天然產(chǎn)物化學(xué)糖苷

關(guān)于天然產(chǎn)物化學(xué)糖苷第一頁，共七十二頁，2022年，8月28日1糖的端基碳與苷元分子中的OH、COOH、SH、NH2脫水，形成不同的苷鍵。例如葡萄糖苷（D-Glu）。第二頁，共七十二頁，2022年，8月28日2§3.1單糖的立體化學(xué)

單糖結(jié)構(gòu)的三種表示方法Fischer投影式

Haworth投影式

優(yōu)勢構(gòu)象式第三頁，共七十二頁，2022年，8月28日3

D-葡萄糖(D-glucose)123456Fischer投影式RRRS第四頁，共七十二頁，2022年，8月28日4將分子結(jié)構(gòu)投影到紙面上，橫線與豎線的交叉點(diǎn)表示碳原子；碳鏈盡量放在垂直方向上，命名中編號最小的碳原子置于上端，其他基團(tuán)放在水平方向上；垂直方向碳鏈指向紙面后方，水平方向碳鏈指向紙面前方（橫前豎后）；投影式只能在紙面上旋轉(zhuǎn)(180°×n)，不能脫離紙面翻轉(zhuǎn)；投影式中的基團(tuán)兩兩交換的次數(shù)不能是奇數(shù)Fischer投影式第五頁，共七十二頁，2022年，8月28日5糖在水溶液中主要是以環(huán)狀半縮醛或半縮酮的形式存在。Haworth投影式α-D-吡喃葡萄糖α-D-呋喃葡萄糖第六頁，共七十二頁，2022年，8月28日6右下左上（與Fischer投影式對應(yīng)）成環(huán)碳原子(C4或C5)旋轉(zhuǎn)120°環(huán)上-OH可不標(biāo)出五元氧環(huán)的糖——呋喃糖六元氧環(huán)的糖——吡喃糖Haworth投影式特點(diǎn)第七頁，共七十二頁，2022年，8月28日7以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，將單糖分子中編號最大的不對稱碳原子的構(gòu)型與甘油醛作比較來命名糖分子的絕對構(gòu)型。甘油醛**糖的絕對構(gòu)型表示法：采用D/L法第八頁，共七十二頁，2022年，8月28日8Fischer投影式中，距離羰基最遠(yuǎn)的C*（即編號最大的C*）上-OH處于右側(cè)者為D-型糖；處于左側(cè)者為L-型糖。Haworth式中C5-R（R：烴基）處于環(huán)平面上方者為D型糖；C5-R處于環(huán)平面下方者則為L型糖。第九頁，共七十二頁，2022年，8月28日9

D-甘油醛55第十頁，共七十二頁，2022年，8月28日10第十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日端基碳：單糖成環(huán)后所形成的一個新的手性碳原子（C*）端基差向異構(gòu)體：由端基手性碳原子所形成的一對旋光異構(gòu)體，有α、β之分。Fischer投影式中，新生成的半縮醛羥基與單糖分子中確定構(gòu)型的C*上的-OH處于同側(cè)者為α型；處于異側(cè)者為β型。差向異構(gòu)化現(xiàn)象第十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日12β-D-葡萄糖α-D-葡萄糖新生成的半縮醛羥基第十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日13Haworth投影式中，對于五碳吡喃型糖，其端基C的羥基（C1-OH）與C4-OH處于同側(cè)者為α型；處于異側(cè)者為β型。Haworth投影式中，對于五碳呋喃型糖，C4-R與端基C的羥基（C1-OH）處于同側(cè)者為β型，處于異側(cè)者為α型。第十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日14β-D-葡萄吡喃糖苷α-D-葡萄吡喃糖苷OO同側(cè)αβ異側(cè)14第十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日15β-D-葡萄呋喃糖苷α-D-葡萄呋喃糖苷1441（異側(cè)）（同側(cè)）第十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日16呋喃糖五元環(huán)接近在同一平面上。吡喃型糖六元氧環(huán)不在同一平面上，有船式和椅式兩類可能的構(gòu)象。3(4)4(5)2(3)1(211C4

