糖和苷學(xué)習(xí)課件

糖和苷學(xué)習(xí)課件第1頁/共119頁

一、單糖的立體化學(xué)二、糖苷分類三、糖和苷的理化性質(zhì)四、苷鍵的裂解五、糖的鑒定（NMR） 六、糖鏈結(jié)構(gòu)的測(cè)定 七、糖的提取分離糖和苷第2頁/共119頁1、糖類(Saccharide，碳水化合物carbohydrates)2、光合作用產(chǎn)物，占植物干重的80%-90%3、糖類與核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)一起合稱為生命活動(dòng)所必需的四大類化合物。

4、糖及苷類有廣泛生理活性作用。5、苷類（glycosides)：也叫苷或配糖體，是由糖或糖的衍生物與另一非糖物質(zhì)（稱苷元/配基）通過糖的半縮醛/酮羥基與苷元脫水形成的一類物質(zhì)。6、苷鍵：糖與糖及苷元形成的化學(xué)鍵。概述第3頁/共119頁單糖結(jié)構(gòu)表示方法：

Fischer式Haworth式優(yōu)勢(shì)構(gòu)象式（一）單糖結(jié)構(gòu)式的表示方法單糖是多羥基醛或酮，是組成糖及其衍生物的基本單元。第一節(jié)單糖的立體化學(xué)第4頁/共119頁Fischer投影式

書寫注意事項(xiàng)：①碳鏈盡量放在垂直方向上，氧化態(tài)高的碳原子置于上端，氧化態(tài)低的置于下端；②其他基團(tuán)放在水平方向上；③垂直方向碳鏈應(yīng)伸向紙面后方，水平方向碳鏈應(yīng)伸向紙面前方（橫前豎后）；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；⑤投影式只能在紙面上旋轉(zhuǎn)(180°×n)，不能脫離紙面翻轉(zhuǎn)；⑥投影式中的基團(tuán)兩兩交換的次數(shù)不能是奇數(shù)。第5頁/共119頁使用Fischer投影式的注意事項(xiàng)：

（1）可以沿紙面旋轉(zhuǎn)，但不能離開紙面翻轉(zhuǎn)。

（2）可以旋轉(zhuǎn)180。，但不能旋轉(zhuǎn)90?；?70。。第6頁/共119頁第7頁/共119頁結(jié)論：當(dāng)最小基團(tuán)處于橫鍵位置時(shí)，其余三個(gè)基團(tuán)從大到小的順序若為逆時(shí)針，其構(gòu)型為R；反之，構(gòu)型為S。結(jié)論：當(dāng)最小基團(tuán)處于豎鍵位置時(shí)，其余三個(gè)基團(tuán)從大到小的順序若為順時(shí)針，其構(gòu)型為R；反之，構(gòu)型為S。第8頁/共119頁D-葡萄糖(D-glucose)123456Fischer投影式RRRS第9頁/共119頁Haworth投影式1、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。2、Haworth投影式特點(diǎn)：①右下左上（與Fischer投影式對(duì)應(yīng)）②成環(huán)碳原子(C4或C5)旋轉(zhuǎn)120°③環(huán)上-H可不標(biāo)出3、五元氧環(huán)的糖——

呋喃糖六元氧環(huán)的糖——

吡喃糖第10頁/共119頁D-構(gòu)型的CH2OH向上如何將透視式變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)式：第11頁/共119頁五元氧環(huán)糖稱為呋喃型糖（furanose)六元氧環(huán)糖稱為吡喃型糖（pyranose）常以六元或五元氧環(huán)形式存在。b-D-葡萄吡喃糖a-D-葡萄吡喃糖a-D-葡萄呋喃糖b-D-葡萄呋喃糖椅式構(gòu)象第12頁/共119頁單糖結(jié)構(gòu)式的表示方法Fischer式Haworth式Haworth簡(jiǎn)式 優(yōu)勢(shì)構(gòu)象式第13頁/共119頁（二）糖的絕對(duì)構(gòu)型：D，L（1）以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，將單糖分子中編號(hào)最大的不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型與甘油醛作比較來命名糖分子的絕對(duì)構(gòu)型。RD-(+)-甘油醛**SL-(-)-甘油醛旋光度正旋光度負(fù)第14頁/共119頁（2）Fischer投影式中，距離羰基最遠(yuǎn)的C*（即編號(hào)最大的C*）上-OH處于右側(cè)者為

D-型糖；處于左側(cè)者為L(zhǎng)-型糖。（3）Haworth式中六碳吡喃糖（如葡萄糖）C5-R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(zhǎng)型糖。五碳吡喃糖（如木糖）C4-OH與六碳吡喃糖相反。第15頁/共119頁

