13碳核磁共振譜中苷化位移在糖苷化學結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用課件

13碳核磁共振譜中苷化位移在糖苷化學結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用1定義：糖與醇（苷元）結(jié)合形成糖苷時，苷元的醇碳（以下稱為“a碳”），它的鄰位碳（b碳）的化學位移值發(fā)生變化，與糖苷鍵距離遠的碳的化學位移值原則上不發(fā)生變化。糖的端基碳的化學位移也發(fā)生改變，這樣的化學位移值的改變被稱為苷化位移（glycosylationshift，簡稱GS）圖1苷化位移示意圖2圖1苷化位移示意圖

GS的變化趨勢與醇類物質(zhì)被醚化時碳譜的變化趨勢相同（如圖1所示），但是變化的幅度與苷的本身特征有關(guān)（即GS的大小反映了苷部分的化學結(jié)構(gòu)）。這是因為糖的端基碳是手性碳，并且糖環(huán)的C-O鍵被強烈的極化，呈現(xiàn)強烈偶極（dipole）。3一、苷鍵無立體障礙情況下的基本苷化位移AglyconeSugardC-1DdSugardC-1DdCH3OHa-Glc101.2/94.1(+7.1)b-Glc105.5/98.8(+6.7)a-Man102.6/95.7(+6.9)b-Man102.7/95.7(+7.0)a-Rha102.4/95.8(+6.6)b-Rha102.6/95.8(+6.8)b-Ara102.1/94.6(+7.5)a-Ara105.8/99.2(+6.6)prim-OHa-Glc100.0(+5.9)b-Glc104.4(+5.6)a-Man101.2(+5.5)b-Man101.8(+6.1)a-Rha101.1(+5.3)b-Rha101.3(+5.5)b-Ara100.9(+6.3)a-Ara104.7(+5.5)sec-OHa-Glc98.5(+4.4)b-Glc102.3(+3.5)a-Man99.4(+3.7)b-Man99.3(+3.6)a-Rha99.2(+3.4)b-Rha99.3(+3.5)b-Ara99.1(+4.5)a-Ara102.9(+3.7)tert-OHa-Glc94.6(+0.5)b-Glc98.9(+0.1)a-Man96.1(+0.4)b-Man96.2(+0.5)a-Rha95.7(-0.1)b-Rha95.8(±0)b-Ara95.1(+0.5)a-Ara99.1(-0.1)表１糖端基碳的苷化位移4小結(jié)1、成苷后，糖端基碳的化學位移向低場移動幅度與糖的種類、糖的端基a/b構(gòu)型無關(guān)，但與苷元有關(guān)。苷元為甲醇時，GS最大，隨著苷元為伯醇、仲醇，GS依次減??；即苷元為MeOH時，GS=+7ppm；伯OH時，GS=+6ppm；仲OH時，GS=+4ppm；叔OH是，GS=0ppm，與游離糖的化學位移值基本一致。一、苷鍵無立體障礙情況下的基本苷化位移5AglyconeSugarDdSugarDdCH3OHa-Glc+6.0b-Glc+7.3a-Man+5.0b-Man+7.1a-Rha+5.0b-Rha+7.0b-Ara+5.9a-Ara+6.7prim-OHa-Glc+6.0b-Glc+7.3a-Man+5.0b-Man+7.1a-Rha+5.1b-Rha+7.0b-Ara+6.2a-Ara+7.0sec-OHa-Glc+7.1b-Glc+7.3a-Man+5.4b-Man+7.1a-Rha+5.2b-Rha+6.9b-Ara+6.5a-Ara+7.0tert-OHa-Glc+7.2b-Glc+7.5a-Man+6.7b-Man+7.5a-Rha+6.4b-Rha+7.4b-Ara+6.5a-Ara+7.1表2苷元a-碳的苷化位移6小結(jié)2、成苷后，苷元的a碳向低場移動，其移動幅度受糖端基碳的構(gòu)型及糖2-位碳的構(gòu)型的影響?？偟内厔菔牵篴碳向低場位移5～7ppm，其中碳端基OH為平伏鍵時，～7；碳端基OH為直立鍵時，～6；糖的2位OH也為直立鍵時，～5（酚OH成苷不在上述范圍內(nèi)變化）。一、苷鍵無立體障礙情況下的基本苷化位移7AglyconeSugarDdbCDdb'CSugarDdbCDdb'Cn-Propyla-Glc-3.5b-Glc-3.3a-Man-3.5b-Man-3.3a-Rha-3.4b-Rha-3.5b-Ara-3.4a-Ara-3.3trans-tert-Butylcyclohexyl(t-BCH)a-Glc-4.2-2.4b-Glc-2.2-3.9a-Man-4.4-2.5b-Man-2.3-4.1a-Rha-3.9-2.1b-Rha-2.6-4.5b-Ara-4.2-2.3a-Ara-2.1-3.9Cholestan-3b-yla-Glc--b-Glc-2.5-4.4a-Man-4.1-2.7b-Man-2.5-4.4a-Rha-4.1-2.7b-Rha-2.7-4.4b-Ara-3.82.6a-Ara-2.4-4.5tert-Butyla-Glc-2.9b-Glc-2.6a-Man-3.0b-Man-2.8a-Rha-2.8b-Rha-3.0b-Ara-2.8a-Ara-2.6表3苷元b-碳的苷化位移8小結(jié)3、成苷后，苷元的b碳向高場移動，其移動幅度受糖端基碳構(gòu)型與苷元a碳構(gòu)型的影響，不同種類糖的影響可忽略不計。糖的構(gòu)型與b碳原手性碳的構(gòu)型相反時，高場位移的幅度是一致時位移幅度的兩倍。過去，對于該類化合物3-OH的鄰位碳（即b-碳）的化學位移沒有區(qū)別的手性醇，通過其他方法很難確定手性醇的絕對構(gòu)型。我們可利用以上結(jié)論來幫助決定手性醇（苷元）的絕對結(jié)構(gòu)。記?。菏中蕴贾荒軌蛴绊懙礁?根鍵碳的化學位移?。?！一、苷鍵無立體障礙情況下的基本苷化位移910二、苷鍵有立體障礙情況下的基本苷化位移（來自苷元）當糖苷鍵的自由旋轉(zhuǎn)由于受到來自苷元的立體障礙時，其苷化位移（GS）將不符合上述GS規(guī)律。苷元的b碳上存在烷基取代，我們以l-menthol（3）合成了多種糖苷，來探討13C-NMR變化規(guī)律。11Sugard-menthol(S)l-menthol(R)t-BCHdc-1DdaCdc-1DdaCdc-1DdaCa-D-glcSa)96.1+4.5102.1+10.498.5+6.6b-D-glcR105.9+10.5101.5+6.4102.2+7.4a-D-manS97.1+3.3103.7+10.299.5+5.4b-D-manR103.6+10.898.4+5.899.4+6.8b-L-rhaS98.0+5.7103.1+10.699.3+6.9a-L-rhaR103.0+9.997.2+4.099.1+5.3b-L-araS96.8+4.7102.8+10.499.0+6.7a-L-araR106.3+10.5101.4+6.4103.0+7.2a)ChiralityofC-1

