天然藥物化學(xué) 第2章 糖和苷

第二章糖和苷carbohydrates一、單糖的立體化學(xué)二、糖和苷的分類三、糖的理化性質(zhì)四、苷鍵的裂解第三章糖和苷七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定五、提取分離六、糖的核磁共振性質(zhì)

糖又稱作碳水化合物(carbohydrates)，是自然界存在的一類重要的天然產(chǎn)物，是生命活動所必需的一類物質(zhì)，和核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)一起稱為生命活動所必需的四大類化合物。按照其聚合程度可分為單糖、低聚糖（寡糖）和多糖等。

苷類又稱配糖體(glycoside)，是由糖或糖的衍生物等與另一非糖物質(zhì)通過其端基碳原子聯(lián)接而成的化合物。第一節(jié)單糖的立體化學(xué)概述單糖結(jié)構(gòu)的表示方法：Fisher式Haworth式成環(huán)狀結(jié)構(gòu)后，多了一個手性碳------端基碳Haworth簡式優(yōu)勢構(gòu)象式第一節(jié)單糖的立體化學(xué)1、Fischer投影式中單糖D、L構(gòu)型的規(guī)定

相對于左右旋（L、D－）甘油醛而來，以距離醛基（或羰基）最遠的手性碳原子上的－OH而定，向右為D-構(gòu)型；向左為L-構(gòu)型。D-構(gòu)型L-構(gòu)型第一節(jié)單糖的立體化學(xué)絕對構(gòu)型：第三章糖和苷一、單糖的立體化學(xué)二、糖和苷的分類三、糖的理化性質(zhì)四、苷鍵的裂解七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定五、提取分離六、糖的核磁共振性質(zhì)四、苷類(glycoside)(又稱配糖體)：是指糖和糖的衍生物如氨基酸、糖醛酸等與另一非糖物質(zhì)，通過糖的端基碳連接而成的化合物。

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。苷類苷鍵：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。三、糖和苷的分類一、氧苷：

苷元與糖基通過氧原子相連，根據(jù)苷元與糖縮合的基團的性質(zhì)不同，分為以下幾類：

醇苷：是通過醇羥基與糖端基脫水而成的苷。

比較常見，如本書所講皂苷，強心苷均屬此類。毛茛苷紅景天苷三、糖和苷的分類

酚苷：苷元的酚羥基與糖端基脫水而成的苷。

較常見，如黃酮苷、蒽醌苷多屬此類。熊果苷天麻苷丹皮苷三、糖和苷的分類（4）酯苷：苷元的羧基與糖脫水縮合而成的苷。

酯苷的特點：苷鍵既有縮醛的性質(zhì)，又有酯的性質(zhì)，易為稀酸和稀堿水解。例如：山慈菇苷A(B)，土槿甲素，土槿乙素等。山慈菇苷A和B（是山慈菇中抗霉菌的活性成分）被水解后，苷元立即環(huán)合生成山慈菇內(nèi)酯A和B。

二、硫苷：是糖的端基OH與苷元上巰基縮合而成的苷。如蘿卜中的蘿卜苷。三、糖和苷的分類

芥子苷是存在于十字花科植物中的一類硫苷，其通式如下，幾乎都是以鉀鹽的形式存在。經(jīng)酶水解，生成的芥子油含有異硫氰酸酯類、葡萄糖和硫酸鹽，具有止痛和消炎作用。三、氮苷：糖的端基碳與苷元上氮原子相連的苷稱氮苷，是生物化學(xué)領(lǐng)域中的重要物質(zhì)。如巴豆苷，腺苷等核苷類化合物。三、糖和苷的分類巴豆苷四、碳苷：是一類糖基和苷元直接相連的苷。組成碳苷的苷元多為酚性化合物，如黃酮、查耳酮、色酮、蒽醌和沒食子酸等。尤其以黃酮碳苷最為常見。黃酮碳苷的糖基均在A環(huán)的6位或8位。

碳苷類化合物具有溶解度小、難以水解的特點。一、單糖的立體化學(xué)二、糖和苷的分類三、糖的理化性質(zhì)四、苷鍵的裂解第三章糖和苷七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定五、提取分離六、糖的核磁共振性質(zhì)二、化學(xué)性質(zhì)

1.氧化反應(yīng)：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：

第三節(jié)糖的理化性質(zhì)

單糖結(jié)構(gòu)中反應(yīng)活潑性順序:

端基碳原子>伯碳>仲碳

銀鏡反應(yīng)(Tollenreaction):以Ag+為氧化劑

費林反應(yīng)(Fehlingreaction):以Cu2+為氧化劑

過碘酸反應(yīng):氧化鄰二羥基等,生成醛等.