D-甘油醛55RSSR-OH在右側(cè)為D型-OH在左側(cè)為L(zhǎng)型C5上取代基向上為D型C5上取代基向下為L(zhǎng)型第16頁/共119頁

端基碳(anomericcarbon)：?jiǎn)翁浅森h(huán)后形成了一個(gè)新的手性碳原子。該碳原子形成的一對(duì)異構(gòu)體為端基差向異構(gòu)體，有α、β兩種構(gòu)型。根據(jù)端基碳與距離羰基最遠(yuǎn)（即編號(hào)最大）的手性碳原子的手性關(guān)系，兩個(gè)手性碳構(gòu)型相同為β、不同為α。（三）糖的相對(duì)構(gòu)型：α、β

端基碳上H被稱為端基H，OH被稱為端羥基。第17頁/共119頁b-D-葡萄糖a-D-葡萄糖新生成的手性碳原子同側(cè)異側(cè)第18頁/共119頁OO異側(cè)同側(cè)β-D-葡萄呋喃糖苷α-D-葡萄呋喃糖苷1441（異側(cè)）（同側(cè)）b-D-木糖吡喃糖a-D-木糖吡喃糖1515RRRSOO同側(cè)異側(cè)14b-D-葡萄吡喃糖a-D-葡萄吡喃糖第19頁/共119頁（四）單糖的構(gòu)象構(gòu)象更接近真實(shí)情況，五元環(huán)基本是一平面第20頁/共119頁構(gòu)象第21頁/共119頁一、單糖類（monosaccharide）天然單糖以五碳糖、六碳糖最多，多數(shù)在生物體內(nèi)呈結(jié)合狀態(tài)，只有葡萄糖、果糖等少數(shù)單糖游離存在。糖類物質(zhì)根據(jù)其能否水解和分子量的大小分為單糖、低聚糖和多糖第二節(jié)糖和苷的分類單糖1.五碳醛糖5.

糖醛酸2.六碳醛糖3.六碳酮糖4.去氧糖6.

支碳鏈糖7.

氨基糖8.

單糖的衍生物第22頁/共119頁1.五碳醛糖(aldopentoses)

有L-阿拉伯糖（L-arabinose,Ara），D-木糖(D-xylose,Xyl)，D-來蘇糖(D-lyxose,Lyx)，D-核糖(D-ribose)等。L-阿拉伯糖：第23頁/共119頁a-L-阿拉伯糖b-D-木糖第24頁/共119頁2.六碳醛糖(aldohexoses)

常見的有D-葡萄糖（D-glucose,Glu），D-甘露糖(D-mannose,Man)，D-阿洛糖(D-allose,All)，D-半乳糖(D-galactose,Gal)等。其中最常見的是D-葡萄糖：第25頁/共119頁3.六碳酮糖(ketohexose,hexulose)

如D-果糖(D-fructose,Fru)，L-山梨糖(L-sorbose)等。下圖為α-D-果糖：第26頁/共119頁4.去氧糖(deoxysugars)

單糖分子的一個(gè)或二個(gè)羥基被氫原子取代的糖，常見的有6-去氧糖(甲基五碳糖)、2,6-二去氧糖及其3-O-甲醚等。這類糖有L-鼠李糖(L-rhamaose,Rha)，L-夫糖(L-fucose)和D-雞納糖(D-guinovose)，D-毛地黃毒糖(D-digitoxose)，L-夾竹桃糖(L-oleandrose)，D-地芰糖。第27頁/共119頁L-鼠李糖

D-毛地黃毒糖

L-夾竹桃糖(L-rhamaose,Rha)(D-digitoxose)(L-oleandrose)結(jié)構(gòu)如下：第28頁/共119頁5.

糖醛酸(uronicacid)

單糖分子中的伯醇羥基氧化成羧基，常結(jié)合成苷類或多糖存在，常見的如葡萄糖醛酸(glucuronicacid)和半乳糖醛酸(galactocuronic)。第29頁/共119頁6.

支碳鏈糖

糖鏈中含有支鏈，如D-芹糖(D-apiose)和D-金縷梅糖(D-hamamelose),結(jié)構(gòu)如下：第30頁/共119頁7.

氨基糖(aminosugar)

單糖的一個(gè)或幾個(gè)醇羥基置換成氨基。如慶大霉素的結(jié)構(gòu)：

絳紅糖胺2-脫氧鏈酶胺加洛糖胺第31頁/共119頁8.