asafreeformd-menthol(S)(3)l-menthol(R)(2)t-BCHTable4GlycosylationShiftsofmenthol

(inPyridine-d5)12小結(jié)4、由表4我們可以總結(jié)出，這種情況下的GS值的大小受到苷元a碳與糖的端基碳（游離糖）的相對絕對構(gòu)型的決定。即如果兩者的手性碳絕對構(gòu)型不一致，例如3[3(S)]的b-D-glucoside（游離糖端基碳為R構(gòu)型）的端基碳（～7ppm）及苷元a碳（～10ppm）向低場位移的幅度，較立體障礙小的環(huán)己醇b-D-葡萄糖苷的GS，明顯變大。5、相反，當苷元a碳與糖的端基碳（游離糖）的R/S絕對構(gòu)型一致時，與環(huán)己醇苷（沒有立體障礙）相比，其端基碳（3～5ppm）、a碳（～5ppm）向低場位移幅度要小一些。二、苷鍵有立體障礙情況下的基本苷化位移（來自苷元）13小結(jié)6、2位存在CH2的GS變化，符合上述b-C、b’-C的GS變化規(guī)律，即化合物2形成b-D-葡糖糖苷時，屬于b’-C（2位）的CH2向高場位移4.9ppm（-4.9ppm）。化合物3形成b-D-葡糖糖苷時，屬于b-C（2位）的CH2僅向高場位移1.8ppm（-1.8ppm）。另外，連有異丙基的4位的CH的GS值變化較小。d-menthol(S)(3)l-menthol(R)(2)-4.9ppm-1.8ppm二、苷鍵有立體障礙情況下的基本苷化位移（來自苷元）14二、苷鍵有立體障礙情況下的基本苷化位移（來自苷元）上述GS與立體結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，在鼠李糖苷、甘露糖苷、阿拉伯糖苷是同樣適用。另外，化合物2、3不僅僅限于三萜，二萜醇苷同樣也適用上述規(guī)律。d-menthol(S)(3)l-menthol(R)(2)15b-D-glucosylationshiftsa)inpyridine-d5darutoside(6)(

