结构生物化学/碳水化合物/通过高碘酸裂解阐明碳水化合物结构
高碘酸降解是阐明碳水化合物结构的一种重要方法。高碘酸 (HIO4) 是一种试剂，它可以通过氧化裂解糖中的碳-碳键。高碘酸会攻击碳水化合物中的邻二醇，并将这些基团氧化形成羰基化合物。该反应机理涉及一个环状高碘酸酯，它与两个相邻的醇官能团反应，这些官能团被氧化成羰基官能团。
当糖与过量高碘酸反应时，每个碳-碳键都会断裂，形成一个特征性的单碳化合物组成，这可以提供有关该碳水化合物结构的一些信息。该反应的一个快速经验法则是，对于碳水化合物中的任何给定的碳原子，对于每个断裂的碳-碳键，该碳原子将被氧化一次。因此，每个断裂的键将被一个 OH 基团取代。如果存在任何具有两个 OH 基团的碳，它将失去水并变成羰基。最终产物将是酮或醛。
例如，醛有一个碳-碳键，将反应形成甲酸。仲醇将断裂 2 个碳-碳键，并将被氧化两次，也形成甲酸。伯醇将断裂一个碳-碳键，并将被氧化一次形成甲醛。酮将断裂两个碳-碳键，形成二氧化碳 (CO2)。
该方法可以提供一些线索来阐明未知碳水化物的结构。通过分析上述产物的比例，可以获得有关存在的官能团类型的一些信息。具体来说，由于酮在与高碘酸反应时氧化成二氧化碳，因此该方法可以提供有关所讨论的碳水化合物是醛糖还是酮糖的线索。此外，碳水化物的尺寸可以通过消耗的高碘酸的量来揭示。一份高碘酸对应于一个碳-碳键的断裂。例如，一个六碳碳水化合物将消耗 5 份高碘酸。
高碘酸裂解的一个例子是 D-葡萄糖的一份量降解成 5 份甲酸和一份甲醛。
高碘酸裂解的另一个例子是 D-果糖的一份量降解成 3 份甲酸，2 份甲醛和一份二氧化碳。