單糖的衍生物（1）糖醇—單糖的醛基或酮基被還原成羥基

L-衛(wèi)矛醇

D-山梨醇

(L-ebonymitol)(D-sorbitol)第32頁/共119頁（2）環(huán)醇—環(huán)狀的多羥基化合物

肌醇D-槲皮醇

(inositols)(quercitol)第33頁/共119頁二、低聚糖（oligosaccharides）1.按含有單糖的個(gè)數(shù)分為二糖、三糖、四糖等。2.按是否含有游離的醛基和酮基分為還原糖和非還原糖。具有游離醛基或酮基的糖為還原糖。由半縮醛或半縮酮上的羥基通過脫水縮合而成的聚糖沒有還原性，為非還原糖。由2～9個(gè)單糖通過苷鍵結(jié)合而成的直鏈或支鏈聚糖。第34頁/共119頁

槐糖（還原糖)蔗糖（非還原糖)β-D-Glcp-(1→2)-D-Glcpα-D-Fruf-(1→1)-α-D-Glcp二、低聚糖（oligosaccharides）化學(xué)命名：把除末端糖之外的叫糖基，并標(biāo)明連接位置和苷鍵構(gòu)型。第35頁/共119頁二、低聚糖（oligosaccharides）

植物中的三糖大多是以蔗糖為基本結(jié)構(gòu)再接上其它單糖而成的非還原性糖，四糖和五糖是三糖結(jié)構(gòu)再延長(zhǎng)，也是非還原性糖。二糖：蔗糖三糖：棉子糖四糖：水蘇糖五糖：毛蕊糖第36頁/共119頁由十個(gè)以上單糖通過苷鍵連接而成的糖稱為多聚糖。三、多聚糖類（polysaccharides，多糖）3、按來源：植物多糖；動(dòng)物多糖分類：1、按功能：不溶于水的作為動(dòng)植物的支持組織的多糖； 溶于水的作為動(dòng)植物的貯存養(yǎng)料的多糖。

2、按單糖組成：均多糖(homosaccharide)

（由同種單糖組成）和雜多糖(heterosaccharide)（由多種單糖組成）第37頁/共119頁是由10個(gè)以上的單糖基通過苷鍵連接而成以上至幾千與單糖和寡糖不同，無甜味，非還原性淀粉等植物多糖糖原等動(dòng)物多糖100三、多聚糖(polysaccharides,多糖)定義聚合度性質(zhì)舉例第38頁/共119頁

苷是由糖及其衍生物的半縮醛或半縮酮羥基與非糖物質(zhì)（苷元）脫水形成的一類化合物。新生成的化學(xué)鍵即為苷鍵。四、苷類(glycoside)(又稱配糖體)苷類化合物的組成：苷元(配基)：非糖的物質(zhì)，常見的有黃酮，蒽醌，三萜等。苷鍵：將二者連接起來的化學(xué)鍵，可通過O,N,S等原子或直接通過N-N鍵相連。糖(或其衍生物，如氨基糖，糖醛酸等)苷類化合物的命名：以-in或–oside作后綴。苷類第39頁/共119頁1、根據(jù)苷元的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型：分為黃酮苷、苯丙素苷等。2、根據(jù)苷的某些特殊性質(zhì)或生理活性：分為皂苷、強(qiáng)心苷等。3、根據(jù)在生物體內(nèi)是原生還是次生：分為原生苷（在植物體內(nèi)原存在的苷）和次生苷（從原生苷中脫掉一個(gè)以上單糖的苷）。4、根據(jù)苷鍵原子的不同：分為氧苷（O－苷）、氮苷（N－苷）、硫苷（S－苷）、碳苷（C－苷）等。在天然界中最常見的為O－苷。分類：5、根據(jù)連接單糖基的個(gè)數(shù)：?jiǎn)翁擒?；雙糖苷；叁糖苷6、根據(jù)苷元連接糖基的位置數(shù)：1個(gè)位置成苷—單糖鏈苷

2個(gè)位置成苷—雙糖鏈苷7、按端基碳構(gòu)型：分α苷，多為L(zhǎng)型糖；β苷，多為D型糖。第40頁/共119頁根據(jù)苷元成苷官能團(tuán)的不同將氧苷分為以下幾類：

