单糖或单糖是不能水解成较小碳水化合物的碳水化合物。与所有碳水化合物一样，单糖由三种化学元素组成：碳、氢和氧。它是碳水化合物分子的最简单类型，通常作为形成更复杂分子的基础。

单糖包括醛糖、酮糖及其衍生物。单糖的一般化学式为CnH2nOn或（CH2O）n。单糖的例子包括三种最常见的形式：葡萄糖（葡萄糖）、果糖（左旋果糖）和半乳糖。

关键外卖：单糖

• 单糖是最小的碳水化合物分子。它们不能被分解成更简单的碳水化合物，所以它们也被称为单糖。
• 单糖的例子包括葡萄糖、果糖、核糖、木糖和甘露糖。
• 单糖在体内的两个主要功能是能量储存和作为更复杂糖类的组成部分，用作结构元素。
• 单糖是溶于水的结晶固体，通常有甜味。

性质

在纯形式中，单糖是结晶、水溶性、无色固体。单糖具有甜味，因为OH基团的方向与舌头上检测甜味的味觉受体相互作用。通过脱水反应，两个单糖可以形成双糖，三到十个可以形成低聚糖，十个以上可以形成多糖。

功能

单糖在细胞内有两个主要功能。它们被用来储存和产生能量。葡萄糖是一种特别重要的能量分子。当它的化学键断裂时，能量就会释放出来。单糖也被用作构建基块，以形成更复杂的糖，这是重要的结构元素。

结构和命名法

化学式（CH2O）n表示单糖为碳水合物。然而，化学式并没有表明碳原子在分子中的位置或糖的手性。单糖是根据它们含有多少碳原子、羰基的位置和它们的立体化学来分类的。

化学式中的n表示单糖中的碳原子数。每个单糖含有三个或更多的碳原子。它们是按碳的数量分类的：三糖（3）、四糖（4）、戊糖（5）、己糖（6）和庚糖（7）。注意，所有这些类别都以-ose结尾命名，表明它们是碳水化合物。甘油醛是一种三糖。红糖和苏氨酸是破伤风糖的例子。核糖和木糖是戊糖的例子。最丰富的单糖是己糖。这些包括葡萄糖、果糖、甘露糖和半乳糖。七庚酮糖和甘露庚酮糖是七庚糖单糖的例子。

醛糖在末端碳原子上有不止一个羟基（-OH）和一个羰基（C=O），而酮糖的羟基和羰基附着在第二个碳原子上。

分类系统可以结合起来描述一种简单的糖。例如，葡萄糖是一种醛己糖，而核糖是一种酮己糖。

线性与循环

单糖可能以直链（无环）分子或环状（环状）分子的形式存在。直分子的酮基或醛基可与另一碳上的羟基可逆反应形成杂环。在环中，一个氧原子连接两个碳原子。由五个原子组成的环称为呋喃糖，而由六个原子组成的环称为吡喃糖。在自然界中，直链、呋喃糖和吡喃糖形式平衡存在。称一个分子为“葡萄糖”可以指直链葡萄糖、呋喃葡萄糖、吡喃葡萄糖或其混合物。

立体化学

单糖具有立体化学性质。每种单糖可以是D-（右旋）或L-（左旋）形式。D型和L型是彼此的镜像。天然单糖为D型，而合成单糖通常为L型。

环状单糖也显示立体化学。取代羰基氧的-OH基团可以位于两个位置之一（通常位于环的上方或下方）。异构体用前缀α-和β-表示。

来源

• 费隆，W.F.（1949年）。生物化学导论（第二版）。伦敦：海涅曼。ISBN 9781483225395。
• IUPAC（1997）化学术语汇编（第二版）。由A.D.麦克诺特和A.威尔金森汇编。布莱克威尔科学出版社。牛津。doi:10.1351/goldbook.M04021 ISBN 0-9678550-9-8。
• 麦克莫里，约翰。(2008). 有机化学（第7版）。加利福尼亚州贝尔蒙特：汤姆森·布鲁克斯/科尔。
• 皮格曼，W。；霍顿，D.（1972年）。“第1章：单糖的立体化学”。在Pigman和Horton（编）。《碳水化合物：化学与生物化学》第1A卷（第2版）。圣地亚哥：学术出版社。ISBN 9780323138338。
• 所罗门，E.P。；伯格，L.R。；Martin，D.W.（2004年）。生物学。圣吉学习。ISBN 978-0534278281。