天然藥物化學(xué)課件全課件.ppt

天然藥物化學(xué),衛(wèi)生部規(guī)劃教材第五版,第一章總論第二章糖和苷第三章苯丙素類第四章醌類化合物第五章黃酮類化合物第六章萜類和揮發(fā)油第七章三萜及其苷類第八章甾體及其苷類第九章生物堿,總論,第一章,一、概述,三、提取分離的方法,四、結(jié)構(gòu)研究方法,二、生物合成,第一章總論,天然藥物化學(xué)是藥物化學(xué)的一個分支學(xué)科。它主要用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)方法研究天然化學(xué)物資；具體內(nèi)容包括主要類型的天然化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型、提取分離方法、結(jié)構(gòu)測定等。天然藥物來源:植物（為主）、動物、礦物天然藥物中的活性成分是其藥效的物資基礎(chǔ)。例如：,一、概述,一、概述,一、概述,由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，特別是將波譜解析方法（NMR、MS、IR、UV）用于推導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)，甚至用X晶體衍射來確定化合物結(jié)構(gòu)的發(fā)展，以及分離手段的進(jìn)步，天然藥化的發(fā)展速度大為加快，發(fā)現(xiàn)的新化合物數(shù)目大為增加，微量成分、水溶性成分的分離、提純；穩(wěn)定性差的活性物資的分離等也不再是難題了。天然藥物化學(xué)本身也已不再是原先的分離提取、結(jié)構(gòu)鑒定，而是逐步發(fā)展成生測指導(dǎo)下的分離提取、結(jié)構(gòu)鑒定，及半合成修飾和全合成緊密結(jié)合的一門學(xué)科。,一、概述,一、概述,三、提取分離的方法,四、結(jié)構(gòu)研究方法,二、生物合成,第一章總論,1)提取前文獻(xiàn)查閱綜述和藥材生藥鑒定2)提取方法粉碎成粗粉有機(jī)溶劑法和水提法水蒸氣蒸餾法升華法3)分離純化法根據(jù)物質(zhì)溶解度的不同進(jìn)行分離a.溫度不同,溶解度不同b.改變?nèi)芤旱臉O性去雜c.酸堿法d.沉淀法,三、提取分離的方法,根據(jù)物質(zhì)分配比不同極性分離a.液-液萃取法b.反流分布法c.液滴逆流層析法d.高速逆流層析法e.GC法f.LC法:LC分配層析載體主要有-硅膠,硅藻土,纖維素等;有正反相之分;壓力有低、中、高之分;載量有分析、制備之分。,三、提取分離的方法,根據(jù)物質(zhì)吸附性不同極性分離a.極性吸附劑（如SiO2,Al2O3.)極性強(qiáng)，吸附力大非極性吸附劑(如活性炭對非極性化合物的吸附力強(qiáng)(洗脫時洗脫力隨洗脫劑的極性降低而增大)。b.化合物的極性大小依化合物的官能團(tuán)的極性大小而定;溶劑的極性大小可按其介電常數(shù)()大小排列（極性漸大）:己烷苯無水乙醚CHCl3AcOEt乙醇甲醇水1.882.294.475.206.1126.031.281.0,三、提取分離的方法,c.氫鍵力吸附聚酰胺吸附層析-洗脫劑的洗脫力由小到大為:水甲醇丙酮NaOH液甲酰胺尿素水液根據(jù)物質(zhì)分子的大小進(jìn)行分離如葡萄糖凝膠(SephadexGandLH-20.)過瀘法等根據(jù)物質(zhì)解離程度不同的分離法離子交換法：強(qiáng)酸：-SO3H強(qiáng)堿：-N+(CH3)3Cl-弱酸：-CO2H弱堿：-NH2(NH,N),三、提取分離的方法,一、概述,三、提取分離的方法,四、結(jié)構(gòu)研究方法,二、生物合成,第一章總論,從天然物中分離到化合物單體后,需進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定,方法有波譜法,化學(xué)法,文獻(xiàn)調(diào)研等。1)純化和干燥化合物的樣品2)通過文獻(xiàn)調(diào)研，理化常數(shù)和化學(xué)定性分析等初步判斷結(jié)構(gòu)類型3)由波譜法等確定分子式，分子量，不飽和度；進(jìn)一步推出結(jié)構(gòu)官能團(tuán)推出結(jié)構(gòu)片斷或骨架推出平面結(jié)構(gòu)確定其構(gòu)型，構(gòu)象。