天然藥物化學課件第三章糖和苷

1、天天 然然 藥藥 物物 化化 學學natural medicine chemistry生物工程學院生物工程學院鄭一敏鄭一敏 教授教授第三章第三章糖與苷糖與苷 天天 然然 藥藥 物物 化化 學學主要內(nèi)容主要內(nèi)容 單糖的絕對構(gòu)型、端基差向異構(gòu)體、構(gòu)象、主要化學性質(zhì)（氧化、糠醛反應、羥基反應等）。 檢視方法；苷類化合物的結(jié)構(gòu)特征和分類及苷類化合物的定義，苷鍵酸催化水解、堿催化水解、酶催化水解、過碘酸氧化裂解、乙酰解；糖和苷的提取方法與核磁共振特征。 重點重點 糖和苷類化合物的結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì)、苷鍵裂解的規(guī)律及波譜糖和苷類化合物的結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì)、苷鍵裂解的規(guī)律及波譜特征，檢視方法。特征，檢視方法。一

2、一 概述概述 糖類又稱碳水化合物（carbohydrates）一類最豐富的天然產(chǎn)物，其與人類關系極為密切，食用的蔗糖、糧食的主要成分淀粉、棉布的棉纖維。 糖類在中草藥中分布十分廣泛，常常占植物干重的80%90%。糖類與核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)一起合稱生命活動所必需的四大類化合物。從化學結(jié)構(gòu)上看是多羥基內(nèi)半縮醛（酮）及其縮聚物。根據(jù)其分子水解反應的情況，可以分為單糖、低聚糖和多糖。 1單糖：不能水解的最簡單的多羥基內(nèi)半縮醛（酮）。 如葡萄糖等。 2低聚糖：水解后能生成2個以上10個以下的單糖分子。 如：蔗糖（d-葡萄糖-d果糖） 麥芽糖（葡萄糖14葡萄糖） 3多糖：水解后能生成多個單分子。 如：淀粉、

3、纖維素等 由一種單糖組成由一種單糖組成均多糖均多糖 由二種以上單糖組成由二種以上單糖組成雜多糖雜多糖 苷苷糖糖+ +非糖。如：黃酮苷、皂苷等。非糖。如：黃酮苷、皂苷等。二二 結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型 （一）、糖的表示式（一）、糖的表示式 單糖是多羥基醛或酮。從三碳糖至八碳糖自然界都有存在。以fischer式表示天然常見糖如下：ch2ohchochoch3choch2ohochoch2ohd-木糖l-鼠李糖d-葡萄糖d-果糖五碳醛糖甲基五碳醛糖六碳醛糖六碳酮糖 單糖在水溶液中形成半縮醛環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即成呋喃糖和吡喃糖。 具有六元六元環(huán)結(jié)構(gòu)的糖吡喃糖（pyranose） 具有五元五元環(huán)結(jié)構(gòu)的糖呋喃糖（fura

4、nose） 單糖處于環(huán)狀結(jié)構(gòu)時，可用haworth式表示。 如：葡萄糖c h oc h2o hod-葡 萄 糖（二）、（二）、fischer與與haworth的轉(zhuǎn)換及其相對構(gòu)型的轉(zhuǎn)換及其相對構(gòu)型單糖成環(huán)后新形成的一個不對稱碳原子稱為端基碳（anomeric carbon）。生成的一對差向異構(gòu)體（anomer）有、二種構(gòu)型。從fischer式看（c1與c5的相對構(gòu)型）c1-oh與原c5（六碳糖）或c4（五碳糖）-oh，順式為順式為，反式為，反式為。從haworth式看c1-oh與c5（或c4）上取代基之間的關系：同側(cè)為，異側(cè)為。choch2ohoocch2ohhohocch2ohohhod-葡萄

5、糖異側(cè)同側(cè)異側(cè)同側(cè)cch2ohohhchocch2ohhohcho-oh甘油醛d 型l 型occh2ohohhchochoch2ohchoch3ch3o-oh甘油醛d 型d-葡萄糖l-鼠李糖-d-葡萄糖-l-鼠李糖（三）、（三）、 糖的絕對構(gòu)型（糖的絕對構(gòu)型（d d、l l）以以-oh甘油醛為標準，將單糖分子的編號最大的不對稱碳原子的構(gòu)型與甘油醛作比較而命名分子構(gòu)型的方法。fischer式中最后第二個碳原子上-oh向右的為d型，向左的為l型。haworth式中c5向上為向上為d d型型，向下為向下為l l型型。（四）、（四）、環(huán)的構(gòu)象環(huán)的構(gòu)象呋喃糖五元環(huán)接近在同一平面上。唯醛糖的呋喃糖五元環(huán)接

6、近在同一平面上。唯醛糖的c3、酮糖的c4超出平面0.5a，幾乎是固定的結(jié)構(gòu)。呋喃糖六元環(huán)有船式和椅式構(gòu)象，在溶液或固體狀態(tài)是都是椅式構(gòu)象，不是c1便是1c。c表示椅式（chair form）。ooo1234(2)(3)(4)(5)ooc1式1c式1234512345ooo-d-葡萄糖c1式1c式以c2、c3、c5、o四個原子構(gòu)成的平面為準，c4處面上，c1處面下的標為4c1，簡稱c1，反之1c4簡稱1c。angyal用總自由能來分析構(gòu)象式的穩(wěn)定性，比較二種構(gòu)象式的總自由能差值，能量低的是優(yōu)勢構(gòu)象。如：葡萄糖的二種構(gòu)象式的比較：第三節(jié)第三節(jié) 糖和苷分類糖和苷分類糖勻體糖勻體指均由糖組成的物質(zhì)。如