醇苷、酚苷、氰苷、酯苷、吲哚苷。（一）氧苷1.醇苷：苷元上的醇羥基與糖或糖的衍生物的半縮醛或半縮酮羥基脫一分子水縮合而成的化合物。紅景天苷甘草酸第41頁/共119頁2.酚苷：苷元上的酚羥基與糖或糖的衍生物的半縮醛或半縮酮羥基脫一分子水縮合而成的化合物。天然藥物中為數(shù)很多,如：天麻苷（一）氧苷第42頁/共119頁3.氰苷：是一類羥基腈與糖分子的端基羥基間縮合的衍生物，根據(jù)羥基與腈基的位置不同有：主要有α-羥腈的苷,如：苦杏仁苷亞麻氰苷α-羥基腈很不穩(wěn)定易在酸和酶的催化作用下水解得到α-羥腈苷元，它的性質(zhì)不穩(wěn)定很快就分解為醛或酮和氫氰酸，氫氰酸是止咳的有效成分，也容易引起人和動(dòng)物中毒。（一）氧苷第43頁/共119頁4.酯苷（酰苷）：苷元上的羧基與糖或糖的衍生物的半縮醛或半縮酮羥基脫一分子水縮合而成的化合物。山慈菇苷A（一）氧苷5.吲哚苷：是吲哚醇羥基與糖脫水生成的苷。靛苷第44頁/共119頁

苷元上的巰基與糖或糖的衍生物的半縮醛或半縮酮羥基脫一分子水縮合而成的化合物。蘿卜苷（二）硫苷第45頁/共119頁苷元上的氨基與糖或糖的衍生物的半縮醛或半縮酮羥基脫一分子水縮合而成的化合物。腺苷巴豆苷（三）氮苷第46頁/共119頁

苷元碳上的氫與糖或糖的衍生物的半縮醛或半縮酮羥基脫一分子水縮合而成的化合物。異牡荊素蘆薈苷（四）碳苷碳苷類化合物具有溶解度小、難以水解的特點(diǎn)。第47頁/共119頁第三節(jié)糖和苷的理化性質(zhì)(一)物理性質(zhì)1、性狀：形：苷類化合物多數(shù)是固體，其中糖基少的可以成結(jié)晶，糖基多的如皂苷，則多呈具有吸濕性的無定形粉末。味：①單糖～低聚糖——甜味。②多糖——無甜味（隨著糖的聚合度增高，則甜味減小）

③苷類一般是無味的，但也有很苦的和有甜味的，如甜菊苷(stevioside),比蔗糖甜300倍，臨床上用于糖尿病患者作甜味劑用，無不良反應(yīng)。色：苷類化合物的顏色是由苷元的性質(zhì)決定的。糖部分沒有顏色。第48頁/共119頁糖—小分子極性大，水溶性好；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，不溶于乙醇。單糖極性>雙糖極性

（與羥基和碳的分擔(dān)比有關(guān)，即按-OH/C的分擔(dān)情況而定）(一)物理性質(zhì)2、溶解性苷—親水性（與連接糖的數(shù)目、位置有關(guān)）。一般隨著糖基的增多而增大。大分子苷元（如甾醇等）的單糖苷常可溶解于低極性的有機(jī)溶劑，如果糖基增多，親水性增加，在水中的溶解度也就增加。

因此，用不同極性的溶劑順次提取藥材時(shí)，在各提取部分都有發(fā)現(xiàn)苷類化合物的可能。碳苷與氧苷不同，無論在水中還是在其他溶劑中溶解度一般都較小。第49頁/共119頁(一)物理性質(zhì)3、旋光性：

多數(shù)苷類化合物呈左旋，但水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。因此，比較水解前后旋光性的變化，也可以用以檢識(shí)苷類化合物的存在。

苷元—親脂性，可溶于氯仿、乙醚、乙酸乙酯、醇等溶劑。

2、溶解性第50頁/共119頁糖的基本化學(xué)性質(zhì)（有機(jī)化學(xué)）：與Br2水反應(yīng)，使Br2水褪色斐林試劑反應(yīng)（Fehling反應(yīng)）：還原性糖，生成Cu2O

磚紅色沉淀。Tollen試劑反應(yīng)（銀鏡反應(yīng)）糖的化學(xué)反應(yīng)

1、氧化反應(yīng)

2、糠醛形成反應(yīng)

3、羥基反應(yīng)（二）糖的化學(xué)性質(zhì)第51頁/共119頁1、氧化反應(yīng)：?jiǎn)翁欠肿又杏腥?酮)、醇羥基和鄰二醇等結(jié)構(gòu)，均可以與一定的氧化劑發(fā)生氧化反應(yīng)，一般都無選擇性。例如銀鏡反應(yīng)（以Ag+作為氧化劑)，和斐林反應(yīng)(以Cu2+作為氧化劑)。但過碘酸和四醋酸鉛的選擇性較高，一般只作用于鄰二羥基上。第52頁/共119頁1、氧化反應(yīng)：過碘酸氧化反應(yīng)：