,四、結(jié)構(gòu)研究方法,第二章,糖和苷carbohydrates,一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,一、概述,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。,糖和苷類的生理活性是多種多樣的，糖是植物光合作用的初生產(chǎn)物，通過它進(jìn)而合成了植物中的絕大部分成分。所以糖類除了作為植物的貯藏養(yǎng)料和骨架之外，還是其它有機(jī)物質(zhì)的前體。一些具有營養(yǎng)、強(qiáng)壯作用的藥物，如山藥、何首烏、大棗等均含有大量糖類。苷類種類繁多，結(jié)構(gòu)不一，其生理活性也多種多樣，在心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及抗菌消炎，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、抗腫瘤等方面都具有不同的活性，苷類已成為當(dāng)今研究天然藥物中不可忽視的一類成分。許多常見的中藥例如人參、甘草、柴胡、黃芪、黃芩、桔梗、芍藥等都含有苷類。,一、概述,一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,單糖結(jié)構(gòu)的表示方法：,二、單糖的立體化學(xué),Fisher式Haworth式成環(huán)狀結(jié)構(gòu)后，多了一個手性碳-端基碳,離端基碳最遠(yuǎn)的碳原子的構(gòu)型D型L型(Haworth式限于羰基碳與該原子成環(huán)的）,二、單糖的立體化學(xué),絕對構(gòu)型：,端基碳(anomericcarbon)的相對構(gòu)型型型(Haworth式限于羰基碳與該原子成環(huán)的）是C1相對于C5的構(gòu)型，因此-D-糖和-L-糖的端基碳原子的構(gòu)型是一樣的。,差向異構(gòu)體：,二、單糖的立體化學(xué),吡喃糖(pyranose，六員環(huán))呋喃糖(furanose，五員環(huán))，吡喃糖的優(yōu)勢構(gòu)象椅式。,單糖的構(gòu)象：,二、單糖的立體化學(xué),一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,三、糖和苷的分類,一、單糖:已發(fā)現(xiàn)200多種,3C8C,多以結(jié)合態(tài)存在.可分為以下幾類:1、五碳醛碳(aldopentoses)有L-阿拉伯糖(L-arabinose)，D-木糖(D-xylose)，D-來蘇糖(D-lyxose)，D-核糖(D-ribose)等。,L-阿拉伯糖的結(jié)構(gòu)如下：,三、糖和苷的分類,2、六碳醛糖(aldohexose)常見的有D-葡萄糖(D-glucose)，D-甘露糖(D-mannose)，D-阿洛糖(D-allose)，D-半乳糖(D-galactose)等。其中以D-葡萄糖最為常見。,三、糖和苷的分類,3、六碳酮糖(ketohexose,hexulose)如D-果糖(D-fructose)，L-山梨糖(L-sorbose)等。下圖為-D-果糖的結(jié)構(gòu)：返回,4、甲基五碳糖常見的有L-鼠李糖(L-rhamnose)，L-夫糖(L-fucose)和D-雞納糖(D-quinovose)。如L-鼠李糖的結(jié)構(gòu)。,5、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),三、糖和苷的分類,6、氨基糖(aminosugar)單糖的一個或幾個醇羥基置換成氨基。如慶大霉素的結(jié)構(gòu)：,7、去氧糖(deoxysugars)單糖分子的一個或二個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。該類糖在強(qiáng)心苷和微生物代謝產(chǎn)物中多見，并有一些特殊的性質(zhì)。如L-黃花夾竹桃糖(L-thevetose)是2,6-二去氧糖的3-O-甲醚。,三、糖和苷的分類,8、糖醛酸(uronicacid)單糖分子中的伯醇基氧化成羧基，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(galactocuronicacid)。