7、單糖、低聚糖、多糖等。指均由糖組成的物質(zhì)。如單糖、低聚糖、多糖等。 1常見單糖常見單糖ochoch2ohchoch3ch3ochoch2ohochoch2ohochoch2ohooochoch2ohor1r2or1r2-oh-ohd-葡萄糖l-鼠李糖d-半乳糖d-甘露糖d-木糖d-果糖當構(gòu)成二糖或多糖時呋喃當游離存在時吡喃2氨基糖氨基糖是指單糖的伯或仲醇基置換成氨基的糖類。是指單糖的伯或仲醇基置換成氨基的糖類。oohonh2ohnh32-氨基-2-去氧-d-glucose 3糖醇糖醇 單糖的醛或酮基還原成羥基后所得的單糖的醛或酮基還原成羥基后所得的多元醇稱糖醇。多元醇稱糖醇。c h2o hc

8、h2o hd - 山 梨 醇4去氧糖去氧糖通常在c2上無-oh，強心苷中較多見。單糖分子的一個或二個羥基為氫原子代替的糖叫去氧糖。單糖分子的一個或二個羥基為氫原子代替的糖叫去氧糖。ch2choch3d-毛地黃毒糖（2,6-二去氧糖）糖類功能1. 生命活動所需能量來源；2. 重要的中間代謝產(chǎn)物；3. 構(gòu)成生物大分子；4. 分子識別作用。組成：c:h:o=1:2:1單糖分類己糖丙糖戊糖丁糖重要的單糖重要的單糖 甘油醛甘油醛 核糖核糖 脫氧核糖脫氧核糖半縮醛羥基半縮醛羥基葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 半乳糖半乳糖寡糖 麥芽糖 (maltose) 兩分子葡萄糖由糖苷鍵連接，具還原性 蔗糖 (sucrose)

9、 由一分子葡萄糖和一分子果糖通過糖苷鍵連接而成，無還原性, 主要的糖。乳糖(lactose)半乳糖和葡萄糖結(jié)合而成存在于哺乳動物的乳汁中寡寡 糖（糖（oligosaccharides）雙糖：麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等雙糖：麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等-麥芽糖多糖多糖均一多糖 淀粉 植物細胞（谷粒，塊根，果實）糖原 動物細胞（如肝細胞中的糖原）纖維素 植物細胞木材-50%纖維素，棉花-90%纖維素非均一多糖 透明質(zhì)酸 軟骨素多糖（多糖（polysaccharides）多糖：由很多單糖分子縮合脫水而成的分支或不分支的長鏈分子，如淀粉、糖原、纖維素纖維素- 葡萄糖（二）苷（二）苷( (糖雜體糖

10、雜體)糖及其衍生物與非糖組成的糖及其衍生物與非糖組成的化合物化合物苷苷分類：1按苷原子不同分類按苷原子不同分類氧苷ohohoohohoh紅景天苷紅景天苷氧苷氧苷天麻苷天麻苷och3ohohohohoh氧苷白黎蘆醇苷白黎蘆醇苷ohochohchohohohoh 氮苷舉出四種你知道的氮苷舉出四種你知道的氮苷?2hoonnohohnhnnho（3）硫苷）硫苷oso2kglcscnch2=chch2蘿卜苷蘿卜苷（4）碳苷）碳苷ohohoohoohoohohohhoohohohoohoohoohohoh芒果苷芒果苷異芒果苷異芒果苷碳苷碳苷och2ohohohohohohooh蘆薈苷蘆薈苷碳苷碳苷ohoh

11、oohoohohohohooh葒草素葒草素2按苷元不同分類按苷元不同分類如：黃酮苷、蒽醌、香豆素、強心苷、皂苷等。如：黃酮苷、蒽醌、香豆素、強心苷、皂苷等。3按苷鍵按苷鍵醇苷：醇羥基與糖端基羥基脫水而成的苷。紅景天苷oohohohohoh酚苷：酚羥基而成的苷。如天麻苷。天麻苷天麻苷ch2ohoglc酯苷：苷元以-cooh和糖的端基碳相連接的是酯苷。如山慈菇苷a。山慈姑苷山慈姑苷oooch3oh氰苷：是指一類羥腈的苷。如野櫻苷。r=h 野櫻桃苷野櫻桃苷r= -d-glc 苦杏仁苷苦杏仁苷ncocorh4按端基碳構(gòu)型分按端基碳構(gòu)型分 苷，多為l型； 苷，多為d型。5按連接單糖個數(shù)分按連接單糖個數(shù)分