C1式或N式NormalForm正常式1C式或A式AlternativeForm交替式優(yōu)勢構(gòu)象式（）內(nèi)為酮糖的編號第十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日17以C2、C3、C5、O四個原子構(gòu)成的平面為準(zhǔn)，C4處面上，C1處面下的標(biāo)為4C1，簡稱C1式或N式;如C4處面下，C1處面上者則稱為1C4式，簡稱1C式或A式.C1和1C式第十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日18葡萄糖的二種構(gòu)象式的比較對于β-D和α-L型吡喃糖，當(dāng)優(yōu)勢構(gòu)象是C1式時，C1-OH將處于e鍵上；如優(yōu)勢構(gòu)象是1C式時，C1-OH將處于a鍵上。α-D和β-L型吡喃糖的情況與之相反。第十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日19椅式構(gòu)象書寫注意第二十頁，共七十二頁，2022年，8月28日20單糖有α及β兩種端基異構(gòu)體,形成的苷也可分為α-苷及β-苷兩種類型。第二十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日21在天然的苷類中,由D型糖衍生而成的苷,多為β-苷,而由L型糖衍生的苷,多為α-苷,但必須注意β-D-糖苷與α-L-糖苷的端基碳原子的絕對構(gòu)型是相同的。第二十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日22§3.2糖苷的分類苷類涉及的范圍較廣,苷元的結(jié)構(gòu)類型差別很大,幾乎各種類型的天然成分都可與糖結(jié)合成苷,且其性質(zhì)和生物活性各異,在植物中的分布情況也不同。由于這些原因,一般將苷類按不同的觀點(diǎn)和角度,作不同的分類。第二十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日23根據(jù)苷元的結(jié)構(gòu)可分為氰苷、香豆素苷、木脂素苷、蒽醌苷、黃酮苷、吲哚苷等。按苷元的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類第二十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日24原存于植物體內(nèi)的苷稱為原生苷,

水解后失去一部分糖的稱為次生苷。例如苦杏仁苷是原生苷,水解后失去一分子葡萄糖而成的野櫻苷就是次生苷。按苷類在植物體內(nèi)存在狀況分類第二十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日25

O-苷

S-苷

N-苷C-苷按苷鍵原子分類第二十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日26醇苷:是苷元的醇羥基與糖結(jié)合而成的苷。

酚苷：是苷元的酚羥基與糖結(jié)合而成的苷。

酯苷：是苷元中的羧基與糖結(jié)合而成的苷。

氰苷：是一類具有α-羥基腈的苷。

吲哚苷：是吲哚醇中的羥基與糖結(jié)合而成的苷。氧苷----最常見的苷類化合物第二十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日27其他分類方法按苷的特殊性質(zhì)分類

例如：皂苷按生理作用分類

例如：強(qiáng)心苷按糖的名稱分類

例如：木糖苷、葡萄糖苷、鼠李糖苷等按聯(lián)接單糖基的數(shù)目分類

例如：單糖苷、二糖苷、三糖苷等按連接的糖鏈數(shù)目分類

可分為單糖鏈苷、雙糖鏈苷等第二十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日28§3.3糖苷的性質(zhì)1.一般形態(tài)和溶解性2.旋光性3.苷鍵的裂解4.苷的顯色反應(yīng)第二十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日291.一般形態(tài)和溶解性苷類多數(shù)為固體。糖少的苷可形成結(jié)晶。糖多的苷呈無定形粉末。吸濕性：含有糖。顏色：決定于苷元。味道：一般無味。也有苦味或甜味的。

苷有一定程度的親水性，親水性的強(qiáng)弱與糖的數(shù)目和性質(zhì)有關(guān)，隨糖基數(shù)目的增加,親水性逐漸增強(qiáng)。苷元的結(jié)構(gòu)也會影響苷的溶解性。第三十頁，共七十二頁，2022年，8月28日30多數(shù)苷呈左旋,但水解后生成的糖是右旋的,因而使混合物呈右旋,比較水解前后旋光性的變化,也可檢識苷類的存在。

[α]DT

:注意測定旋光的條件。濃度，溫度，樣品池的厚度等。2.旋光性3.苷鍵的裂解

通過苷鍵的裂解反應(yīng)可以使苷鍵切斷采用的方法有酸水解、堿水解、酶水解、氧化開裂、微生物發(fā)酵等。第三十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日31（1）酸催化水解第三十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日32酸催化水解苷鍵具有縮醛結(jié)構(gòu)，易為稀酸催化水解，不同的苷水解難易程度不同