,三、糖和苷的分類,糖醛酸易環(huán)合成內(nèi)酯，在水溶液中呈平衡狀態(tài)。,三、糖和苷的分類,二、低聚糖(oligosaccharides，寡糖)：由29個單糖通過苷鍵鍵合而成的直鏈或支鏈的聚糖稱低聚糖。分類：按單糖個數(shù)分為單糖、二糖、三糖等；按有無游離的醛基或酮基分為還原糖和非還原糖，若兩個糖均以端基脫水縮合形成的聚糖就沒有還原性。,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。,三、糖和苷的分類,D-葡萄糖12-D-果糖,櫻草糖(primverose,還原糖),蔗糖(sucrose,非還原糖),6-O-D-xylopyranosyl-,D-glucopyranose,也可命名D-木糖16-D-葡萄糖2-D-果糖,2-O-D-glucopyranosyl,D-fructofuranose,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，也是非還原性糖。,三、糖和苷的分類,三、多聚糖(polysaccharides,多糖)是由10個以上的單糖基通過苷鍵連接而成。聚合度：100以上至幾千性質(zhì)：與單糖和寡糖不同，無甜味，非還原性分類：1.按功能分水不溶的，直糖鏈型，主要形成動植物的支持組織。ex.纖維素，甲殼素溶于熱水形成膠體溶液，多支鏈型，動植物的貯存養(yǎng)料。ex.淀粉，肝糖元,三、糖和苷的分類,三、糖和苷的分類,2.按組成分由一種單糖組成均多糖(homosaccharide)由二種以上單糖組成雜多糖(heterosaccharide)系統(tǒng)命名：均多糖：在糖名后加字尾-an，如葡聚糖為glucan。雜多糖：幾種糖名按字母順序排列后，再加字尾-an，如葡萄甘露聚糖為glucomannan.,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,苷類化合物的分類：根據(jù)生物體內(nèi)的存在形式：分為原生苷、次級苷。根據(jù)連接單糖基的個數(shù)：單糖苷、二糖苷、三糖苷。根據(jù)苷元連接糖基的位置數(shù)：單糖鏈苷、二糖鏈苷。根據(jù)苷鍵原子的不同：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。,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(tuán)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(qiáng)心苷均屬此類。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。,三、糖和苷的分類,氰苷：主要是指-羥基腈的苷。該類化合物多為水溶性，不易結(jié)晶，在酸和酶催化時易于水解。生成的苷元-羥基腈很不穩(wěn)定，立即分解為醛(酮)和氫氰酸。而在堿性條件下苷元易發(fā)生異構(gòu)化。該類化合物中的芳香族氰苷，分解后生成苯甲醛（有典型的苦杏仁味）和氫氰酸，因而可以用于鎮(zhèn)咳。如苦杏仁可用于鎮(zhèn)咳，正是由于其中的苦杏仁苷(amygdalin)分解后可釋放少量HCN的結(jié)果。,三、糖和苷的分類,三、糖和苷的分類,酯苷：苷元的羥基與糖端基脫水而成的苷。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，存在于所有百合科植物，特別是郁金香屬植物如雜種郁金香(Tulipahybrida)中的化合物山慈菇苷A(tuliposideA)，有抗真菌活性。但該化合物不穩(wěn)定，放置日久易起?；；嘏欧磻?yīng)，苷元由C1OH轉(zhuǎn)至C6OH上，同時失去抗真菌活性。山慈茹苷水解后立即環(huán)合生成山慈茹內(nèi)酯A(tulipalinA)。,三、糖和苷的分類,某些二萜和三萜醇苷常有雙糖鏈，其中一個糖鏈有接在羧基上成酯苷結(jié)構(gòu)，尤其在三萜皂苷中多見。如中藥地榆的根和根莖能涼血止血，除了含有鞣質(zhì)外，還含有烏蘇酸的苷，如地榆皂苷E是一個雙糖鏈的苷，其中一個為酯苷。,三、糖和苷的分類,(5)吲哚苷：指吲哚醇和糖形成的苷，在豆科和蓼科中有分布，苷元無色，但易氧化是暗藍(lán)色的靛藍(lán)，具有反式結(jié)構(gòu)，中藥青黛就是粗制靛藍(lán)，民間用以外涂治療腮腺炎，有抗病毒作用。