12、 1個糖單糖苷 2個糖雙糖苷 3個糖叁糖苷6按糖鏈個數(shù)分按糖鏈個數(shù)分 1個位置成苷單糖鏈 2個位置成苷雙糖鏈7按生物體內(nèi)存在分按生物體內(nèi)存在分 原級苷在植物體內(nèi)原存在的苷； 次級苷原級苷水解掉一個糖或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。例：oochcnooochcon野櫻苷苦杏仁苷+glc 苦杏仁酶四、四、 糖和苷的物理性質(zhì)糖和苷的物理性質(zhì) （一）、（一）、 溶解性溶解性 糖糖小分子極性大，水溶性好，隨著聚合度增高，水溶性下降。小分子極性大，水溶性好，隨著聚合度增高，水溶性下降。 多糖難溶于冷水，或溶于熱水成膠體溶液。 單糖極性單糖極性 雙糖極性雙糖極性 （與羥基和碳的分擔比有關，即按-oh/c 的分擔情況而定）苷

13、親水性（其大小與連接糖的數(shù)目、位置有關）。苷元為親脂性。（二）、味覺（二）、味覺 單糖低聚糖甜味。 多糖無甜味（隨著糖的聚合度增高，則甜味減?。?。 苷類苦（人參皂苷）、甜（甜菊苷）等。（二）、旋光性及其在構(gòu)型測定中的應用（二）、旋光性及其在構(gòu)型測定中的應用具有多個不對稱碳原子具有多個不對稱碳原子用于苷鍵構(gòu)型的測定（即用于苷鍵構(gòu)型的測定（即、苷鍵）。苷鍵）。多數(shù)苷類呈左旋。利用旋光性旋光性 測定苷鍵構(gòu)型測定苷鍵構(gòu)型方法方法klyneklyne法：法：將苷和苷元的分子旋光差與組成該苷的糖的一對甲苷的分將苷和苷元的分子旋光差與組成該苷的糖的一對甲苷的分子旋光度進行比較，數(shù)值上相接近的一個便是與之有相

14、同苷鍵的一個。子旋光度進行比較，數(shù)值上相接近的一個便是與之有相同苷鍵的一個。 例：有一苷 =-273.03（g代表苷），知是豆甾醇的葡萄糖苷，苷元豆甾醇ma=-210.04（a代表苷元），求苷的構(gòu)型？gdm（已知：葡萄糖甲苷=+308.6 =-66.4）解：mg-ma=m= - 273.03-(-210.04)=- 62.99與題給出的型-66.4接近，故該苷構(gòu)型為型。ch2ohchoch2ohcoohcoohcoohbr2 / h2o稀 hno3rcohhhrcohhohrcohrcoohrchrohrcohrohrcoroo- h2oo- h2o伯醇醛羧酸仲醇酮（三）、糖的化學性質(zhì)（三）、

15、糖的化學性質(zhì)糖的化學性質(zhì)在普通有機化學中已有所涉及，下面介紹的主要是糖的化學性質(zhì)在普通有機化學中已有所涉及，下面介紹的主要是一些與糖的分離和結(jié)構(gòu)測定密切相關的化學反應。一些與糖的分離和結(jié)構(gòu)測定密切相關的化學反應。1、氧化反應、氧化反應單糖的分子有醛（酮）、伯醇、仲醇和鄰二醇等結(jié)構(gòu)，氧化條件單糖的分子有醛（酮）、伯醇、仲醇和鄰二醇等結(jié)構(gòu)，氧化條件不同其產(chǎn)物也不同，如：不同其產(chǎn)物也不同，如：化學反應的活潑性：端基碳原子 伯碳 仲碳（即c1-oh、c6-oh、c2c3c4-oh）以過碘酸反應為例來了解糖的氧化反應的應用。過碘酸反應主要作用于：鄰二醇、-氨基醇、-羥基醛（酮）、鄰二酮和某些活性次甲基等

16、結(jié)構(gòu)。rccrhho ho hrccrho hoccchho ho hho hcchhn h2o hccoorri o4i o4i o4i o4i o4r - c h or- c h or - c h or- c h oh c o o hr - c h or - c o o hr - c h or- c h on h3r - c o o hr - c o o hcchho ho-2-+鄰 二 醇- 羥 基 酮- 氨 基 醇鄰 二 酮反應特點：反應特點：（）反應反應定量進行（試劑與反應物基本是1：1）；在在水溶液中進行或有水溶液（否則不反應）；反應速度：反應速度：順式 反式（因順式易形成環(huán)式中間

17、體）；游離游離單糖，產(chǎn)物及消耗過碘酸用fischer式計算；式計算； 成苷時糖，產(chǎn)物及消耗過碘酸用haworth式計算；式計算；choch2ohoio4ochoohcohohohcio4d-葡萄糖需消耗5分子過碘酸3-+2 hcooh醚鍵開襲+hcooh2-hcho+2 hcoohoohohoohoohohooh611,6-d-葡萄呋喃糖酐1,6-d-半乳呋喃糖酐在異邊而無扭轉(zhuǎn)余地的鄰二醇不起反應，如：在異邊而無扭轉(zhuǎn)余地的鄰二醇不起反應，如：用途：用途：（）推測糖中鄰二推測糖中鄰二-oh多少；（試劑與反應物基本是1：1）；對同一分子式的糖來說，推測對同一分子式的糖來說，推測吡喃糖吡喃糖還是還是