主要作用于鄰二醇羥基、α-氨基醇、α-羥基醛（酮）、α-羥基酸、鄰二酮和某些活性次甲基結(jié)構(gòu)。第53頁/共119頁2HIO4CHOOCHOOR+HCOOHOHHOOH過碘酸反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)定量進(jìn)行（試劑與反應(yīng)物基本是1:1）。在水溶液中進(jìn)行（無水環(huán)境不反應(yīng)）。反應(yīng)速度（弱酸條件）：順式>反式。在異側(cè)不能扭轉(zhuǎn)的鄰二醇不起反應(yīng)（1,6-b-D-葡萄呋喃糖酐）。第54頁/共119頁過碘酸反應(yīng)的用途推測(cè)糖中鄰二醇的數(shù)量判斷糖環(huán)大?。哼拎?、呋喃糖推測(cè)低聚糖和多聚糖的聚合度推測(cè)糖之間的連接（1,3；1,4；1,6）第55頁/共119頁2、糠醛形成反應(yīng)第56頁/共119頁糠醛及衍生物與α-萘酚縮合物Molish反應(yīng)：試劑：濃H2SO4，α－萘酚Molish反應(yīng)用途：用來鑒別糖和苷，區(qū)別苷和苷元。2、糠醛形成反應(yīng)糠醛衍生物＋芳胺或酚類縮合顯色（苯酚、萘酚、苯胺、蒽酮等）樣品＋濃H2SO4＋α－萘酚棕色環(huán)（單糖、低聚糖、多糖、苷）第57頁/共119頁3、羥基反應(yīng)糖的-OH反應(yīng)——醚化、酯化和縮醛(酮)化仲醇次之

其次是伯醇基（C6-OH）最高的半縮醛羥基（C1-OH）反應(yīng)活性：反應(yīng)： 醚化（甲醚化、三甲基硅醚化等） 酯化（乙?；?、甲苯磺酰化）

縮酮 縮醛 硼酸絡(luò)合第58頁/共119頁1、甲醚化（MethylEthers）NaOH全甲基化糖苷酸水解時(shí)僅水解糖苷鍵。判斷成苷位置、連接順序。第59頁/共119頁2、乙?；磻?yīng)

對(duì)甲苯磺?；磻?yīng)主要發(fā)生在伯醇上。用途：分離、鑒定第60頁/共119頁3、縮醛（Acetal）與縮酮（Ketal）用途：對(duì)堿穩(wěn)定，對(duì)酸不穩(wěn)定。羥基保護(hù)劑，推測(cè)順鄰二醇羥基或1，3－二醇羥基，推測(cè)氧環(huán)的大小第61頁/共119頁4、硼酸（boricacid）絡(luò)合反應(yīng)結(jié)構(gòu)要求：鄰二醇必須為順式；絡(luò)合后：酸性增加，可離子化。第62頁/共119頁硼酸絡(luò)合反應(yīng)的應(yīng)用絡(luò)合后中性變?yōu)樗嵝钥梢赃M(jìn)行酸堿中和滴定可以進(jìn)行離子交換法分離可以進(jìn)行電泳鑒定糖自動(dòng)分析儀第63頁/共119頁1.用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方法鑒別下列各組化合物(標(biāo)明反應(yīng)所需化學(xué)試劑以及所產(chǎn)生的現(xiàn)象)。AB練習(xí)2.思考：羥基醚化反應(yīng)、乙?；磻?yīng)、縮酮（醛）化反應(yīng)及硼酸絡(luò)合反應(yīng)各自在糖及苷研究上的應(yīng)用與價(jià)值。第64頁/共119頁作為藥品的糖類化合物第65頁/共119頁應(yīng)用例：?jiǎn)翁桥c雙糖b-D-葡萄糖葡萄醛酸鈣D-果糖蔗糖乳糖第66頁/共119頁應(yīng)用例：糖醇與抗壞血酸木糖醇山梨醇甘露醇L-抗壞血酸(Vc)b-D-葡萄糖L-古洛糖酸第67頁/共119頁結(jié)構(gòu)式，分子量[性狀]物理，旋光度[鑒別]酒石酸銅試劑

IR譜[檢查]酸度、澄清度、硫酸鹽、亞硫酸鹽、干燥失重、蛋白質(zhì)、鐵鹽、重金屬、砷鹽[貯藏][制劑]第68頁/共119頁[含量測(cè)定]絡(luò)合滴定第69頁/共119頁第70頁/共119頁