);anomericcarbonsignalGlc=b-D-glucopyranosyla)d(glycoside)-d(b-D-glucoseoraglycone)再介紹一下從菊科分離得到的darutoside（化合物6）。Diara等人認為糖連接在苷元的15位OH上，人們在研究此類苷元的基礎(chǔ)上，首先對其碳信號進行了準確指認。研究發(fā)現(xiàn)：化合物6與其苷元的碳譜，GS在15位碳周圍的碳信號不存在，而3位碳周圍存在GS，故將結(jié)構(gòu)修正為3-b-D-葡萄糖苷，并且其GS值仍適用上述規(guī)律。即與b-D-葡萄糖相連的3-equatorialOH為R構(gòu)型，即苷元的絕對構(gòu)型為ent-型。162-4-2trans-1,2-diol的GS在自然界中常見的1,2-二醇系列的糖苷類化合物的GS，即在糖苷鍵的鄰位存在OH時的苷化位移規(guī)律。由于氫鍵的作用，苷鍵的自由旋轉(zhuǎn)受到影響，以trans-環(huán)己烷-1，2-醇（化合物4）為例來說明GS。17我們利用酶的糖轉(zhuǎn)移反應(yīng)選擇性的合成了在有機化學中很難合成的光學活性的化合物4的單-a-及單-b-葡萄糖苷。購買化合物4的外消旋體（dl-4）與麥芽糖反應(yīng)，利用高峰復(fù)合酶（Takadiastase）進行糖轉(zhuǎn)移反應(yīng)，只有底物1(R)、2(R)體成功合成了（RR-4），選擇性的得到了RR-4的單-a-葡萄糖苷。另一方面，利用同樣的酶，用纖維二糖作為供體，選擇性的得到了RR-4的單-b-葡萄糖苷。利用多糖水解酶——高峰復(fù)合酶，在由二糖發(fā)生糖轉(zhuǎn)移時，觀察到高度的立體選擇性，分析是因為作為底物的RR-4的手性碳與麥芽糖、纖維二糖的糖鍵有關(guān)，D-glucose的3,4-diol系列具有同樣的結(jié)果。18maltose:glc=a-D-glccellobiose:glc=b-D-glcRR-419化合物4的1(S)、2(S)體（SS-4）的單葡萄糖苷利用底物選擇性的寡糖水解酶合成。外消旋化合物4（dl-4）利用粗橙皮苷酶（hesperidinase）與maltose（供體）進行糖轉(zhuǎn)移反應(yīng)，得到了RR-4、SS-4兩者mono-a-D-glucoside。在這種情況下，向RR-4的反應(yīng)速度也明顯大于SS-4。另一方面，dl-4與水楊苷（salicin）反應(yīng)，用苦杏仁酶（emulsin）催化，得到了RR-4、SS-4兩者反應(yīng)速度一樣的mono-b-D-glucoside。20++21小結(jié)6、將上述合成得到的單葡萄糖苷的GS與化合物2、3各自的葡萄糖苷進行比較。RR-4的mono-a-D-glucoside、SS-4的mono-b-D-glucoside，即苷元醇的手性碳絕對構(gòu)型與糖端基碳的絕對構(gòu)型不一致的時候，其GS與對應(yīng)的薄荷醇的GS幾乎沒有差別（見小結(jié)4）端基碳：～+8ppm；a碳：～+10.5ppm。7、當上述兩者絕對構(gòu)型一致時，如RR-4的mono-b-D-glucoside，SS-4的mono-a-D-glucoside，與薄荷醇苷相比，更接近環(huán)己醇苷的GS（將小結(jié)5）端基碳：～+4ppm；a碳：～+8ppm。二、苷鍵有立體障礙情況下的基本苷化位移（來自苷元）