18、呋呋喃糖喃糖；oohohohoroohch2ohorhio4hio4具鄰三-oh可產(chǎn)生甲酸無甲酸產(chǎn)生corhohrrcohhorrohrchororclhclh+氣氣半縮醛羥基半縮醛縮醛醛醇推測低聚糖和多聚糖的聚合度；推測低聚糖和多聚糖的聚合度；推測推測1,3連接還是1,4連接（糖與糖連接位置）（糖與糖連接都是半縮醛-oh連接，即端基碳連接）單 糖礦 酸（10% hcl）單 糖脫 水多 糖濃 酸（410n）加 熱-3h2o呋 喃 環(huán) 結(jié) 構(gòu)rcho葡萄糖c-h2so4-3 h2o糠醛5-羥甲糠醛r= hr= ch2oh糠醛衍生物+芳胺或酚類（苯酚、萘酚、苯胺、蒽酮等）縮合顯色molish反應：

19、 樣品 + 濃h2so4 + -萘酚 棕色環(huán)*多糖、低聚糖、單糖、苷類，與molish反應均為（+）2、糠醛形成反應（、糠醛形成反應（molish反應）反應）3、羥基反應、羥基反應糖的糖的-oh反應：醚化、酯化和縮醛（酮）化?；钚宰罡叩陌肟s醛羥基（c1-oh），其次是伯醇基（c6-oh），仲醇次之。（伯醇因其處于末端的空間，對反應有利，因此活性高于仲醇。）（1）醚化反應（甲基化）醚化反應（甲基化）除苷鍵上甲氧基外，其余甲醚鍵對稀酸堿都很穩(wěn)定，須用濃氫碘酸或氫溴酸除苷鍵上甲氧基外，其余甲醚鍵對稀酸堿都很穩(wěn)定，須用濃氫碘酸或氫溴酸才能開裂。（才能開裂。（）haworth法（不常用） 含糖樣品 +

20、me2so4 + 30%naoh 醇-oh全甲基化全甲基化（需反復（需反復68次） （硫酸二甲酯） （濃堿）（甲基化物可用紅外光譜測試直到無-oh吸收峰為止）制備成甲苷用限量試劑，即克分子比1 1時，可得甲苷。purdie法 樣品 + mei + ag2o 全甲基化全甲基化（醇（醇-oh）只能用于苷，不宜用于還原糖（即有c1-oh的糖）。因ag2o有氧化作用，可使c1-oh氧化。hakomori法（箱守法） 樣品 + dmso + nah + mei 全甲基化（一次即可）該反應是在非水溶劑中，即二甲基亞砜（dmso）溶液中進行反應。重氮甲烷法（重氮甲烷法（ch2n2）樣品 + ch2n2 /

21、et2o + meoh 部分甲基化部分甲基化（-cooh、-cho等）（2）?；磻セ磻；磻セ磻┝u基活性與甲基化反應相同（羥基活性與甲基化反應相同（c1-oh、c6-oh、c3最難）由于c2位取代后，引起的空間障礙，使得c3最難被?；＠悯；膳袛嗵巧?oh數(shù)目、保護-oh等。（3）縮酮和縮醛化反應縮酮和縮醛化反應酮或醛在脫水劑如礦酸、無水酮或醛在脫水劑如礦酸、無水zncl2、無水cuso4等存在下可與多元醇的二個有適當空間位置的羥基易形成環(huán)狀縮酮（ketal）和縮醛（acetal）。酮酮類易與類易與順鄰順鄰-oh生成生成五元環(huán)五元環(huán)狀物狀物醛醛類易與類易與1,3-雙雙-

22、oh生成生成六元環(huán)六元環(huán)狀物狀物糖 + 丙酮 五元環(huán)縮酮 稱：異丙叉衍生物，即丙酮加成物。糖 + 丙酮 六元環(huán)縮酮 雙異丙叉衍生物。例：當糖具有順鄰有順鄰-oh時：oomemeooooo+h2so4- h2o-d-半乳糖1,2;3,4-二-o-異丙叉-d-半乳吡喃糖當單糖制成縮醛或縮酮之后，氧環(huán)大小氧環(huán)大小不一定和原來游離糖相同。不一定和原來游離糖相同。糖 + 苯甲醛 六元環(huán)狀縮醛（稱：苯甲叉衍生物） 例：ooohc6h5ome反式的4,6-o-苯甲叉-d-葡萄吡喃糖甲苷葡萄糖甲苷（具有1,3雙-oh結(jié)構(gòu)） + 苯甲醛 ooc6h5hoomeooohc6h5ome順式（o-內(nèi)位）順式（h-內(nèi)位

23、）4,6-o-苯甲叉-d-半乳吡喃糖甲苷ooohooh(ch3)2so4naohoooohmeoomeo1,2;5,6-二-o-異丙叉-d-葡萄糖3-o-甲基葡萄糖縮醛對酸敏感縮醛對堿穩(wěn)定hclh2o苯甲叉衍生物分：順式、反式順式有兩種構(gòu)象o內(nèi)位（c1式）較穩(wěn)，h-內(nèi)位（1c式）穩(wěn)定性差如：半乳吡喃糖甲苷利用縮醛或縮酮反應可以保護游離的羥基。例如例如：制備：制備3-o-甲基葡萄糖的反應總之，以上方法主要目的是保護-oh。例如 確定苷元與糖、糖與糖之間的連接位置方法如下：將糖進行-oh保護后，經(jīng)水解，再通過光譜分析，游離-oh為糖與糖與苷元的連接位置。4、羰基反應、羰基反應還原糖還原糖 + 苯肼