(p69結(jié)構(gòu)）,三、糖和苷的分類,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。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)其伴存的芥子酶水解，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、糖和苷的分類,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)。如核苷類化合物。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。碳苷常與氧苷共存，它的形成是由苷元酚羥基所活化的鄰對位的氫與糖的端基羥基脫水縮合而成。因此，在碳苷分子中，糖總是連在有間二酚或間苯三酚結(jié)構(gòu)的環(huán)上。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。,三、糖和苷的分類,如豆科植物葛和野葛的根中含有的葛根素(puerarin)對心血管系統(tǒng)有較強(qiáng)的活性，有明顯的擴(kuò)張冠狀動脈，增加冠脈流量，降低血壓的作用。該化合物即為異黃酮的碳苷，8位直接與葡萄糖相結(jié)合。,三、糖和苷的分類,三、糖和苷的分類,一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,一性狀：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無形粉末。味：苷類一般是無味的，但也有很苦的和有甜味的，如甜菊苷(stevioside),是從甜葉菊的葉子中提取得到的，屬于貝殼杉烷型四環(huán)二萜的多糖苷，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。,四、糖和苷的理化性質(zhì)(一)物理性質(zhì),二溶解性：化合物糖苷化以后，由于糖的引入，結(jié)構(gòu)中增加了親水性的羥基，因而親水性增強(qiáng)。苷類的親水性與糖基的數(shù)目有密切的關(guān)系，往往隨著糖基的增多而增大，大分子苷元的苷元（如甾醇等）的單糖苷?？扇芙庥诘蜆O性的有機(jī)溶劑，如果糖基增多，則苷元占的比例相應(yīng)變小，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，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。,四、糖和苷的理化性質(zhì)(一)物理性質(zhì),三旋光性：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，也可以用以檢識苷類化合物的存在。但必須注意，有些低聚糖或多糖的分子也都有類似的性質(zhì)，因此一定要在水解產(chǎn)物中肯定苷元的有無，才能判斷苷類的存在。,四、糖和苷的理化性質(zhì)(一)物理性質(zhì),一、氧化反應(yīng)：單糖分子中有醛(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。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。以過碘酸氧化反應(yīng)為例：過碘酸反應(yīng)的基本方式：作用緩和，選擇性高，限于同鄰二醇、-氨基醇、-羥基醛(酮)、鄰二酮和某些活性次甲基上，基本反應(yīng)如下：,四、糖和苷的理化性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì),四、糖和苷的理化性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì),(2)糖的裂解,四、糖和苷的理化性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì),(3)作用機(jī)理：先生成五元環(huán)狀酯的中間體。在酸性或堿性介質(zhì)中，過碘酸以一價的H2IO5（水合離子）作用。結(jié)構(gòu)式見書P73。上述機(jī)理可以解釋在弱酸或中性介質(zhì)中，順式1,2-二元醇比反式的反應(yīng)快得多，因為順式結(jié)構(gòu)有利于五元環(huán)中間體的形成。