苷元b位有羥基取代時22RR-4b)2b)RR-4-aGlc2-aGlcSS-4-aGlcRR-4-bGlcSS-4-bGlc3-bGlc3-aGlc2-bGlcTable5.GlucosylationShiftValues(Dd)inPyridine-d5a)a)Dd=d(glucoside)-d(aglycone),foraandbcarbonsDd=d(glucoside)-d(glucose),foranomericcarbonsb)dvaluesofaglyconeareshowninitalic.aGorbG=a-

orb-D-glucopyranosyl23據(jù)報道，其他天然異戊間二烯化合物（isoprenoid）苷類化合物中除上述情況以外，如果在苷元鄰位存在其他取代基影響糖苷鍵自由旋轉(zhuǎn)的因素，其GS變化規(guī)律也將變得異常（見下一頁圖6）。小結(jié)8、苷元b位向高場位移的幅度與無立體障礙時GS規(guī)律相同。苷元b位有羥基取代時24*******:anomericcarbonchemicalshift();d(glycoside)-d(freesugar)圖6252-4-3其他苷元的GS變化規(guī)律——烯丙基（allyl）醇的糖苷具有特殊的GS，如圖所示。glycosylationshiftsa)inpyridine-d5goshonoside-F3a)d(glucoside)-d(aglycone)();anomericcarbonsignal26苷元為酚羥基時，GS變化規(guī)律：酚類的GS也受到苷元芳環(huán)上取代基的影響，一般而言，成苷后在鄰-、對位上存在OH取代，特別是對位存在OH取代時，成苷OH相連的碳（即a-碳）的化學位移向低場移動。1→2連接糖的GS異常性

2-4項中敘述了當苷元b位存在取代基使糖苷鍵不能自由旋轉(zhuǎn)時的GS規(guī)律。糖與苷元成苷后，該糖的2位再與其它糖結(jié)合，形成雙糖，它也會對糖苷鍵的自由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，該內(nèi)側(cè)糖的碳信號也有特異性的GS變化規(guī)律。272-5-12-O-glycosyl-b-D-glucoside（槐糖，sophoroside）的GS——methylb-D-glucoside的2位連有b-D-glycosyl（即甲基-b-槐糖，化合物5），其2位碳（C-2’）信號向低場位移至d83.1，外側(cè)糖的端基碳（C-1’’）信號為d105.6。普通三萜的3b-OH的b-槐糖在相同位置出現(xiàn)碳信號。人參皂苷Rf和三七人參皂苷R1等的三萜的6a-OH上連有上述b-槐糖時，受到4位偕位二甲基強的立體障礙的影響，C-2’、C-1’’信號與化合物5相比，顯著出現(xiàn)在高場（圖8）。methylb-sophoroside(5)a)ginsenoside-Rf:R=-CH2OH,R’=-Hb)notoginsenoside-R1:R=-H,R’=-b-glc(dppminpyridine–d5)28三、苷鍵有立體障礙時的苷化位移（糖1→2糖連接）小結(jié)8、無立體障礙時，外側(cè)糖的端基碳～105ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳～83ppm。9、當有來自苷元的立體障礙時，出出現(xiàn)兩種情況：9-1、外側(cè)糖的端基碳103～104ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳～80ppm。29另一方面，柴胡皂苷I、三七人參皂苷Fc中的xylosyl-glucoside部分結(jié)構(gòu)中，C-2’、C-1”碳信號與化合物5相比，處于更低場（見圖9）。這種異?；瘜W位移在2-位為糖苷化的葡萄糖中，除C-2’外其他碳信號沒有異常變化。人們認為，這是由于該葡萄糖的端基質(zhì)子的偶合常數(shù)（3JH1-H2）具有特殊的值，糖環(huán)的構(gòu)象穩(wěn)定，存在著立體障礙，使糖苷鍵的旋轉(zhuǎn)變慢，產(chǎn)生了GS異常。Chikusaikoside-ⅠNotoginsenoside-Fcdppminpyridine-d530三、苷鍵有立體障礙時的苷化位移（糖1→2糖連接）小結(jié)8、無立體障礙時，外側(cè)糖的端基碳～105ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳～83ppm。9、當有來自苷元的立體障礙時，出出現(xiàn)兩種情況：9-1、外側(cè)糖的端基碳103～104ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳～80ppm。9-2、外側(cè)糖的端基碳＞107ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳＞

85ppm。不管如何變化，在我們解析糖苷糖部分的碳信號時，一定要充分注意1→2連接糖鏈的異?；瘜W位移變化！?。?12-5-2烷基-2-O-glycosyl-L-arabinoside的GS——如2-1項所述，合成了各種烷基-a以及b-L-阿拉伯糖苷，它們的GS基本與D-glucoside的GS相同，我們知道不管苷元的結(jié)構(gòu)如何，阿拉伯糖環(huán)的構(gòu)想都采用C1式。鹽野等人報道了（見2-6-3項）三萜的2-O-a-L-rhamnosyl-a-L-arabinosylester的GS異常性與它的阿拉伯糖環(huán)的構(gòu)象有關(guān)這一結(jié)論。我們?yōu)榱颂接戇@個異常性是否也適用于其他通常的烷基糖苷，合成了數(shù)種醇的2-O-糖苷化的a-L-阿拉伯糖苷以及b-L-阿拉伯糖苷，說明其NMR的變化規(guī)律。32