24、 糖腙 （多為水溶性的）還原糖 + 3分子苯肼 糖脎 （較難溶于水）chohrchophnhnh2chohrch=nhnh2phphnhnh2crch=nhnh2phophnhnh2nnhnnhrohhphph糖脎糖腙糖c22-去氧糖不能成脎（因c2上無-oh）。應用應用糖的鑒定、分離和純化。糖的鑒定、分離和純化。（5）、硼酸絡合反應）、硼酸絡合反應糖的鄰二糖的鄰二-oh可與許多試劑生成絡合物，借生成絡合物的某些物理常數(shù)的改變，可以有助于糖的分離、鑒定和構(gòu)型推定。重要的如：硼酸絡合物、鉬酸絡合物、銅氨離子絡合物等。糖 + 硼酸 絡合物 （酸性增加、可離子化）h3bo3是接受電子對的lewis酸

25、。1絡合反應分二步進行先生成1：1的絡合物，易失水而成平面形的中性酯。 ohohh3bo3oobohohhoh2oobohoh2+-+二個-oh地位不適宜易產(chǎn)生中性脂i以上i、ii、iii三種狀態(tài)在硼酸溶液中同時存在，彼此間處于平衡狀態(tài)。oobohohhohohoobooh-+ +-+iiiii二個-oh地位適宜，則繼續(xù)生成2：1的螺環(huán)狀絡合物，四面體結(jié)構(gòu)固定，增加酸性。2對二-oh的空間要求開環(huán)化合物： 碳鏈上-oh越多，越易造成有利地位（順鄰二-oh）； （如：乙二醇，二個-oh互相排斥成180角，而不利于反應）環(huán)上的二-oh：（） 芳環(huán)芳環(huán)-oh鄰位易，間、對位次之； 五元、六元脂環(huán)五元

26、、六元脂環(huán)順易，反鄰二順易，反鄰二-oh不作用； -羥酸（ho-c-cooh）可絡合可絡合（-cooh水化成-c(oh)3后再絡合）； -羥酸 無作用無作用。3應用（） 絡合后，中性可變?yōu)樗嵝?，因此可進行酸堿中和滴定； 可進行離子交換法分離； 可進行電泳鑒定； 在混有硼砂緩沖液的硅膠薄層上色譜。 研究苷類的化學結(jié)構(gòu)，必須了解苷元結(jié)構(gòu)、糖的組成、糖和糖的連接方式，以及苷元和糖的連接方式等。為此必先使用某種方法使苷鍵切斷。酸催化水解反應酸催化水解反應苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu)，易為稀酸催化水解。苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu)，易為稀酸催化水解。水解反應是苷原子先質(zhì)子化，然后斷鍵生成陽碳離子或半椅型的中間體，在水中溶劑化而

27、成糖。oo roo rohohooh2oh,oh h+ h+- roh+陽碳離子半椅式中間體+h2o+- h+六、苷鍵的裂解六、苷鍵的裂解反應機制表明，苷原子的堿度，亦即苷原子上的電子密度，以及它的空間環(huán)境，對水解難易有很大關系。酸水解的規(guī)律：苷原子不同，酸水解難易順序為：n o s c （c-苷最難水解，從堿度比較也是上述順序）呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解。因五元呋喃環(huán)的頰性使各取代基處在重疊位置，形成水解中間體可使張力減小，故有利于水解。酮糖較醛糖易水解酮糖多為呋喃結(jié)構(gòu)，而且酮糖端基碳原子上有-ch2oh大基團取代，水解反應可使張力減小。吡喃糖苷中： 吡喃環(huán)c5上取代基越大越難水解，水解速度為

28、： 五碳糖 甲基五碳糖 六碳糖 七碳糖 c5上有-cooh取代時，最難水解（因誘導使苷原子電子密度降低）。有氨基取代的糖較-oh糖難水解，-oh糖又較去氧糖難水解。2,3-二去氧糖 2-去氧糖 3-去氧糖 羥基糖 2-氨基糖在構(gòu)象相同的糖中：a鍵（豎鍵）-oh多則易水解。芳香屬芳香屬苷較苷較脂肪屬脂肪屬苷苷易水解易水解。如：酚苷。如：酚苷 萜苷、甾苷（因苷元部分有供電結(jié)構(gòu)，而脂肪屬苷元無供電結(jié)構(gòu)）苷元為小小基團基團苷鍵苷鍵橫橫鍵比鍵比豎豎鍵鍵易水解易水解，即，即e a （橫鍵易質(zhì)子化） 苷元為大大基團基團苷鍵苷鍵豎豎鍵比鍵比橫橫鍵鍵易水解易水解，即，即a e （苷的不穩(wěn)定性促使其易水解）ooa