第四節(jié)苷鍵的裂解

苷鍵的裂解反應(yīng)是一類研究多糖和苷類化合物的重要反應(yīng)。

目的和應(yīng)用：通過該反應(yīng)，可以使苷鍵切斷，從而更方便地了解苷元的結(jié)構(gòu)、所連糖的種類和組成、苷元與糖的連接方式、糖與糖的連接方式。３．按照所用催化劑的不同可分為酸催化水解、堿催化水解、酶水解和過碘酸裂解等。苷鍵的裂解方法有以幾種分類方法：１．按裂解的程度可分為：全裂解和部分裂解；２．按所用的方法可分為均相水解和雙相水解；第71頁/共119頁一、酸催化水解苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu)，易為稀酸催化水解。反應(yīng)一般在水或稀醇溶液中進(jìn)行。常用的酸有HCl,H2SO4,乙酸和甲酸等。質(zhì)子化陽碳離子氧正離子（半椅式）溶劑化第72頁/共119頁N-苷＞O-苷＞S-苷＞C-苷1、苷鍵原子的不同，酸水解難易程度不同，其水解易難順序?yàn)椋核崴怆y易程度規(guī)律：2、糖部分：1）呋喃糖苷＞吡喃糖苷2）酮糖苷＞醛糖苷3）吡喃糖苷中：①吡喃環(huán)C5上取代基越大越難水解，水解速度為：五碳糖>甲基五碳糖>六碳糖>七碳糖②C5上有-COOH取代時(shí)，最難水解4)氨基取代的糖較-OH糖難水解，-OH糖又較去氧糖難水解。葡萄糖醛酸最難水解第73頁/共119頁3、苷元部分：1）芳香屬苷>脂肪屬苷如：酚苷>萜苷、甾苷2）當(dāng)苷元為小基團(tuán)時(shí),橫鍵苷鍵易水解；當(dāng)苷元為大基團(tuán)時(shí),豎鍵苷鍵易水解。酸水解難易程度規(guī)律：酸水解的局限性2）不能反應(yīng)糖和糖的連接位置兩相水解法對(duì)酸不穩(wěn)定的苷元，為了防止水解引起苷元結(jié)構(gòu)的改變，可用兩相水解反應(yīng)。1）有時(shí)會(huì)導(dǎo)致苷元結(jié)構(gòu)改變第74頁/共119頁1．常用試劑：醋酐

+酸

所用酸如：H2SO4、HClO4、CF3COOH或Lewis酸（ZnCl2、BF3）等。3．反應(yīng)機(jī)理：

與酸催化水解相似，以CH3CO+(乙?；?，Ac）為進(jìn)攻基團(tuán)。2．反應(yīng)條件：一般是在室溫放置數(shù)天。二、乙酰解反應(yīng)第75頁/共119頁產(chǎn)物為：?jiǎn)翁?、低聚糖及苷元的?；?。酰化可以保護(hù)苷元上的OH，使苷元增加親脂性，利于提純和鑒定。并能得到苷鏈的部分降解物。第76頁/共119頁通常苷鍵對(duì)堿穩(wěn)定，不易被堿水解。而酯苷、酚苷、與羰基共軛的烯醇苷、苷鍵β位有吸電子基團(tuán)的苷易被堿水解。三、堿催化水解C2-OH與苷鍵成反式易于堿水解，得到1,6-糖酐；成順式則得到正常的糖。第77頁/共119頁β-消除反應(yīng)第78頁/共119頁常用的苷鍵水解酶：轉(zhuǎn)化糖酶－水解β-果糖苷鍵麥芽糖酶－水解α-D-葡萄糖苷鍵纖維素酶－水解β-D-葡萄糖苷鍵杏仁苷酶－水解β-六碳醛糖苷鍵芥子苷酶－水解芥子苷鍵（S－苷鍵）四、酶催化水解反應(yīng)1、反應(yīng)條件溫和。特點(diǎn)：2、用酶水解苷鍵可以獲知苷鍵的構(gòu)型，3、可保持苷元結(jié)構(gòu)不變的真正苷元。4、酶專屬性高，選擇性地催化水解某一構(gòu)型的苷。第79頁/共119頁特點(diǎn)：1、反應(yīng)條件溫和、易得到原苷元；

2、可通過產(chǎn)物推測(cè)糖的種類、糖與糖的連接方式以及氧環(huán)大小。五、過碘酸裂解反應(yīng)（Smith降解法）所用試劑為：NaIO4、NaBH4、稀酸適用范圍：苷元不穩(wěn)定的苷和碳苷（得到連有一個(gè)醛基的苷元）不適合：苷元上有鄰二醇羥基或易被氧化的基團(tuán)的苷。第80頁/共119頁五、過碘酸裂解反應(yīng)（Smith降解法）應(yīng)用于碳苷的情況:第81頁/共119頁Summary酸催化水解簡(jiǎn)單易行適用范圍廣苷原發(fā)生變化(脫水、脫乙?；龋﹥上嗨夥ㄒ阴＝庋苌夥ㄟm用面窄（1－6連接最容易水解）引入乙?；嵌嘶蚱渌恢冒l(fā)生異構(gòu)化堿催化水解操作簡(jiǎn)單對(duì)苷原有特殊要求（酯苷、酚苷、特殊結(jié)構(gòu)苷）苷原結(jié)構(gòu)發(fā)生變化酶催化水解反應(yīng)條件溫和，專一性強(qiáng)苷原結(jié)構(gòu)無變化酶的參加微生物轉(zhuǎn)化Smith降解特殊要求的苷的水解苷原無變化反應(yīng)步驟多第82頁/共119頁第83頁/共119頁糖的NMR可解決的問題糖的種類糖與苷的連接位置苷鍵構(gòu)型糖與糖的連接順序第五節(jié)NMRSpectraofCarbohydrates第84頁/共119頁糖的1H-NMR性質(zhì)