2-O-glycosyl-a-L-arabinoside中，當阿拉伯糖的2位與b-D-glucosyl、b-D-xylosyl、a-L-arabinosyl這些糖相連時，阿拉伯糖部分的NMR異常（阿拉伯糖的C-3，-4，-5顯著向高場移動，3JH1-H2降低，1JC1-H1增加）與苷元的結(jié)構(gòu)沒有關(guān)系（見表6）。我們認為在這種情況時，苷元部分與2-O-glycosyl部分的立體障礙受到更多的阿拉伯糖環(huán)的1C式構(gòu)象的增益而減緩了其立體障礙。33Table613CChemicalShifts,2-O-GlycosylationShifts(inParentheses)andCouplingConstantsofAnomericCarbonsandProtonsofArabinosylMoistiesof2-O-Glycosyl-a-L-arabinosides(inPyridine-d5)2-O-glycosyl-a-L-arabinopyranosides4C1式1C4式旁式反式34Compounddc-1(Dd)dc-2(Dd)dc3(Dd)dc-4(Dd)dc-5(Dd)1JH1,H2

(Hz)1JH1,H2

(Hz)dH-1Mea-L-Ara105.872.174.269.066.51586.94.56Me

2-O-b-D-Glc-102.7(-3.1)79.9(+7.8)72.4(-1.8)67.5(-1.5)64.2(-2.3)1604.94.82Me

2-O-b-D-Xyl-103.1(-2.7)80.1(+8.0)73.0(-1.2)67.8(-1.2)64.7(-1.8)1635.34.77Me

2-O-a-L-Ara-103.1(-2.7)79.6(+7.5)73.1(-1.1)67.9(-1.2)64.8(-1.7)1625.64.76Me

2-O-a-L-Rha-103.6(-2.2)76.6(+4.5)73.9(-0.3)69.0(0）65.7(-1.8)156a)a)a-L-Araof1102.672.474.569.366.61586.94.862-O-b-D-Glc-of1100.4(-2.2)81.2(+8.8)72.8(-1.7)67.8(-1.5)64.7(-1.9)1645.65.122-O-b-D-Xyl-of1100.2(-2.4)80.4(+8.0)72.9(-1.6)67.9(-1.4)64.8(-1.8)1605.65.092-O-a-L-Ara-of1100.2(-2.4)79.5(+7.1)72.9(-1.6)67.9(-1.4)64.7(-1.9)1605.65.09352-O-a-L-Rha-of1100.2(-2.4)76.5(+4.1)74.8(+0.3)69.5(+0.2)66.1(-0.5)1566.34.94a-L-Ara-of2101.472.274.469.266.61586.94.772-O-b-D-Glc-of298.4(-3.0)80.9(+8.7)72.5(-1.9)67.5(-1.7)64.1(-2.5)1644.35.172-O-a-L-Rha-of298.7(-2.7)75.9(+3.7)74.9(+0.5)69.4(+0.2)66.2(-0.4)1586.64.89a-L-Ara-of3106.372.674.369.166.41566.94.762-O-b-D-Glc-of3103.4(-2.9)79.5(+6.9)72.8(-1.5)67.6(-1.5)64.1(-2.3)1624.75.192-O-b-D-Xyl-of3103.7(-2.6)80.1(+7.5)73.0(-1.3)67.9(-1.2)64.4(-2.0)1605.35.002-O-a-L-Ara-of3103.6(-2.7)79.8(+7.2)72.7(-1.6)67.6(-1.5)64.1(-2.3)1644.95.062-O-a-L-Rha-of3103.3(-3.0)75.9(+3.3)73.5(-0.8)68.7(-0.4)64.8(-1.6)1605.64.91Dd=d(2-O-glycosyl-a-L-arabinoside)-d(correspondinga-L-arabinoside)a)Notobserbedowingtooverlapping36另一方面，后文中將要講述的酯苷（見2-6-3項）中，能夠見到的化學位移顯著異常性，在2-O-a-L-rhamnosyl體中未觀察到異常。我們認識到烷基苷類與酯苷類的13C-NMR的GS變化趨勢相反（見表6）。另外，b-L-arabinoside時，凡是具有2-O-glycosyl的阿拉伯糖部分的C-3，-4，-5的信號向高場移動，沒有觀察到3JH1-H2、1JC1-H1的異常變化，推斷阿拉伯糖環(huán)以C1式壓倒性多的存在。37三、苷鍵有立體障礙時的苷化位移（糖1→2糖連接）小結(jié)8、無立體障礙時，外側(cè)糖的端基碳～105ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳～83ppm。