29、coacoacoacoacooacoacoacoacoacoacoacoacoacoacorhooacoacoacoacoacacooacoacch2oacacooach,oacoacoacoacoac+ +_乙酰解反應乙酰解反應1常用試劑：醋酐 + 酸 所用酸如：h2so4、hclo4、cf3cooh或lewis酸（zncl2、bf3）等。2反應條件：一般是在室溫放置數(shù)天。與酸催化水解相似，以ch3co+（即乙酰基，ac）為進攻基團。3反應機理：注意：乙酰解反應易發(fā)生糖的端基異構(gòu)化。4反應速率： 苷鍵鄰位有電負性強的基團（如環(huán)氧基）可使反應變慢。 -苷鍵的葡萄糖雙糖的反應速率：（乙酰解易難程

30、度） （16）（14）（13）（12）5用途酰化可以保護苷元上的保護苷元上的-oh-oh，使苷元，使苷元增加親脂性增加親脂性，可用于，可用于提純和提純和鑒定鑒定。乙酰解法可以開襲一部分開襲一部分苷鍵而苷鍵而保留另一部分保留另一部分苷鍵。苷鍵。堿催化水解和堿催化水解和消除反應消除反應一般苷鍵對稀堿是穩(wěn)定的，但某些特殊的苷如：一般苷鍵對稀堿是穩(wěn)定的，但某些特殊的苷如：酯苷酯苷、酚苷酚苷、烯醇苷烯醇苷、-吸電子基取代的苷吸電子基取代的苷易為堿水解易為堿水解c1-oh與c2-oh：反式易水解，其產(chǎn)物為1,6-葡萄糖酐； 順式產(chǎn)物為正常的糖。利用水解產(chǎn)物可判斷苷鍵構(gòu)型ooho c6h5oooc6h5oo

31、oooohoh脫水-oh-苯酚-葡萄糖苷1,6-葡萄糖酐-消除反應：消除反應： 苷鍵的-位有吸電子基團者，使-位氫活化，在堿液中與苷鍵起消除反應而開裂，稱-消除反應。作用機理：在13或14連接的聚糖中，還原端的游離醛（或酮）鄰位氫活化而與3-o-或4-o-苷鍵起消除反應。這樣堿能使堿能使多糖還原端多糖還原端的單糖逐個被剝落，對非還原端則無影響。剝落生的單糖逐個被剝落，對非還原端則無影響。剝落生成的是成的是-羥基糖酸羥基糖酸。ohroohohch2ohchohohohroohohch2ohchochohohohch2ohchoch2oohohch2ohchoch2ohohohch2ohcoohc

32、h2ohohohch2ohcooh- or+互變重排-3-脫氧-d-阿拉伯已糖酸核已糖酸3-脫氧-d-苷鍵位苷鍵3-o-代糖4-o-代的糖可形成3-脫氧-2-羥甲基糖酸二個以上取代的還原糖難生成糖酸用途：用途：可從多糖剝落反應生成的糖酸中了解還原糖的取代還原糖的取代方式方式。3-o-代的糖可形成3-脫氧糖酸酶催化水解反應酶催化水解反應用酶水解苷鍵可以獲知苷鍵的構(gòu)型，可保持苷元結(jié)構(gòu)不變的用酶水解苷鍵可以獲知苷鍵的構(gòu)型，可保持苷元結(jié)構(gòu)不變的真正苷元真正苷元。酶的專屬性高，選擇性地催化水解某一構(gòu)型的苷。如：苦杏仁酶（emulsin）水解-葡萄糖苷鍵 纖維素酶（cellulase）同上。 麥芽糖酶（m

33、altase）水解-葡萄糖苷鍵 轉(zhuǎn)化糖酶（invertase）水解-果糖苷鍵氧化開裂法（氧化開裂法（smithsmith降解法）降解法）可得到原苷元。（除酶解外，其它方法可能得到的是次級苷元）可得到原苷元。（除酶解外，其它方法可能得到的是次級苷元）試劑：過碘酸（hio4）、四氫硼鈉（nabh4）、稀酸以上簡要介紹了主要苷鍵的水解方法，對于一些特殊的苷鍵，要采取一些特殊的水解方法。如：糖醛酸的苷鍵很難用稀酸水解 可采用特殊的選擇性水解反應紫外光照射法、四醋酸鉛分解法等。值得注意的是：有些苷鍵極不穩(wěn)定，在較弱的酸性或在水或稀醇液中稍長時間加熱即能水解。因此，在保存苷時，要注意環(huán)境，防止水解。oor

34、oorohcohchoh2cch2ohoorrohch2ohchoch2ohhoh2coh+io4-bh4-h+氧 化還 原水 解苷二 元 醛二 元 醇苷 元反應過程：七、糖的提取分離七、糖的提取分離提取提取主要為溶劑法主要為溶劑法水、稀醇（單糖、低聚糖、多糖）水、稀醇（單糖、低聚糖、多糖）糖類糖類的提取可根據(jù)它們對乙醇和水的溶解度不同，而采用冷熱水、的提取可根據(jù)它們對乙醇和水的溶解度不同，而采用冷熱水、冷熱稀醇等條件。冷熱稀醇等條件。苷類苷類分子的極性隨著糖基的增多而增大。可根據(jù)其極性大小，來選分子的極性隨著糖基的增多而增大。可根據(jù)其極性大小，來選擇相適應的溶劑。擇相適應的溶劑。由于植物體內(nèi)

