糖类
【学习目标】
1、了解糖类的组成和分类以及糖类在工农业生产和社会生活中的广泛方法应用和重要意义；
2、掌握糖类中重要的代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和主要性质，它们之间的相互转化关系以及与烃的衍生物的关系。
【要点梳理】
要点一、糖类的组成和分类
1．糖类的组成。
(1)糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物，大多数糖类的分子组成可用通式C m(H2O)n来表示(m、n可以相同，也可以不同)。
注意：对糖类的通式的理解应注意两点：
①该通式只表明糖类由C、H、O三种元素组成，并未反映糖类的结构特点。
②有些属于糖类的物质不符合该通式，如脱氧核糖C5H10O4；而有些符合该通式的物质却不属于糖类。如乙酸
CH3COOH、乳酸。
(2)从结构上看，糖类可定义为多羟基醛或多羟基酮，以及水解后可以生成多羟基醛或多羟基酮的化合物。
2．糖类的分类。
(1)根据能否水解以及水解后的产物，糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。
单糖是不能水解的糖，一般为多羟基醛或多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖等。
低聚糖是1 mol糖水解后能产生2 mol～10 mol单糖的糖类。其中以二糖最为重要，常见的二糖有麦芽糖、蔗糖和乳糖等。
多糖是1 mol糖水解后能产生很多摩尔单糖的糖类。如淀粉、纤维素等。多糖属于天然高分子化合物。
(2)单糖、低聚糖、多糖之间的相互转化关系为：
(3)糖类是绿色植物光合作用的产物，是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。
要点二、糖类的结构和性质
1．葡萄糖的结构、性质和用途。
葡萄糖是自然界中分布最广的单糖，主要存在于葡萄及其他带有甜味的水果、蜂蜜中，植物的种子、叶、根、花中，动物的血液、脑脊液和淋巴液中。
(1)分子结构。
葡萄糖的分子式为C6H12O6，结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。它是一种多羟基醛。
(2)物理性质。
葡萄糖是无色晶体，熔点为146℃，有甜味，但甜度不如蔗糖，易溶于水，稍溶于乙醇，不溶于乙醚。(3)化学性质。
葡萄糖分子中含有醛基和醇羟基，可发生氧化、加成、酯化等反应。
①氧化反应。
a．燃烧。
C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(1)ΔH=－2804kJ·mol－1
b．被银氨溶液或新制的Cu(OH)2氧化。
−−→CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH∆
−−→CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2∆
②加成反应。
−−→CH2OH(CHOH)4CH2OH(己六醇)
CH2OH(CHOH)4CHO+H2Ni∆
③酯化反应。
特别提示：葡萄糖是单糖，不能发生水解反应。
(4)主要用途。
葡萄糖用于糖果制造业，还可用于医药工业。
2．果糖简介。
(1)果糖是最甜的糖，广泛分布在植物中，在水果和蜂蜜中含量较高。
(2)果糖的分子式为C6H12O6，结构简式为，它是一种多羟基酮。果糖与葡萄糖互为同分异构体。
(3)纯净的果糖为无色晶体，熔点为103～105℃，它不易结晶，通常为黏稠性液体，易溶于水、乙醇和乙醚。果糖是最甜的糖。
(4)果糖分子中含有酮基和醇羟基，能发生加成、酯化反应。
3．蔗糖与麦芽糖。
蔗糖与麦芽糖都是重要的二糖，蔗糖为白色晶体，麦芽糖为无色晶体，两者都易溶于水，都有甜味。
4．淀粉与纤维素。
淀粉和纤维素是最重要的多糖。两者具有相同的分子通式(C6H10O5)n。它们都是由许多个单糖单元(C6H10O5)构成的天然高分子化合物。但由于n值不同，两者不是同分异构体关系，又由于结构不同，两者也不是同系物关系。
(2)淀粉和纤维素的主要化学性质。
①都无还原性。
淀粉和纤维素都不能被银氨溶液或新制的Cu(OH)2氧化，因而都没有还原性。 ②都能水解，其水解的最终产物都是葡萄糖，但纤维素比淀粉更难水解。
(C 6H 10O 5)n +nH 2O H
+
∆−−−
→nC 6H 12O 6 (淀粉或纤维素) (葡萄糖)
③淀粉遇碘单质变蓝色，纤维素遇碘单质不变色，因此可用碘单质来鉴定淀粉的存在或区分淀粉和纤维素。 ④纤维素分子的每个单糖单元有3个醇羟基，其分子通式可表示为[C 6H 7O 2(OH)3]n ，能表现出醇的性质。如能与HNO 3、CH 3COOH 等发生酯化反应。 要点三、糖类之间的相互转化关系
注：C 6H 12O 6−−−−
→酒化酶
2C 2H 5OH+2CO 2。 【典型例题】
类型一：糖类的结构和性质
例1美国科学家最近发明了利用眼泪来检测糖尿病的装置，其原理是利用氯金酸钠（NaAuCl 4）溶液与眼泪中的葡萄糖反应生成纳米金单质颗粒（直径为20nm-60nm ），下列说法中错误的是() A ．葡萄糖具有还原性
B ．葡萄糖的结构简式为CH 2OH(CHOH)4CHO
C ．检测时NaAuCl 4发生氧化反应
D ．纳米金单质颗粒分散在水中所得的分散系能产生丁达尔效应
【思路点拨】葡萄糖的官能团是醛基，醛基具有还原性。 【答案】C
【解析】A 项葡萄糖中含有醛基，醛基具有还原性，故A 正确；B 项葡萄糖的结构简式为CH 2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO ，故B 正确；C 项氯金酸钠变为金化合价降低，发生还原反应，故C 错误；D 纳米金单质颗粒直径为20nm-60nm ，分散在水中所得的分散系为胶体，故D 正确。故选C 。
【总结升华】糖类曾经被认为“碳水化合物”很长时间，后来研究发现，并不是所有的糖类符合碳水化合物的组成；糖类的定义和有甜味并没有必然联系；单糖不能发生水解，二糖、多糖才可以发生水解，其产物是单糖。 举一反三：
【变式1】下列各糖能发生水解，且属于还原性糖自是() A ．葡萄糖 B ．蔗糖 C ．麦芽糖 D ．纤维素
【答案】C
【变式2】关于淀粉和纤维素的下列说法中，正确的是() A ．两者都能水解，且水解的最终产物相同 B ．两者实验式相同，且互为同分异构体 C ．两者都属于糖类，且都没有甜味
D ．两者都属于高分子化合物，且遇碘单质都显蓝色 【答案】A 、C
类型二：糖类的水解及产物的检验
例2 向淀粉溶液中加少量稀H 2SO 4，加热使淀粉水解，为测其水解程度，需要的试剂是() ①NaOH 溶液 ②银氨溶液 ③新制的Cu(OH)2悬浊液 ④碘水 A ．④ B ．②④ C ．①③④ D ．③④
【思路点拨】解答时注意“测其水解程度”的意义，有两层含义，一是测其是否水解，二是测其是否完全水解。再分析具体的检验方法。 【答案】C
【解析】测定淀粉的水解程度应分为三种情况：(1)完全水解，(2)部分水解，(3)没有水解。若完全水解，证明没有淀粉，可用碘水检验；若部分水解，证明既有淀粉又有葡萄糖，可用碘水检验淀粉的存在，可用银氨溶液