酸催化水解的難易與苷鍵原子的堿度，即苷原子上的電子云密度以及它的空間環(huán)境有密切關(guān)系。只要有利于苷鍵原子的質(zhì)子化的，就有利于水解的進(jìn)行。第三十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日33N-苷最易水解,C-苷最難,其順序為N-苷>O-苷>S-苷>C-苷呋喃糖苷較吡喃糖容易水解酮糖較醛糖容易水解酸催化水解難易規(guī)律在吡喃糖苷中，C5上的取代基越大越難水解,因此五碳糖最易水解,其順序為五碳糖苷>甲基五碳糖苷>六碳糖苷>七碳糖苷>糖醛酸苷氨基糖最難水解,羥基糖次之,去氧糖最易水解,C2上的取代基影響最大,其順序為2-去氧糖>2-羥基糖>2-氨基糖。第三十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日34（2）堿催化水解苷鍵具有縮醛結(jié)構(gòu)，不易為堿催化水解，但對于酯苷、酚苷、烯醇苷和β-吸電子基取代的苷，這些苷鍵因具有酯的性質(zhì)，遇堿可以發(fā)生水解。堿催化水解舉例第三十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日35酶的專屬性很強(qiáng)，有些酶的專屬性還與苷元和糖的結(jié)構(gòu)或其連結(jié)方式有關(guān)，所以特定的酶只能水解特定構(gòu)型的苷鍵。特點(diǎn)：專屬性強(qiáng)，高效。用途：保護(hù)苷元的結(jié)構(gòu)，得到次級苷；獲得苷元與糖、糖與糖的連接方式。（3）酶催化水解第三十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日36麥芽糖酶：只能使α-葡萄糖苷水解。

苦杏仁苷酶：能水解β-葡萄糖苷,但專屬性較差

纖維素酶：一種β-苷酶。鼠李屬酶：一種β-苷酶。轉(zhuǎn)化糖酶：β-果糖苷酶。芥子苷酶：水解芥子苷。注意：酶使用時的pH值，溫度等等

酶舉例第三十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日37在酸堿或酶的作用下，苦杏仁苷依不同的條件生成不同的分解產(chǎn)物。

稀酸

杏仁腈苦杏仁苷濃HCl苦杏仁苷酶

OH－

苯甲醛氫氰酸

野櫻苷野櫻酶

稀酸

第三十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日在多糖苷的結(jié)構(gòu)研究中，為了確定糖與糖之間的連接位置，常應(yīng)用乙酰解開裂一部分苷鍵，保留另一部分苷鍵，然后用薄層或氣相色譜鑒定在水解產(chǎn)物中得到的乙?；瘑翁呛鸵阴；途厶?。反應(yīng)用的試劑為乙酸酐與不同酸的混合液，常用的酸有硫酸、高氯酸或Lewis酸（如氯化鋅、三氟化硼等）。（4）乙酰解反應(yīng)第三十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日39

乙酰解反應(yīng)的操作較為簡單，一般可將苷溶于乙酐與冰乙酸的混合液中，加入3％～5％量的濃硫酸，在室溫下放置1~10天，將反應(yīng)液倒入冰水中，并以碳酸氫鈉中和至pH3～4，再用氯仿萃取其中的乙酰化糖，然后通過柱色譜分離，就可獲得不同的乙?；瘑翁腔蛞阴；途厶?，再用TLC對它們進(jìn)行鑒定。乙酰解反應(yīng)第四十頁，共七十二頁，2022年，8月28日40苷發(fā)生乙酰解反應(yīng)的速度與糖苷鍵的位置有關(guān)。如果在苷鍵的鄰位有可乙?；牧u基，則由于電負(fù)性，可使乙酰解的速度減慢。從二糖的乙酰解速率可以看出，苷鍵的乙酰解一般以1→6苷鍵最易斷裂，其次為1→4苷鍵和1→3苷鍵，而以1→2苷鍵最難開裂。乙酰解反應(yīng)第四十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日41Smith降解法是常用的氧化開裂法。