在連續(xù)有三個鄰羥基的化合物中，如有一對順式的鄰羥基的，就比三上互為反式的容易氧化得多，故對同樣的六碳吡喃糖苷，半乳糖和甘露糖苷的氧化速率比葡萄糖苷高。如書中P73結(jié)構(gòu)A,B,C所示。,四、糖和苷的理化性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì),另外，有些結(jié)構(gòu)剛性較強(qiáng)，使得反式鄰二醇固定在環(huán)的兩側(cè)而無扭轉(zhuǎn)的可能，此時雖有鄰二醇也不能發(fā)生過碘酸反應(yīng)。因此，對陰性結(jié)果的判斷應(yīng)慎重。(4)應(yīng)用：對糖的結(jié)構(gòu)的推測，如糖和苷中氧環(huán)的形式，碳原子的構(gòu)型，多糖中糖的連接位置，和聚合度的決定，都有很大的用處。,四、糖和苷的理化性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì),二、糠醛形成反應(yīng)：單糖的濃酸(410N)作用下，失三分子水，生成具有呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的糠醛類化合物。多糖則在礦酸存在下先水解成單糖，再脫水生成同樣的產(chǎn)物。由五碳糖生成的是糠醛（R=H），甲基五碳糖生成的是5-甲糠醛（R=Me)，六碳糖生成的是5-羥甲糠醛(R=CH2OH)。糠醛衍生物和許多芳胺、酚類可縮合成有色物質(zhì)，可用于糖的顯色和檢出。如Molish試劑是濃硫酸和-萘酚。,四、糖和苷的理化性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì),一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,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)。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。常用的方法有酸水解、堿水解、酶水解、氧化開裂等。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。反應(yīng)的機(jī)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。以氧苷為例，其機(jī)理為：,五、苷鍵的裂解,機(jī)理質(zhì)子化脫苷元互變?nèi)軇┗撡|(zhì)子由上述機(jī)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(jìn)行，有利于苷原子質(zhì)子化的因素，就可使水解容易進(jìn)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,五、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。(2)呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解，水解速率大50100倍。原因：呋喃環(huán)平面性，各鍵重疊，張力大。圖(3)酮糖較醛糖易水解。原因：酮糖多呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)，且端基上接大基團(tuán)-CH2OH。圖,五、苷鍵的裂解,五、苷鍵的裂解,(4)吡喃糖苷中，吡喃環(huán)C5上的取代基越大越難水解，故有：五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖5位接-COOH的糖原因：吡喃環(huán)C5上的取代基對質(zhì)子進(jìn)攻有立體阻礙。圖(5)2-去氧糖2-羥基糖2-氨基糖原因：2位羥基對苷原子的吸電子效應(yīng)及2位氨基對質(zhì)子的競爭性吸引,(6)芳香屬苷（如酚苷）因苷元部分有供電子結(jié)構(gòu)，水解比脂肪屬苷（如萜苷、甾苷等）容易得多。某些酚苷，如蒽醌苷、香豆素苷不用酸，只加熱也可能水解。即芳香苷脂肪苷原因：苷元的供電子效應(yīng)使苷原子的電子云密度增大。