9、當有來自苷元的立體障礙時，出出現(xiàn)兩種情況：9-1、外側(cè)糖的端基碳103～104ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳～80ppm。9-2、外側(cè)糖的端基碳＞107ppm，內(nèi)側(cè)糖的2位碳＞85ppm。10、阿拉伯糖的C1式與1C式構(gòu)象，382-6乙?；擒铡Ⅴバ吞擒盏?3C-NMR2-6-1部分乙?；擒盏慕Y(jié)構(gòu)研究——糖的部分OH被乙?；玫囊阴；擒赵谔烊划a(chǎn)物中廣泛存在。糖的OH的乙?；浅５牟环€(wěn)定，因此決定其位置是非常難的一件事。通常，羥基的乙酰化會使其烷甲基碳（a-碳）信號向低場位移（＋2～＋4ppm），它的鄰位碳（b-碳）信號向高場位移（－2～－6ppm）。利用這個規(guī)律可以絕對大多數(shù)天然乙?；擒盏慕Y(jié)構(gòu)。392-6-2酯型糖苷的GS——天然產(chǎn)物中存在許多糖與苷元的羧基形成的糖苷鍵。糖的端基OH被酯化，與一般的醇羥基不同，端基碳信號向高場移動。津田等人研究葡萄糖的端羥基酯化時，發(fā)現(xiàn)不應(yīng)該受到影響的糖的5位碳信號也向高場移動。我們研究發(fā)現(xiàn)阿拉伯糖、鼠李糖端OH酯化時，5位碳信號同樣高場移動（見表7）。形成糖苷后，苷元羧基碳信號向高場位移約4ppm（見圖10）。(inpyridine-d5)glucosylationshiftvalue=d(glucoside)-d(aglycone)圖1040CompounddC-1(Dd)dC-2(Dd)dC-3(Dd)dC-4(Dd)dC-5(Dd)dC-6(Dd)1JC1,H1(Hz)3JH1,H2(Hz)dH-19-a-L-Rhaester95.4(-7.2)71.1(-1.0)72.3(-0.4)73.3(-0.5)72.3(+2.8)18.5(-0.1)173singlet6.839-a-L-Araester96.3(-9.5)71.1(-1.0)74.1(-0.1)68.8(-0.2)67.5(+1.0)1647.06.206-b-D-Xylester96.2(-9.7)73.6(-1.0)78.2(+0.2)70.8(0)67.6(+0.8)164a)6.186-a-L-Rhaester95.1(-7.5)71.5(-0.6)72.9(+0.2)73.4(-0.4)72.6(+3.1)18.8(+0.2)1731.56.796-a-L-Araester95.9(-9.9)71.4(-0.7)74.1(-0.1)68.1(-0.9)66.3(-0.2)1625.86.28Table713CChemicalShifts,GlycosylationShift(inParentheses)andCouplingConstantsofAnomericCarbonsandProtonsofSugarMoietiesofGlycosylEsters(inPy-d6)Dd=d(esterglycoside)-d(correspondingmethylglycoside).a)Virtualcoupling412-6-32-O-glycosyl-arabinosylester的GS——石井等人在研究齊墩果烷型三萜皂苷時，觀察到其28位羧基的a-L-阿拉伯糖酯苷的2’位再接上a-L-鼠李糖時，該阿拉伯糖部分的NMR數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常。阿拉伯糖不是采取通常的C1式環(huán)構(gòu)象，而是采用1C式。這一發(fā)現(xiàn)引起了人們對這種阿拉伯糖酯苷的端基構(gòu)型的關(guān)注。我們合成了立體障礙較大的3-O-乙?；R墩果酸（化合物6，見表8）的28-COOH的2’-O-b-D-glucosyl-a-L-arabinosylester（化合物7）和2’-O-a-L-rhamnosyl-a-L-arabinosylester（化合物8），以及立體障礙較小的齊墩果酸（化合物9）對應(yīng)的酯苷（化合物10、11），用于比較研究（見表8）。42Compounddc-1(Dd)dc-2(Dd)dc-3(Dd)dc-4(Dd)dc-5(Dd)1JC1,H1（Hz）1JC1,H1（Hz）dH-1793.6(-2.3)77.6(+6.2)71.9(-2.2)66.7(-1.4)64.7(-1.6)1694.36.51893.3(-2.6)74.9(+3.5)70.2(-3.9)66.0(-2.1)62.9(-3.4)1713.36.501094.2(-2.1)80.9(+9.8)73.0(-1.1)67.9(-0.9)66.5(-1.0)1686.26.371194.3(-2.0)75.2(+4.1)74.1(0)69.0(+0.2)67.1(-0.4)1647.06.19Dd=d(2-O-glycosyl-a-L-arabinosylester)–d(correpondinga-L-arabinosylester)Table8

