天然有机物

天然有机物相关知识总结，主要根据邢其毅的有机化学整理有机化学天然有机物的考点，和一些考试技巧，需要的收藏吧！

天然有机物

• 糖
  • 分类
    • 单糖
    • 双糖(二糖)
    • 寡糖
    • 多糖
  • 差向异构体
    • 含有多个手性碳原子的对应异构体相应的手性碳只有一个构型不同，其余构型都相同的两种糖称为差向异构体
      • 如果是 C2 构型不同，则称为 C2 差向异构体
    • 差向异构化作用：单糖在碱性作用下，发生酮式和烯醇式互变，得到另一个糖，两个互为差向异构体
  • 还原性糖与非还原性糖
    • 还原性糖
      • 能够被托伦 (Tollens) 试剂和费林 (Fehling) 试剂氧化的糖
      • 常见的单糖（无论是醛糖还是酮糖）均为还原性糖
      • 二糖分子中具有如果含有半缩醛羟基，则是还原性糖
        • 麦芽糖、纤维二糖、乳糖
    • 非还原性糖
      • 不能被 Tollens 试剂或 Fehling 试剂氧化的糖
      • 如果二糖分子分子中不含有半缩醛羟基则是非还原性糖
        • 蔗糖
  • 变旋光现象
    • 新配制的单糖溶液，随着时间的变化，其比旋光度逐渐增加或减少，最后达到恒定值的现象
  • 糖的递升与递降
    • 递升
      • 从醛糖经与HCN 加成而增加一个碳原子后（生成 α- 羟基腈），再经水解、还原生成多一个碳原子的醛糖，这个方法称为递升
    • 递降
      • Wohl 递降法
        • 从己糖可减去一个碳原子而成戊糖，或戊糖降一级而成丁糖。其中，与生成腈的方法
      • Ruff 降级法
        • 将葡萄糖用电解法氧化（或用溴水氧化）再与氢氧化钙反应变成葡萄糖酸钙以后，再用过氧化氢及亚铁盐处理，可以去掉一个碳原子，变成低一级的戊醛糖---D-(-)- 阿拉伯糖
  • 糖苷
    • 配糖物（简称为糖苷）
      • 凡糖的半缩醛式羟基（简称为苷羟基）与另一个羟基化合物失水而生成的缩醛
    • 糖苷分解后生成糖和非糖部分（羟基化合物），后者叫做配基或配质，糖的部分叫做糖苷基，全名为某糖某苷
  • 成醚和成酯
    • 成醚
      • 糖的羟基具有醇的性质，可由 Williamson 合成醚的方法把糖中的羟基转化为醚。 如葡萄糖用 Ag2O 和 CH3I 处理可得高产率的五甲基醚。将葡萄糖转化为甲基糖苷 后，在碱性条件下用硫酸二甲酯( (CH3)2SO4 )处理，同样可以得到糖甲基醚
    • 成酯
      • 最一般的条件是弱碱，如醋酸钠、吡啶催化下与醋酸酐反应，可得到所有羟基被酯化的产物
  • 环缩醛、酮的生成
    • 1,2- 或 1,3-二醇在酸催化下容易与醛、酮反应生成环缩醛、酮。糖含有多个羟基 也发生类似反应，但因糖以环的形式存在只有两个羟基在环的同侧时才容易与醛或酮作用
  • 成脎反应
    • 由于反应是在羰基和具有羟基的 α-碳上进行的，单糖一般在 C1和 C2上发生。若糖这是 C1或者 C2构型或羰基不同其它手性碳原子都相同，则生成的脎也相同
  • 糖的氧化和还原
    • 氧化
      • 碱性条件
        • 醛糖具有醛基（或半缩醛羟基），很容易被托伦试剂或费林试剂氧化
      • 酸性条件
        • 溴水
          • 氧化糖的醛基生成糖酸
          • 在酸性条件下糖不发生差向异构化，因此溴水只能氧化醛糖，不能氧化酮糖，该反应可用于鉴别醛糖和酮糖，也可用于糖酸的制备
        • 硝酸
          • 不但可氧化糖的醛基，还可以氧化端基的 CH2OH
          • 可作为糖二酸的制备方法，还常用于糖的结构推测.酮糖在同样条件下氧化，导致 C1 -C2 键的断裂