化學(xué)位移規(guī)律：

端基質(zhì)子：

4.3～6.0ppm

特點(diǎn)：比較容易辨認(rèn)

用途：1確定糖基的個(gè)數(shù)2確定糖基的種類32D-NMR譜上糖信號(hào)的歸屬4糖的位置的判斷

糖上其余質(zhì)子信號(hào)：

3.2～4.2ppm

甲基五碳糖的甲基信號(hào)在1.0左右

第85頁/共119頁可通過C1-H與C2-H的偶合常數(shù)，來判斷苷鍵的構(gòu)型（α、β）第86頁/共119頁

1212112233※甘露糖與鼠李糖，雖然具有吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)，但其C2-H都處于橫鍵上，故無法判斷其苷鍵構(gòu)型。第87頁/共119頁槲皮素鼠李糖苷第88頁/共119頁13CNMR根據(jù)化學(xué)位移區(qū)別糖的種類Table2-1根據(jù)C-1位的化學(xué)位移區(qū)別苷鍵構(gòu)型－D、－L型C1>100－D、－L型C1<100

根據(jù)1JC1-H1值區(qū)別苷鍵構(gòu)型:

吡喃糖,端質(zhì)子橫鍵1JC1-H1170~175Hz

端質(zhì)子豎鍵鍵1JC1-H1160~165Hz

呋喃糖，無此規(guī)律

Table2-2糖在13CNMR中

-CH3

18-CH2OH

62-CHOH

68~85

端基碳C1

95～105

因此可根據(jù)

95～105區(qū)域碳信號(hào)的個(gè)數(shù)和化學(xué)位移值來推測(cè)低聚糖、苷中所含糖的個(gè)數(shù)和苷鍵的構(gòu)型。第89頁/共119頁C1:α-型97～101ppmβ-型103～106ppmCH-OH(C2、C3、C4)70～78ppmCH2-OH(C6)62ppm左右第90頁/共119頁Table2-1第91頁/共119頁

糖苷化后，端基碳和苷元α-C化學(xué)位移值均向低場(chǎng)移動(dòng)，而鄰碳稍向高場(chǎng)移動(dòng)（偶而也有向低場(chǎng)移動(dòng)的），對(duì)其余碳的影響不大，這種苷化前后的化學(xué)變化，稱苷化位移。苷化位移（glycosidationshift）如：伯醇苷第92頁/共119頁環(huán)醇苷1）兩β-C均為仲碳前手性差別規(guī)律：同小異大（仲醇苷）（-C）第93頁/共119頁環(huán)醇苷2）兩β-C為仲碳和叔碳（季碳）α碳構(gòu)型的影響規(guī)律：同5異10其余七（仲醇苷）

(-C)第94頁/共119頁叔醇苷第95頁/共119頁表2-3苷化位移規(guī)律苷元C-1‘與甲苷相比CαCβ伯醇－1.28－4環(huán)醇Cβ均為仲碳C-1’(R)（－1）～（－4）7.0Pro-S–4，Pro-R–2C-1’(S)（－1）～（－4）7.0Pro-S–2，Pro-R–4一個(gè)Cβ為仲碳，另一個(gè)為叔碳或季碳C-1’和Cα構(gòu)型相同－45仲碳-5叔碳-2季碳-0.5C-1’和Cα構(gòu)型相異0±1.510仲碳-2叔碳-1季碳±0.5叔醇－77－3應(yīng)用：判斷苷化位置，苷化碳構(gòu)型等第96頁/共119頁◆苷元α-碳和糖端基碳絕對(duì)構(gòu)型相同：端基碳α-碳β-碳第97頁/共119頁