用途：易于發(fā)生改變的苷類或難水解的C-苷常用此法進(jìn)行水解。以避免使用劇烈的酸水解,而可得到完整的苷元。從降解得到的多元醇，還可確定苷中糖的類型。（5）氧化開裂法第四十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日42苷類分子中的糖基具有鄰二醇結(jié)構(gòu)，可以被過碘酸氧化開裂。Smith降解法主要是先用過碘酸氧化糖苷使之生成二元醛和甲酸，再以四氫硼鈉還原，生成相應(yīng)的二元醇，然后在室溫下與稀酸作用，就能使其水解成苷元、多元醇和羥基乙醛。Smith降解的方法第四十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日43

六碳糖或酮類→丙三醇，即連接有葡萄糖、甘露糖、半乳糖或果糖的C-苷經(jīng)過降解后,其降解產(chǎn)物中有丙三醇。P47，反應(yīng)式

五碳糖→乙二醇，即連接有阿拉伯糖、木糖或山梨糖的C-苷，其降解產(chǎn)物中有乙二醇

甲基五碳糖→1,2-丙二醇；連接有鼠李糖、夫糖或雞納糖的C-苷,其降解產(chǎn)物中應(yīng)有1,2-丙二醇。Smith降解規(guī)律第四十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日44對難水解的碳苷，水解后可獲得連有一個醛基、但其它結(jié)構(gòu)保持不變的苷元。第四十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日45A、氮苷；B、硫苷；C、碳苷；D、酯苷；E、氰苷1、最難被水解的是（）2、既能被酸，又能被堿水解的是（）3、最易被水解的是（）4、水解后可產(chǎn)生氫氰酸的是（）例題正確答案：C、D、A、E第四十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日46Molish反應(yīng)糖糠醛或糠醛衍生物紫色濃H2SO4脫水α-萘酚4.苷的顯色反應(yīng)

糖類的顯色反應(yīng)：Molish反應(yīng)、Fehling反應(yīng)苷元的顯色反應(yīng)第四十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日47Fehling反應(yīng)—還原糖的存在第四十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日48§3.4糖苷的提取與分離在植物體內(nèi)苷類常與能水解苷的酶共存于不同的細(xì)胞內(nèi)，因此在提取苷時，必須設(shè)法抑制或破壞酶的活性。

一般常用的方法是：加入一定量的碳酸鈣；或采用甲醇、乙醇或沸水提取。

提取過程中還需要盡量勿與酸堿接觸，以免苷類為酸或堿所水解。第四十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日49各種苷類分子中，由于苷元的結(jié)構(gòu)不同，所連接的糖的種類和數(shù)目不一樣，很難有統(tǒng)一的提取方法，如果用極性不同的溶劑按極性小到大次序進(jìn)行提取，則在每一提取部分，都可能有苷的存在。最常用的提取方法是系統(tǒng)溶劑提取法：P48第五十頁，共七十二頁，2022年，8月28日50（1）溶劑處理法根據(jù)溶解度不同初步分離。根據(jù)苷類的酸堿性質(zhì)不同分離。（2）鉛鹽處理法沉淀雜質(zhì)：中性或堿性Pb(Ac)2：沉淀樹脂、樹膠、粘液質(zhì)、蛋白、鞣質(zhì)、游離有機(jī)酸等。沉淀苷類：中性Pb(Ac)2：與具有鄰二酚羥基、羧基的苷類沉淀堿性Pb(Ac)2：沉淀一元酚、酚苷、中性皂苷苷類的分離純化（3）大孔樹脂純化法是一種具有大孔結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑。分類：非極性，中極性，極性，強(qiáng)極性。特點(diǎn)：吸附容量大，分離快，易解析，可重復(fù)使用。多用于工業(yè)生產(chǎn)。（4）色譜分離法低級性苷或苷元：吸附色譜極性較大的苷：分配色譜分子量大小不同的苷：凝膠色譜酚羥基或芳香程度不同的苷：聚酰胺色譜第五十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日51測定純度和各種物理常數(shù)傳統(tǒng)測定純度的方法：m.p.、TLC或PC，另外還可以用1HNMR、13CNMR測定純度比旋度（注意實(shí)驗溫度和濃度）§3.5糖苷的結(jié)構(gòu)測定進(jìn)行元素分析目的是測定分子量后求出分子式。經(jīng)典法：元素定性、定量分析、測定分子量、寫出分子式高分辨質(zhì)譜：可直接測得苷類化合物的分子式