          • 硝酸的氧化反应用于糖苷分子中环的大小测定
        • 高碘酸
          • 糖苷也能被 HIO4 氧化
    • 还原
      • 糖的羰基可被催化氢化或金属氢化物还原，其产物叫糖醇
        • 该反应与硝酸氧化一起常用于糖的结构推测
• 氨基酸、蛋白质和核酸
  • 氨基酸
    • 氨基酸的两性与等电点
      • 两性
        • 氨基酸分子中的氨基是碱性的，而羧基则是酸性的，一般情况下不是以游离的羧基或氨基，而是以内盐形式（偶极离子）存在的
      • 等电点
        • 当溶液为某一pH 时，负离子 ( II ) 和正离子 ( III ) 的浓度相等，净电荷等于零，在电场中氨基酸既不向正极也不向负极移动，这时溶液的 pH 值称为该氨基酸的等电点（用 pI 表示）
          • pI 值大小顺序： 碱性氨基酸 > 中性氨基酸 > 酸性氨基酸
        • 不同氨基酸具有不同的等电点
        • 意义
          • 此时溶液中以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大，而它的溶解度最小，可以结晶析出
          • 由于氨基酸具有两性离子性质，溶解度就增大，不能结晶出来。所以调节 pI ，可以分离氨基酸
    • 氨基酸的合成
      • Strecker 合成法
        • 醛与 HCN、 NH3 反应先生成氰胺，然后水解生成氨基酸
      • 盖布瑞尔合成法
      • 丙二酸酯法
        • 邻苯二甲酰亚胺丙二酸酯法
        • 乙酰氨基丙二酸酯法
  • 蛋白质的盐析与变性
    • 盐析
      • 在蛋白质溶液中加入某些中性盐（例如：硫酸铵、硫酸钠），当盐的浓度达到相当大时，蛋白质颗粒表面的双电层和水膜被破坏，使蛋白质颗粒凝聚而沉淀
      • 盐析是一种可逆过程
    • 变性
      • 变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响，改变其分子内部结构和性质的作用
      • 变性是不可逆过程
      • 蛋白质变性的化学方法
        • 加强酸、碱、尿素、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等
      • 蛋白质变性的物理方法
        • 干燥、加热、高压、激烈震荡或搅拌、紫外线、X- 射线的照射、超声波处理等
  • 核酸
    • 核酸也是高分子结构，分为核糖核酸和脱氧核糖核酸。构成核酸的单体是核苷酸，核苷酸完全水解后成三种不同的化合物：磷酸、戊糖、碱基
    • 存在于核苷酸中的碱基都是嘧啶或嘌呤的羟基和氨基衍生物，最常见的只有五种。其中嘧啶衍生物三种：脲嘧啶(U)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)，嘌呤衍生物两种：腺嘌呤(A)，鸟嘌呤(G)
    • 核酸按其分解后所得戊糖的组成不同可以分为两大类：核糖核酸（RNA) 和脱氧核糖核酸（DNA）
      • DNA 主要存在于细胞核内，它分解后得到的戊糖是 β-D-2-脱氧核糖
      • RNA 存在于细胞质中，它分解得到的戊糖是 β-D-核糖
    • 在 DNA 的双螺旋结构中，碱基的配对规律是：A―T，G―C
• 萜类和甾族化合物
  • 萜类
    • 萜类化合物的碳干可以划分成若干个异戊二烯单位，称之为异戊二烯规则
      • 注：遇到萜类化合物的选择题，直接数碳数除以十就是萜数（不需要去裁剪成异戊二烯，因为有时候自己看不出来）
  • 甾族