,五、苷鍵的裂解,(7)苷元為小基團(tuán)者，苷鍵橫鍵的比苷鍵豎鍵的易于水解，因為橫鍵上原子易于質(zhì)子化；苷元為大基團(tuán)者，苷鍵豎鍵的比苷鍵橫鍵的易于水解，這是由于苷的不穩(wěn)定性促使水解。原因：小苷元在豎鍵時，環(huán)對質(zhì)子進(jìn)攻有立體阻礙。,五、苷鍵的裂解,（8）N-苷易接受質(zhì)子，但當(dāng)N處于酰胺或嘧啶位置時，N-苷也難于用礦酸水解。原因：吸電子共軛效應(yīng)，減小了N上的電子云密度。例：P79朱砂蓮苷酰胺注意：對酸不穩(wěn)定的苷元，為了防止水解引起皂元結(jié)構(gòu)的改變，可用兩相水解反應(yīng)。（例仙客來皂苷的水解P80）,五、苷鍵的裂解,二、乙酰解反應(yīng),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；途厶恰７磻?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)。乙酰解的反應(yīng)機(jī)理與酸催化水解相似，它是以CH3CO+為進(jìn)攻基團(tuán)。,五、苷鍵的裂解,苷發(fā)生乙酰解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。下列為一種五糖苷的乙酰解過程，其分子組成中含有D-木糖、D-葡萄糖、D-雞納糖和D-葡萄糖-3-甲醚。當(dāng)用醋酐-ZnCl2乙酰解后，TLC檢出了單糖、四糖和三糖的乙?；铮⑴c標(biāo)準(zhǔn)品對照進(jìn)行鑒定，由此可推出苷分子中糖的連接方式。,五、苷鍵的裂解,五、苷鍵的裂解,五、苷鍵的裂解,乙?；磻?yīng)的操作較為簡單，條件較溫和。一般可將苷類溶于醋酐或醋酐與冰醋酸的混合液中，加入3一5量的濃硫酸，在室溫下放置110天，將反應(yīng)液倒入冰水中并以碳酸氫鈉中和至pH34，再用氯仿萃取其中的乙?；?，然后通過柱色譜分離，就可獲得單一的成分，這些單一成分再用TLC或GC進(jìn)行鑒定。,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-吸電子基取代的苷易為堿所水解,如藏紅花苦苷、靛苷、蜀黍苷都都可為堿所水解。但有時得到的是脫水苷元。例如藏紅花苦苷的水解：原因：其中藏紅花苦苷苷鍵的鄰位碳原子上有受吸電子基團(tuán)活化的氫原子，當(dāng)用堿水解時引起消除反應(yīng)而生成雙烯結(jié)構(gòu)。,五、苷鍵的裂解,四、酶催化水解酶水解的優(yōu)點:專屬性高,條件溫和.(P83).用酶水解苷鍵可以獲知苷鍵的構(gòu)型，可以保持苷元的結(jié)構(gòu)不變，還可以保留部分苷鍵得到次級苷或低聚糖，以便獲知苷元和糖、糖和糖之間的連接方式。酶降解反應(yīng)的效果取決于酶的純度以及對酶的專一性的認(rèn)識.例P83轉(zhuǎn)化糖酶-水解-果糖苷鍵麥芽糖酶-水解-葡萄糖苷鍵杏仁苷酶-水解-葡萄糖苷鍵,專屬性較低纖維素酶-水解-葡萄糖苷鍵目前使用的多為未提純的混合酶。,五、苷鍵的裂解,五、過碘酸裂解反應(yīng),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.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)的基本方法:,五、苷鍵的裂解,應(yīng)用于碳苷的情況:,五、苷鍵的裂解,該反應(yīng)的應(yīng)用:,苷元不穩(wěn)定的苷,以及碳苷用此法進(jìn)行水解,可得到完整的苷元,這對苷元的研究具有重要的意義.此外,從降解得到的多元醇,還可確定苷中糖的類型.如聯(lián)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;聯(lián)有阿拉伯糖,木糖的C-苷經(jīng)過降解后,其降解產(chǎn)物中有乙二醇;而聯(lián)有鼠李糖,夫糖或雞納糖的C-苷經(jīng)過降解后,其降解產(chǎn)物中應(yīng)有丙二醇.,五、苷鍵的裂解,五、苷鍵的裂解,一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,NMR技術(shù)的發(fā)展，使得苷類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定比較容易進(jìn)行。