◆苷元α-碳和糖端基碳絕對(duì)構(gòu)型不同時(shí)：端基碳α-碳OORS+7.6+10.6+0.2-1.7R-S第98頁/共119頁端基碳端基碳α-Cα-Cβ-Cβ-C酯苷規(guī)律：α碳向高場(chǎng)位移第99頁/共119頁α-Cβ-Cβ-Cα-C酚苷第100頁/共119頁第六節(jié)糖鏈的結(jié)構(gòu)測(cè)定單糖的組成：?jiǎn)翁堑姆N類和比例糖的氧環(huán)：五元環(huán)，六員環(huán)糖與糖的連接位置糖的連接順序苷鍵的構(gòu)型第101頁/共119頁研究糖或苷類化合物結(jié)構(gòu)的順序純度檢查分子量測(cè)定單糖的鑒定絕對(duì)構(gòu)型測(cè)定糖鏈連接位置糖鏈連接順序非糖部分性質(zhì)非糖部分結(jié)構(gòu)苷鍵部分結(jié)構(gòu)苷的結(jié)構(gòu)多糖苷類HRMS,TOF-MSGC-MS，對(duì)照法全甲基化甲醇解／水解NMR、MSNMR，旋光測(cè)定法小分子化合物EI-MS(糖衍生物)；FAB-MS;FD-MS;ESI-MSPC;HPLC;GC小分子：譜學(xué)方法HMBCFAB-MS第102頁/共119頁純度測(cè)定：一定分子量范圍內(nèi)的均一組分方法：①超離心法；②高壓電泳法；③凝膠柱色譜法；④旋光測(cè)定法；⑤其他：官能團(tuán)摩爾比恒定法；視差折射法；HPLC

分子量測(cè)定:軟電離，MALDI-MS或MALDI-TOF-MS原來物理法：沉降法，光散射法，粘度法，滲透壓法，超濾法，超離心法單糖鑒定：TLC、PC單糖絕對(duì)構(gòu)型測(cè)定:①GC法;②HPLC法;③手性柱色鋪法;④手性檢測(cè)器法;⑤旋光比較法。糖鏈連接位置測(cè)定：①全甲基化;②1H-NMR;③苷化位移糖鏈連接順序的確定：①早期:部分水解;②質(zhì)譜分析;③馳豫時(shí)間;④1D-NMR和2D-NMR法 苷鍵構(gòu)型及氧環(huán)的確定：構(gòu)型：①核磁共振法②酶解法③紅外法④分子旋光差法。糖的氧環(huán)：①13C-NMR②紅外法③甲醇解法④Smith降解法。第103頁/共119頁單糖的鑒定薄層色譜（TLC)展開系統(tǒng)：常用水飽和的有機(jī)溶劑展開。如：正丁醇：醋酸：水（4：1：5上層）BAW

水飽和苯酚等溶劑系統(tǒng)。顯色劑：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）等。第104頁/共119頁①GC法②HPLC法單糖絕對(duì)構(gòu)型測(cè)定第105頁/共119頁糖鏈連接位置測(cè)定全甲基化后水解，GC分析甲基化單糖OH第106頁/共119頁糖鏈連接順序的確定質(zhì)譜分析-1MW854第107頁/共119頁糖鏈連接順序的確定質(zhì)譜分析-2MW916第108頁/共119頁苷鍵構(gòu)型的確定1．酶催化水解法：麥芽糖酶能水解的為-苷鍵，而苦杏仁能酶解的為-苷鍵。2．克分子旋光差法（Klyne法）：先測(cè)定未知苷鍵構(gòu)型的苷及其水解所得苷元的旋光度，計(jì)算其比旋值之差，再與一對(duì)甲苷的分子比旋相比較，數(shù)值近似者其苷鍵構(gòu)型一致。3．利用NMR進(jìn)行測(cè)定：①根據(jù)C1-H和C2-H的偶合常數(shù)（J值）來判斷苷鍵構(gòu)型，如葡萄糖等；②根據(jù)端基碳和端基質(zhì)子間的偶合常數(shù)1JC1-H1值來判斷，端基為橫鍵質(zhì)子（-苷鍵），1JC1-H1為170Hz；端基為豎鍵質(zhì)子（-苷鍵），1JC1-H1為160Hz，如鼠李糖、甘露糖等；③利用端基碳的化學(xué)位移值判斷苷鍵構(gòu)型，通常-構(gòu)型的C1比-構(gòu)型的C1信號(hào)在較高場(chǎng)，如葡萄糖；4.其它方法①單葡萄糖苷可根據(jù)IR振動(dòng)峰（-構(gòu)型的C1在770、780cm-1處有較強(qiáng)的吸收峰）區(qū)別；②葡萄糖苷乙?；锏馁|(zhì)譜中，m/z331這一碎片峰-苷要比-苷強(qiáng)的多。第109頁/共119頁高大鹿藥甙A糖鏈結(jié)構(gòu)研究實(shí)例：第110頁/共119頁白色無定型粉末顯色反應(yīng)