都是無色晶體，味甜，有吸濕性。極易溶于水，難溶于乙醇，不溶于乙醚。單糖有旋旋光性，其溶液有變旋現(xiàn)象。

（二）化學(xué)性質(zhì)

單糖主要以環(huán)狀結(jié)構(gòu)形式存在，但在溶液中可與開鏈結(jié)構(gòu)反應(yīng)。因此，單糖的化學(xué)反應(yīng)有的以環(huán)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行，有的以開鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行。

1．差向異構(gòu)化

葡萄糖用稀堿液處理時，會部分轉(zhuǎn)變?yōu)楦事短呛凸牵蔀閺?fù)雜的混合物。這咱變化是通老祖宗醇式中間體來完成的。

D-果糖、D-甘露糖和D-葡萄糖的C-3、C-4，C-5和C-6的結(jié)構(gòu)完全相同，只有C-1和C-2的結(jié)構(gòu)不同，但是它們的C-1，C-2的結(jié)構(gòu)互變成烯醇型時，其結(jié)構(gòu)完全相同的。因此，不單是D-葡萄糖，而D-果糖或D-甘露糖在稀堿催化下，都能互變?yōu)槿叩幕旌衔铩?/p>

在含有多個手性碳原子的具有旋光性的異構(gòu)體之間，凡只有一個手性碳原子的構(gòu)型不同時，互稱為差向異構(gòu)體。D-葡萄糖和D-甘露糖就是C-2差向異構(gòu)體。因此，用稀堿處理D-葡萄糖得到D-葡萄糖、D-果糖三種物質(zhì)的平衡混合物的反應(yīng)叫做差向異構(gòu)化。

2．氧化作用

單糖無論是醛糖或酮糖都可與弱的氧化劑葉倫試劑、費(fèi)林試劑和本尼迪特試劑作用，生成金屬或金屬的低價氧化物。上述三種試劑都是堿性的弱氧化劑。單糖在堿性溶液中加熱，生成復(fù)雜的混合物。

單糖易被堿性弱氧化劑氧化說明它們具有還原性，所以把它們叫做還原糖。

單糖在酸性條件下氧化時，由于氧化劑的強(qiáng)弱不同，單糖的氧化產(chǎn)物也不同。例如，葡萄糖被溴水氧化時，生成葡萄糖酸；而用強(qiáng)氧化劑硝酸氧化時，則生成葡萄糖二酸。

溴水氧化能力較弱，它把醛糖的醛基氧化為羧基。當(dāng)醛糖中加入溴水，稍加熱后，溴水的棕色即可褪去，而酮糖則不被氧化，因此可用溴水來區(qū)別醛糖和酮糖。

3．成苷作用

單糖環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu)中的半縮醛羥基與另一分子醇或羥基作用時，脫去一分子水而生成縮醛。糖的這種縮醛稱為糖苷。例如α-和β-D-吡喃葡萄糖的混合物，在氯化氫催化下同甲醇反應(yīng)，脫去一分子水，生成α-和β-D-甲基吡喃葡萄糖苷的混合物。

α-和β-D-吡喃葡萄混合液 β-D-甲基吡喃葡萄糖苷　α-D-甲基吡喃葡萄糖苷

苷由糖和非糖部分組成。非糖部分稱為糖苷配基或苷元。糖和糖苷配基脫水后通過過“氧橋”連接，這種鍵稱為苷鍵。由于單糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)有α-和β-兩種構(gòu)型，所以可生成α-和β-兩種沒構(gòu)型的苷。天然苷多為β-構(gòu)型。苷的名稱是按其組成成分而命名的，并指出苷鍵和糖的構(gòu)型。天然苷常按其來源而用俗名。

糖苷結(jié)構(gòu)中已沒有半縮醛羥基，在溶液中不能再轉(zhuǎn)變成開鏈的醛式結(jié)構(gòu)，所以糖工苷無還原性，也沒有變旋現(xiàn)象。糖苷在中性或堿性環(huán)境中較穩(wěn)定，但在酸性溶液中或在酶的作用下，則水解生成糖和非糖部分。

糖苷是中草藥的有效成分之一，多為無色、無臭、有苦澀味的固體，但黃酮苷和蒽醌苷為黃色。

苷中含有糖部分，所以在水中有一定的溶解性。苷類都有旋光性，天然苷多為左旋體。

4．成酯作用

單糖分子中含多個羥基，這些羥基能與酸作用生成酯。人體內(nèi)的葡萄糖在酶作用下生成葡萄糖磷酸酯，如1-磷酸吡喃葡萄糖和6-磷酸吡喃葡萄糖等。

單糖的磷酸酯在生命過程中具有重要意義，它們是人體內(nèi)許多代謝的中間產(chǎn)物。

5．成脎反應(yīng)

單糖分子與三分子苯肼作用，生成的產(chǎn)物叫做糖脎。例如葡萄糖與進(jìn)量苯肼作用，生成葡萄糖脎。

無論是醛糖還是酮糖都能生成糖脎，成脎反應(yīng)可以看作是α-羥基醛或α-羥基酮的特有反應(yīng)。

糖脎是難溶于水的黃色晶體。不同的脎具有特征的結(jié)晶形狀和一定的熔點。常利用糖脎和這些性質(zhì)來鑒別不同的糖。

成脎反應(yīng)只在單糖分子的C-1和C-2上發(fā)生，不涉及其它碳原子，因此除了C-1和C-2以外碳原子構(gòu)型相同的糖，都可以生成相同的糖脎。例如：D-葡萄糖和D-果糖都生成相同的脎。