現(xiàn)在一般是在確定結(jié)構(gòu)后進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗證。第五十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日52紙色譜薄層色譜高效液相色譜氣質(zhì)聯(lián)用（1）糖的種類和比例的測定第五十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日53在單糖中，碳原子數(shù)目少的糖Rf比碳原子數(shù)目多的糖大。Rf值與含水量有關(guān)，常用水飽和的正丁醇中加入砒啶、醋酸或甲醇。目的是增加Rf值。碳原子數(shù)目相同，則Rf值順序為：去氧糖>酮糖>醛糖。分子組成相同的糖，構(gòu)象式中豎鍵羥基多的比橫鍵羥基多的Rf值大。紙色譜PC的Rf值規(guī)律第五十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日54展開劑：常用水飽和的有機(jī)溶劑為展開系統(tǒng)。常用的有BAW（正丁醇-乙酸-水）4:1:5；顯色原理：糖的還原性或由于形成糠醛后引起的呈色反應(yīng)。紙色譜PC第五十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日55苯胺-鄰苯二甲酸硝酸銀：使還原糖顯棕黑色。三苯四氮唑鹽：單糖和還原性低聚糖呈紅色。3,5-二羥基甲苯-鹽酸：酮糖和含有酮糖的低聚糖呈紅色。同樣適用于TLC紙色譜常用顯色劑第五十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日56類似紙色譜常用硅膠TLC用硼酸或無機(jī)鹽代替水制板，可增大載樣量含硫酸試劑只適用于TLC，不能用于PC，如硫酸乙醇溶液薄層色譜第五十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日57顯色、檢測(1)本身有顏色的組分(2)在紫外光照射下產(chǎn)生熒光的組分,可在紫外燈下用鉛筆將組份斑點(diǎn)描繪出來。(3)使用GF254硅膠薄層板(4)碘蒸氣熏(5)5%-10%的硫酸乙醇溶液(6)噴灑特殊顯色劑第五十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日58

全甲基化NMR譜：在13CNMR中，苷元羥基的成苷碳原子和與其相鄰的碳原子的信號發(fā)生位移，而其他碳原子的信號不變。同時糖中的端基碳原子的信號與游離單糖端基碳原子的信號比較也發(fā)生位移。（2）糖的連接位置的確定第五十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日59①全甲基化②水解游離羥基游離羥基全甲基化第六十頁，共七十二頁，2022年，8月28日60

苷全甲基化并水解后得到的甲基化單糖，其中游離的-OH的部位就是連接位置。苷全甲基化反應(yīng)常用的有四種方法：

Haworth法Purdie法Kuhn法Hakomari法：最常用的方法。全甲基化第六十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日61以硫酸二甲酯做試劑，在30%濃NaOH中進(jìn)行。Haworth法Purdic法以碘甲烷做試劑，Ag2O做催化劑。比Haworth法甲醚化能力強(qiáng)。Kuhn法—改良的Purdic法所用溶劑為DMF（二甲基甲酰胺），其甲醚化能力有所增強(qiáng)。第六十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日62Hakomari法

以NaH與CH3I做試劑，二甲基亞砜（DMSO）做溶劑。反應(yīng)機(jī)理為：優(yōu)點(diǎn)：一次反應(yīng)即可獲得全甲醚化產(chǎn)物，反應(yīng)速度大大加快。甲醚化能力最強(qiáng)。缺點(diǎn)：NaH具有較強(qiáng)的還原能力，可能會使某些基團(tuán)發(fā)生還原反應(yīng)。第六十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日63糖成苷后，糖的端基碳和苷元α-C、β-C的化學(xué)位移值均發(fā)生改變，這種苷化前后化學(xué)位移的變化現(xiàn)象，稱為苷化位移。端基碳苷元碳NMR方法：苷化位移（glycosydationshift）第六十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日64

端基碳、苷元α-C的化學(xué)位移值向低場方向移動5～6ppm（+5～+6）單位；苷元β-C的化學(xué)位移值向高場方向移動3～4ppm（-3～-4）單位；糖分子其他碳原子化學(xué)位移值變化不大。苷化位移一般規(guī)律第六十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日65水解后鑒定產(chǎn)物緩和酸水解：低濃度的無機(jī)酸或中強(qiáng)度的有機(jī)酸（如草酸）；最常用。酶水解：使苷中部分糖水解。

還有乙酰解、全甲基解、甲醇解…（3）糖的連接順序的確定波譜分析法：MS