35、有水解酶共存，必須采用適當?shù)钠茐幕蛞种泼傅姆椒?，才能提制出原存形式的糖和苷類。方法?采集新鮮材料迅速加熱干燥冷凍保存等。 分離分離1 1活性炭柱色譜活性炭柱色譜概述概述用途用途分離水溶性物質(zhì)較好，如：氨基酸、糖類及某些苷類。分離水溶性物質(zhì)較好，如：氨基酸、糖類及某些苷類。特點特點對于活性炭柱色譜來說：對于活性炭柱色譜來說： 樣品上柱量大，分離效果較好，適合大量制備； 來源容易，價格廉； 缺點：無測定其吸附力級別的理想方法。分類分類： 粉末狀活性炭顆粒細，總表面積大，吸附力及吸附量大。 顆粒狀活性炭顆粒較上者大，吸附力及吸附量也較上者次之。 綿綸-活性炭以錦綸為粘合劑，將粉末狀活性炭制成顆粒，

36、吸附力最弱。活性炭對物質(zhì)的吸附規(guī)律活性炭對物質(zhì)的吸附規(guī)律 活性炭因為是非極性吸附劑，故與硅膠、氧化鋁相反，對非極性物質(zhì)具有較強的親和能力，在水中對該類物質(zhì)表現(xiàn)出強的吸附能力。溶劑極性降低，則活性炭對該類物質(zhì)的吸附能力也隨之降低?；钚蕴吭谒芤褐械奈搅ψ顝?，在有機溶劑中吸附力較弱。吸附規(guī)律：吸附規(guī)律：（）對極性基團（如對極性基團（如-cooh、-nh2、-oh等）多的化合物吸附力大于極性基團少的化合物。（指分子量相當?shù)膬蓚€化合物的比較）對芳香族化合物吸附力大于脂肪族化合物。（極性基團相同）對芳香族化合物吸附力大于脂肪族化合物。（極性基團相同）對分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物，即：多

37、糖對分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物，即：多糖 單糖。對于糖的吸附力吸附力：多糖：多糖 低聚糖 單糖活性炭的預處理活性炭的預處理一般預處理： 活性炭（加熱150，45小時）除去大多數(shù)被吸附的氣體嚴格預處理： 0.2mol/l枸櫞酸緩沖液洗滌后用蒸餾水反復洗 23mol/l hcl煮沸幾次后用蒸餾水反復洗 目的除去混雜的金屬離子，如：fe+、ca+、na+等，使活力增強。柱色譜柱色譜裝柱裝柱： 活性炭 + 蒸餾水 （浸泡1小時）攪拌（排除氣泡） 活性炭/h2o 倒入柱中（若流速慢，則需與硅藻土（1：1）混合后，再用蒸餾水調(diào)成糊狀裝柱。）上樣上樣： 樣品/h2o，濃度2550%（可適當增

38、加或減少，如為10%濃度）； 上樣量適情況而定，一般一般1克糖用克糖用100克活性炭克活性炭。洗脫洗脫：洗脫順序為h2o、10%、20%、30%、50%、70%的乙醇液 無機鹽 二糖 三糖 多糖 單糖等2纖維素色譜纖維素色譜原理與原理與pc相同，屬分配色譜。溶劑系統(tǒng)：水、丙酮、水飽和的正丁醇等。用水溶性的溶劑如hac：h2o進行展開時，其原理屬吸附色譜。3 3離子交換柱色譜離子交換柱色譜除水提液中的酸、堿性成分和無機離子；制成硼酸絡合物強堿性陰離子交換樹脂（不同濃度硼酸鹽液洗脫） 4凝膠柱色譜凝膠柱色譜葡聚糖凝膠的性質(zhì)及其類型葡聚糖凝膠的性質(zhì)及其類型葡聚糖 + 交聯(lián)劑（環(huán)氧氯丙烷） 交聯(lián)葡聚糖

39、特點: 醚橋形式，交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 水不溶性的白色球狀顆粒。 酸性環(huán)境中能水解，堿中穩(wěn)定。 凝膠顆粒的表面有許多孔隙，孔隙大小決定于葡聚糖與交聯(lián)劑的配比及反應條件。交聯(lián)度大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)緊密孔隙小吸水膨脹少 小 疏松 大 大常用商品名稱及型號：葡聚糖凝膠（商品名：sephadex g） g代表葡聚糖凝膠 g-10 10表示吸水量乘以10，即 g-15 1.0ml/g的吸水量 g-200等瓊脂糖凝膠（sepharose，bio-gel a）聚丙烯酰胺凝膠（bio-gel p）羥丙酰基交聯(lián)葡聚糖凝膠（sephadex lh-20）（為親脂性的，可在有機溶劑中進行分離的分子篩）操作過程將凝膠在適當?shù)娜芤褐薪?/p>

40、泡（一般為洗脫劑）；待充分膨脹后裝入色譜柱；用洗脫液洗脫；收集、回收溶液，干燥。5季銨氫氧化物沉淀法季銨氫氧化物沉淀法季銨氫氧化物是一類乳化劑。季銨氫氧化物是一類乳化劑。c16h33nmememeoh季銨氫氧化物+ +酸性糖（含-cooh）沉淀cta-oh(cetyl trimethyl ammonium hydroxide).-+6分級沉淀或分級溶解法分級沉淀或分級溶解法 在糖的水溶液中，逐步加入乙醇，即逐漸增大etoh濃度，可得到各部分的沉淀物。7蛋白質(zhì)除去法蛋白質(zhì)除去法用分級沉淀法得到的多糖，常夾雜有較多的蛋白質(zhì)，為除之，通常選擇能使蛋用分級沉淀法得到的多糖，常夾雜有較多的蛋白質(zhì)，為除之