主要作用于：

鄰二醇、α-氨基醇、α-羥基醛（酮）、鄰二酮和某些活性次甲基等結(jié)構(gòu)第三節(jié)糖的理化性質(zhì)鄰羥基：第三節(jié)糖的理化性質(zhì)二、化學(xué)性質(zhì)

2.糠醛形成反應(yīng)（Molish反應(yīng)）

第三節(jié)糖的理化性質(zhì)Molish反應(yīng)：樣品+濃H2SO4+α-萘酚→棕色環(huán)多糖、低聚糖、單糖、苷類——Molish反應(yīng)均為陽性第三節(jié)糖的理化性質(zhì)一、單糖的立體化學(xué)二、糖和苷的分類三、糖的理化性質(zhì)四、苷鍵的裂解第三章糖和苷七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定五、提取分離六、糖的核磁共振性質(zhì)一苷鍵裂解的目的和應(yīng)用

為鑒定苷的結(jié)構(gòu)，如糖和糖的連接方式、苷元和糖的連接方式、糖的種類、個數(shù)等。二苷鍵裂解法：

1.酸催化水解反應(yīng)

2.乙酰解反應(yīng)

3.堿催化水解

4.酶催化水解反應(yīng)

5.氧化開裂法（Smith降解法）

第四節(jié)苷鍵的裂解一、酸催化水解：（掌握）

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行。常用的酸有HCl,H2SO4,乙酸和甲酸等。

反應(yīng)機理是：苷原子先質(zhì)子化，然后斷裂生成苷元和陽碳離子或半椅式的中間體，在水中溶劑化而成糖。

四、苷鍵的裂解半椅型以氧苷為例，其機理為：

由上述機理可以看出，影響水解難易程度的關(guān)鍵因素在于苷鍵原子的質(zhì)子化是否容易進行，有利于苷原子質(zhì)子化的因素，就可使水解容易進行。主要包括兩個方面的因素：

(1)苷原子上的電子云密度

(2)苷原子的空間環(huán)境四、苷鍵的裂解具體到化合物的結(jié)構(gòu)，則有以下規(guī)律：按苷鍵原子的不同，酸水解難易程度為：N-苷

>O-苷>S-苷>C-苷原因：N最易接受質(zhì)子，而C上無未共享電子對，不能質(zhì)子化。四、苷鍵的裂解三、堿催化水解：一般的苷對堿是穩(wěn)定的，不易被堿催化水解，故多數(shù)苷是采用稀酸水解。但是，酯苷、酚苷、氰苷、烯醇苷和β-吸電子基取代的苷易為堿所水解。如藏紅花苦苷、靛苷、蜀黍苷都可為堿所水解。但有時得到的是脫水苷元。四、苷鍵的裂解

五、氧化裂解法（Smith裂解）

用過碘酸氧化1,2-二元醇的反應(yīng)可以用于苷鍵的水解，稱為Smith裂解，是一種溫和的水解方法.

優(yōu)點：①可得到完整的苷元；②從降解得到的多元醇，還可確定苷中糖的類型；③對苷元結(jié)構(gòu)容易改變的苷以及C－苷水解研究特別適宜。適用的情況:苷元結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,C-苷不適用的情況:苷元上也有1,2-二元醇反應(yīng)的基本步驟:四、苷鍵的裂解步驟：

(1)在水或稀醇溶液中，用NaIO4在室溫條件下將糖氧化裂解為二元醛；

(2)將二元醛用NaBH4還原為醇，以防醛與醛進一步縮合而使水解困難；

(3)調(diào)節(jié)pH=2左右，室溫放置讓其水解。

四、苷鍵的裂解一、單糖的立體化學(xué)二、糖和苷的分類三、糖的理化性質(zhì)四、苷鍵的裂解第三章糖和苷七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定五、提取分離六、糖的核磁共振性質(zhì)一、單糖的立體化學(xué)二、糖和苷的分類三、糖的理化性質(zhì)四、苷鍵的裂解第三章糖和苷七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定五、提取分離六、糖的核磁共振性質(zhì)

一、糖的1H-NMR性質(zhì)1.化學(xué)位移：糖端基質(zhì)子：

4.3-6.0C6-CH3（鼠李糖）:1.0(3H,d,J=6Hz),其它碳上質(zhì)子:3.2-4.2第六節(jié)糖的核磁共振性質(zhì)2.偶合常數(shù):J1,2判斷苷鍵構(gòu)型吡喃型糖C1式苷鍵為

-D或

-L型,當端基質(zhì)子和C2-H為豎鍵,J=6-8Hz;C2-H為橫鍵,

J=2-4Hz.苷鍵為

-D或-L型,端基質(zhì)子為橫鍵,J=2-4Hz.第六節(jié)糖的核磁共振性質(zhì)D-葡萄糖可通過J值來判定端基碳構(gòu)型二、糖的13C-NMR性質(zhì)

1.化學(xué)位移及偶合常數(shù)端基碳：

95-105;

CH-OH(C2、C3、C4、C5)－－70~85CH2-OH(C6)62左右

CH3<20第六節(jié)糖的核磁共振性質(zhì)2.苷化位移(Glycosylationshift,GS)

定義：糖與苷元成苷后,苷元的

-C,-C和糖的端基碳的化學(xué)位移值發(fā)生了變化,這種變化稱苷化位移.應(yīng)用:推測糖與苷元,糖與糖的連接位置,苷元被苷化碳的絕對構(gòu)型及碳氫信號歸屬.第六節(jié)糖的核磁共振性質(zhì)第一節(jié)單糖的立體化學(xué)第二節(jié)糖和苷的分類第三節(jié)糖和苷的理化性質(zhì)第四節(jié)苷鍵的裂解第五節(jié)提取分離第六節(jié)糖的核磁共振性質(zhì)第七節(jié)糖鏈的結(jié)構(gòu)測定

本章內(nèi)容

4.糖連接位置的測定糖鏈(多糖,