糖和苷類化合物NMR譜解析的難點：1信號分布范圍窄；2偶合關(guān)系復(fù)雜。,六、糖的NMR特征,一、糖的1HNMR特征,化學(xué)位移規(guī)律：端基質(zhì)子：4.36.0ppm特點：比較容易辨認(rèn)用途：1確定糖基的個數(shù)2確定糖基的種類32D-NMR譜上糖信號的歸屬4糖的位置的判斷,六、糖的NMR特征,六、糖的NMR特征,六、糖的NMR特征,甲基質(zhì)子：1.0ppm特點：比較容易辨認(rèn)用途：1確定甲基五碳糖的個數(shù)2確定甲基五碳糖的種類3確定甲基五碳糖的位置42D-NMR譜上甲基五碳糖信號的歸屬,六、糖的NMR特征,其余質(zhì)子信號：3.24.2ppm特點:信號集中,難以解析歸屬:往往需借助2D-NMR技術(shù).,六、糖的NMR特征,偶合常數(shù)：與兩面角有關(guān)兩面角90度J=0Hz；兩面角0或180度J8Hz；兩面角60度J4Hz對于糖質(zhì)子當(dāng)2-H為直立鍵時，1位苷鍵的取向不同，1-H與2-H的兩面角不同，偶合常數(shù)亦不同：-D-和-L-型糖的1-H和2-H鍵為雙直立鍵，=180，J=68Hz-D-和-L-型糖的1-H為平伏鍵，2-H雙直立鍵，=60，J=24Hz,六、糖的NMR特征,因此，六碳醛糖的優(yōu)勢構(gòu)象為C1型，其中C2構(gòu)型與D-葡萄糖相同的D-半乳糖、D-阿洛糖的優(yōu)勢構(gòu)象中2-H均為直立鍵，其成苷鍵時，端基質(zhì)子與2-H的偶合常數(shù)均為4Hz左右；而當(dāng)其成苷時，端基質(zhì)子與2-H的偶合常數(shù)均為8Hz左右。,六、糖的NMR特征,-D-葡萄糖苷-D-半乳糖苷-D-阿洛糖苷,例如：-D-葡萄糖和-D-葡萄糖的混合物在氫譜上顯示兩個端基質(zhì)子信號，不僅化學(xué)位移有差別，偶合常數(shù)差別也很明顯。其中-D-葡萄糖的端基質(zhì)子信號為4.6，J=8Hz。而-D-葡萄糖的端基質(zhì)子信號為5.2，J=4Hz。,六、糖的NMR特征,但是當(dāng)2-H為平伏鍵的情況下，1-H無論處于平伏鍵還是直立鍵，與2-H的兩面夾角均約60度，故不能用該法判斷苷鍵構(gòu)型。,六、糖的NMR特征,因此，六碳醛糖中C2構(gòu)型與葡萄糖不一致的D-甘露糖的苷鍵，就不能用端基質(zhì)子的偶合常數(shù)來判斷其構(gòu)型。,-D-甘露糖苷-D-甘露糖苷,例如：-D-甘露糖和-D-甘露糖的混合物在氫譜上雖顯示兩個端基質(zhì)子信號，化學(xué)位移有差別，但偶合常數(shù)差別很不明顯。,六、糖的NMR特征,同樣，甲基五碳糖中的L-鼠李糖的C2構(gòu)型雖與D-葡萄糖相同，但其優(yōu)勢構(gòu)象為1C式，2-H為平伏鍵，其苷鍵的構(gòu)型亦不能用該方法判斷。,六、糖的NMR特征,對于這類糖的苷，可以利用糖苷的1-H的化學(xué)位移不同來區(qū)別。另外，用門控偶技術(shù)可以得到端基質(zhì)子和端基碳的偶合常數(shù)，即1JC1-H1來區(qū)別。如吡喃糖苷的1-H是橫鍵質(zhì)子(-苷鍵)時，該J值為170Hz，而1-H是豎鍵質(zhì)子(-苷鍵)時，該J值為160Hz。(見教材P89）,六、糖的NMR特征,二、糖的13CNMR特征,糖上碳信號可分為幾類，大致范圍為：1.CH318ppm甲基五碳糖的C6，一般有幾個信號(扣除苷元中的甲基)可表示有幾個甲基五碳糖存在。2.CH2OH62ppmC5或C63.CHOH7085ppm糖氧環(huán)上的C2C44.-O-CH-O-98100ppm端基C1或C2,，在此范圍內(nèi)有幾個信號可視為有幾種糖存在于糖鏈的重復(fù)單位中。,六、糖的NMR特征,一般來說，碳原子上有-OH的較帶-OH的，信號較在高場處。如具有C1構(gòu)象的D-葡萄糖苷的端基碳信號，-型的為97101，而-型的為103106ppm，便此可區(qū)別-和-異構(gòu)體。,六、糖的NMR特征,三、苷化位移,概念：(見教材)1.苷化位移值和苷元的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與糖的種類無關(guān)。