13CChenicalShifts,GlycosylationShifts(inParentheses)andCouplingConstantsofAnomericCarbonsandProtonsofArabinosylMoridtiesof-2-O-Glycosyl-a-L-arabinosylEsters(inPyridine-d5)化合物643結(jié)果顯示，阿拉伯糖部分的C-3、-4、-5信號異常的向高場移動，3JH1-H2減小，1JC1-H1增大，其實在化合物7、8中這種變化更顯著。我們認為這種情況的立體障礙受到阿拉伯糖環(huán)采取1C式而得到緩解。特別是化合物8，如石井等人指出的那樣，其阿拉伯糖以壓倒性的采取1C式，而化合物7的1C式則稍微少一些。但是，立體障礙較少的化合物9對應(yīng)的糖苷化合物10、11中沒有見到這種異常性，我們認為2-O-glycosyl-a-L-arabinosylester的NMR特異性，即阿拉伯糖環(huán)的構(gòu)型構(gòu)象的顯著變化由立體障礙的羧酸所決定。442-7糖類化合物的選擇性重水交換

Stuart等人用阮氏鎳回流對葡萄糖等游離糖的烷基氫進行選擇性重水交換。這一反應(yīng)會使部分OH異構(gòu)化。對于methyla-L-arabinoside、methylb-D-xyloside、methyla-L-rhamnoside，我們摸索出了盡可能少的異構(gòu)化的重水交換反應(yīng)條件。烷氫被重水交換時，該烷基碳信號事實上從譜圖上消失而不被識別，因此該重水交換反應(yīng)在糖NMR解析過程中，是一種極其有效的手段。該反應(yīng)對于前項的“阿拉伯糖苷的GS研究”中糖部分信號的準確歸屬發(fā)揮了威力，此外利用此法準確歸屬了三七皂苷中糖的信號。45dauteratedmethylb-D-xylosdedauteratedmethyla-D-lyxosidedauteratedmethyla-L-arabonosidedauteratedmethylb-D-ribosidedauteratedmethyla-D-quinovoside表11462-8Mannoside、Rhamnoside的端基碳構(gòu)型的確定現(xiàn)在我們一般通過氫譜中3JH1-H2值的大小來確定糖端基碳的構(gòu)型。但是甘露糖、鼠李糖由于其2位H處于平伏鍵，不管是a構(gòu)型還是b構(gòu)型中H1與H2的兩面角皆為60o，我們不能通過氫譜中3JH1-H2值的大小來判斷其構(gòu)型。因此，過去我們不得已測定其分子旋光度并利用Klyne法則來判斷其構(gòu)型。就像上述所講一樣，我們合成了一系列的各種苷元的D-甘露糖苷和L-鼠李糖苷，測定它們的NMR數(shù)據(jù)并進行歸納總結(jié)。發(fā)現(xiàn)：各構(gòu)型的端基氫的化學位移、1JC1-H1、C-3與C-5的化學位移以及苷元的a碳、b碳的GS存在不同（見表2～4），綜合利用以上信息，就能準確推斷出端基碳的構(gòu)型。47過去廣泛被利用的Klyne法則，當苷元羥基存在立體障礙時，常有不符合該法則的例子出現(xiàn)，所以不能說該法則是萬能的！2-9酯苷鍵的選擇性切斷反應(yīng)一般酯苷鍵可用堿處理便很易使苷元與糖水解。但是，某些三萜皂苷具有立體障礙的羧基的糖苷鍵水解時需要很強的堿是必要的。這樣即使得到了苷元，生成的糖部分其還原性末端被堿異構(gòu)化，發(fā)生分解，不能得到原形的糖。因此在結(jié)構(gòu)鑒定中，常常先把化合物甲基化，再用LiAlH4還原使糖苷鍵切斷。此時，苷元的羧基也被還原成醇，此外還有其他一些缺點。48作者發(fā)現(xiàn)在無水醇溶液中，與LiH、2,6-lutidine反應(yīng)，糖之間的化學鍵沒有被切斷，定量得到苷元及甲糖苷（見Chart12）。這個反應(yīng)的特征是能夠切斷低級醇的酯鍵（如甲酯），而碳原子數(shù)多的苷元OH形成的?；槐磺袛?。獲得的糖部分在結(jié)構(gòu)未知情況時可利用GS-MS進行結(jié)構(gòu)鑒定。結(jié)構(gòu)已知時，可利用13C-NMR、HPLC等進行結(jié)構(gòu)鑒定。利用這一反應(yīng)我們鑒定了一系列化合物的糖部分的結(jié)構(gòu)。