41、，通常選擇能使蛋白質(zhì)沉淀而使多糖不沉淀的試劑來處理，如：酚、三氯乙酸、鞣酸等。白質(zhì)沉淀而使多糖不沉淀的試劑來處理，如：酚、三氯乙酸、鞣酸等。注意：處理時間要短，溫度要低避免多糖降解。三氟三氯乙烷法和sevag法（用氯仿：戊醇或丁醇4：1混合）在避免降解上有較好效果。 多糖液（含蛋白質(zhì)） （加蛋白質(zhì)水解酶如：胰蛋白酶、胃蛋白酶等） 使蛋白質(zhì)大分子進行降解 sevag法八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定 糖的鑒定糖的鑒定在中草藥成分分離工作中，或在苷和多糖的水解產(chǎn)物中，常常會得到一在中草藥成分分離工作中，或在苷和多糖的水解產(chǎn)物中，常常會得到一些單糖成分，須要加以證明。目前發(fā)現(xiàn)

42、新單糖須要進行結(jié)構(gòu)決定的機會較些單糖成分，須要加以證明。目前發(fā)現(xiàn)新單糖須要進行結(jié)構(gòu)決定的機會較少，多數(shù)工作為進行糖的印證。少，多數(shù)工作為進行糖的印證。糖的水溶性很大，且不易獲得結(jié)晶，有些物理常數(shù)不易測定，給印證工作帶來困難，以往用化學方法制成衍生物，再作分離鑒定，手續(xù)繁復?，F(xiàn)多采用各種色譜技術，對糖類進行鑒定。1 1紙色譜紙色譜展開系統(tǒng)：常用水飽和的有機溶劑展開。如：展開系統(tǒng)：常用水飽和的有機溶劑展開。如： 正丁醇：醋酸：水（4：1：5上層）baw 正丁醇：乙醇：水（4：1：2.2）bew 水飽和苯酚等溶劑系統(tǒng)。展開方式：上行、下行、徑向顯色劑： 可利用糖的還原性或形成糠醛后引起的一些呈色反應

43、。 如：鄰苯二甲酸苯胺 硝酸銀試劑（使還原糖顯棕黑色） 三苯四氮唑鹽試劑（單糖和還原性低聚糖呈紅色） 3,5-二羥基甲苯鹽酸試劑（酮糖呈紅色） 過碘酸-聯(lián)苯胺（糖、苷和多元醇中有鄰二-oh結(jié)構(gòu)顯蘭底白斑）2 2薄層色譜薄層色譜可采用可采用（硼酸液（硼酸液 + 無機鹽）+ 硅膠 制板吸附劑：硅膠（用0.03m硼酸液或無機鹽的水液代水制板）常用的無機鹽0.3m磷酸氫二鈉或磷酸二氫鈉 0.02m乙酸鈉 0.02m硼酸鹽緩沖液 0.1m亞硫酸氫鈉/h2o特點增加糖在固定相中的溶解度，使硅膠薄層吸附能力下降，利于斑點集中，又可增加樣品的承載量。顯色劑：除紙色譜應用的以外，還有h2so4/h2o或乙醇液

44、茴香醛-硫酸試劑 苯胺-二苯胺磷酸試劑等3氣相色譜氣相色譜將糖制備成三甲基硅醚（增加其揮發(fā)性）將糖制備成三甲基硅醚（增加其揮發(fā)性）醛糖用nabh4還原成多元醇（制成乙?；锘蛉阴；铮?（避免形成端基異構(gòu)體）4離子交換色譜離子交換色譜糖的硼酸絡合物糖的硼酸絡合物可進行離子交換色譜可進行離子交換色譜優(yōu)：不必制成衍生物，而直接用水溶液進行分離（與氣相比較）儀器糖自動分析儀（automatic carbohydrate analyzer） 顯色：3,5-二羥基甲苯-濃硫酸 波長：425nm 上樣量：每種組成不超過1mg 洗脫劑：四硼酸鉀的緩沖溶液5 5液相色譜液相色譜填充材料填充材料化學修飾的硅膠化學修飾的硅膠優(yōu)：不必制備成衍生物。適合分析對熱不穩(wěn)定的、不揮發(fā)的低聚糖和多糖。分析單糖和低聚糖，其靈敏度不及氣相色譜。 糖鏈結(jié)構(gòu)的測定糖鏈結(jié)構(gòu)的測定主要解決三個問題主要解決三個問題單糖的組成、糖之間的連接位置和順序、苷鍵構(gòu)型1單糖的組成單糖的組成低聚糖、多糖的結(jié)構(gòu)分析，首先要了解由哪些單糖所組低聚糖、多糖的結(jié)構(gòu)分析，首先要了解由哪些單糖所組成，各種單糖之間的比例如何。成，各種單糖之間的比例如何。一般是將苷鍵全水解，用pc檢出單糖的種類，經(jīng)顯色后用