49Aglyconea-L-Rhamnopyranosidedc-1dc-2dc-3dc-4dc-5dc-6MeOH102.672.7a)72.1a)73.869.518.6n-PrOH101.172.6a)72.0a)73.769.318.4iso-PrOH99.272.572.573.969.518.4trans-tert-Butylcyclo-hexanol99.172.372.373.669.318.25a-Cholestan-3b-ol99.372.872.874.169.718.6tert-BuOH95.773.2a)72.4a)73.968.918.2l-Menthol97.272.6a)72.3a)73.269.818.2d-Menthol103.072.3a)71.9a)73.369.317.9p-Butrophenol99.971.3a)72.2a)73.371.318.3TableⅨ.13CChemicalShiftsofRhamnoseMoieties(inPyridine-d5)50Aglyconeb-L-Rhamnopyranosidedc-1dc-2dc-3dc-4dc-5dc-6MeOH102.672.175.373.7a)73.4a)18.5n-PrOH101.372.175.173.5a)73.2a)18.3iso-PrOH99.572.875.673.9a)73.3a)18.6trans-tert-Butylcyclo-hexanol99.372.875.573.8a)73.2a)18.65a-Cholestan-3b-ol99.272.875.473.6a)73.1a)18.6tert-BuOH95.672.675.373.473.418.6l-Menthol103.172.375.573.6a)73.2a)18.6d-Menthol98.073.175.673.8a)73.1a)18.3p-Butrophenol98.671.774.873.8a)73.2a)18.4a)Theseassigmentsmaybereversedineachhorizontalcolumn51Aglycone1JC1,H1dH11JC1,H1dH1MeOHa-D-man1665.10b-D-man1564.62a-L-rha1685.04b-L-rha1584.55n-PrOHa-D-man1665.26b-D-man1554.72a-L-rha1665.02b-L-rha1524.60sec-OHa)a-D-man1655.37b-D-man1554.93a-L-rha1675.27b-L-rha1544.72d-Menthola-D-man1645.52b-D-man1544.88a-L-rha1665.23b-L-rha1544.83l-Menthola-D-man1665.36b-D-man1544.92a-L-rha1685.30b-L-rha1524.90tert-BuOHa-D-man1655.56b-D-man1535.00a-L-rha1645.92b-L-rha1524.87TableⅩComparisonofNMRofa-andb-D-MannopyranosidesandL-Rhamnopyranosides(inPyridine-d5)a)Averagevalueforunhinderedalcohols1JC1-H1:CouplingconstantofanomericcarbonsignalinHz52LiI,MeOH2,6-lutidinemethylglycoside+53LiI,MeOH2,6-lutidinehuzhangosideB(fromAnemonerivularis)Chart1254chiisanosidefromAcanthopanaxchiisanesis(Araliaceae)Chart13553人參皂苷的NMR人們從人參中得到了許多具有生理活性的4環(huán)達瑪烷型三萜皂苷，這些皂苷的真正苷元在水解時，20位上的羥基與甲基發(fā)生異構(gòu)化，環(huán)合形成吡喃環(huán)。這種情況下對結(jié)構(gòu)鑒定造成很大的問題。563-1達瑪烷型三萜的13C-NMR歸屬人們從人參中得到了許多具有生理活性的4環(huán)達瑪烷型三萜皂苷，這些皂苷的真正苷元在水解時，20位上的羥基與甲基發(fā)生異構(gòu)化，環(huán)合形成吡喃環(huán)。這種情況下對結(jié)構(gòu)鑒定造成很大的問題。我們比較dammarenediol-I、II、betulafolienetriol以及化合物12、13，以及它們的衍生物，通過脂環(huán)化合物的取代基位移規(guī)律、位移試劑、部分重氫化等一切當時可利用的手段，準確歸屬了三萜的所有碳信號（見表XI）。57R1R2R312-H-H-HRb1-b-D-Glc-b-D-Glc-H-b-D-Glc-b-D-Glc13-H-OH-HRg1-H-O-b-D-Glcb-D-GlcRe-H-O-b-D-Glc-a-L-Rhab-D-Gl