例如：C1位移C2位移-D-葡萄糖96.775.1甲基-D-葡萄糖苷104.0+8.374.1-1.0-D-半乳糖97.372.9甲基-D-半乳糖104.5+8.371.7-0.8-L-鼠李吡喃糖95.171.9甲基-L-鼠李糖苷102.6+7.572.1-0.2,六、糖的NMR特征,苷元端基碳苷元碳苷元碳-CH3+5.0+7.5+6.0+7.5-CH2CH2R+5.0+6.5+5.0+6.5-3.5-5.0-CH(CH2R)2+3.4+4.5+5.0+8.0-3.0-3.5-C(CH2R)3-0.5+0.5+6.5+7.5-2.5-3.0,六、糖的NMR特征,2.苷元若為鏈狀結(jié)構(gòu)，端基碳的苷化位移隨著苷元為伯、仲、叔基而遞減，但對苷元的碳和碳的苷化位移影響不大，例如：同為葡萄糖的苷，苷元不同，其苷化位移范圍(ppm)為,3.苷元為環(huán)醇時的苷化位移規(guī)律（教材P9091）若羥基的位無烷基取代，則碳與端基碳的苷化位移值與開鏈的仲醇相似。如果羥基的位有烷基取代，那么碳和端基碳的苷化位移與苷元的碳的手性及糖的端基手性都有關(guān)系。具體可分為兩種情況：1)苷元的碳的手性及糖的端基手性R或S，即二者相同，則碳與端基碳的苷化位移值與位無烷基取代的環(huán)醇時相同，即與開鏈的仲醇相似，即5ppm左右。,六、糖的NMR特征,六、糖的NMR特征,2)苷元的碳的手性及糖的端基手性不相同，則碳與端基碳的苷化位移值比位無烷基取代的環(huán)醇相應(yīng)的碳的苷化位移大3.5ppm左右，即大約10ppm。3)同五異十其余七：4)同小異大：指碳5)酯苷和酚苷：特殊，-C向高場位移。,一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,多糖的結(jié)構(gòu)測定與常見天然產(chǎn)物有許多不同之處,本節(jié)不做詳細(xì)介紹.天然產(chǎn)物中的苷類成分多為固體化合物其結(jié)構(gòu)鑒定應(yīng)通過以下各項程序進(jìn)行：一、純度的測定TLC，熔點，色譜鑒別二、分子量及分子式的測定近年來廣泛應(yīng)用質(zhì)譜分析的方法則定分子量和分子式。苷類化合物一般極性較大，無揮發(fā)性，遇熱氣化時易于分解，采用電子轟擊質(zhì)譜(EIMS)常常不能獲得分子離子峰?，F(xiàn)多采用化學(xué)電離質(zhì)譜(CI-MS)、場解吸質(zhì)譜(FD-MS)、快原子轟擊質(zhì)譜(FAB-MS)和電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)等方法來獲得分子離子蜂，尤其是ESI-MS及FAB-MS兩種質(zhì)譜法更是目前測定苷類分子量常用的方法。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)的基本原理ESI是在毛細(xì)管的出口處施加一高電壓，所產(chǎn)生的高電場使從毛細(xì)管流出的液體霧化成細(xì)小的帶電液滴，隨著溶劑蒸發(fā)，液滴表面積縮小，導(dǎo)致分析物以單電荷或多電荷離子的形式進(jìn)入氣相。電噴霧離子化的特點是產(chǎn)生多電荷離子而不是碎片離子，使質(zhì)量電荷比降低到多數(shù)質(zhì)量分析儀都可以檢測的范圍，因而大大擴(kuò)張了分子量的分析范圍。離子的真實分子量可以根據(jù)質(zhì)荷比及所帶電荷數(shù)計算出，一般由計算機(jī)軟件完成。電噴霧質(zhì)譜可忍受少量的鹽和緩沖液，但鹽和緩沖液的存在會使儀器的靈敏度降低。電噴霧質(zhì)譜的優(yōu)點是它可以方便地與多種分離技術(shù)聯(lián)用，如液質(zhì)聯(lián)用和毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用等。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,三、組成苷的苷元和單糖的鑒定將苷用稀酸或酶進(jìn)行水解，使生成苷元和各種單糖，然后再對這些水解產(chǎn)物進(jìn)行簽定。(一)苷元的結(jié)構(gòu)鑒定苷元的結(jié)構(gòu)類型不一，需要通過某些化學(xué)反應(yīng)先確定其結(jié)構(gòu)類型和基本母核結(jié)構(gòu)，再按照所屬類型分別進(jìn)行研究，其方法將在有關(guān)章節(jié)中逐一介紹。(二)組成苷中糖的種類鑒定通常采用PC、TLC等方法對水解液進(jìn)行鑒定，也可以直接通過解析苷的或二維NMR譜進(jìn)行鑒定。糖類的PC常用的展開劑大多為含水的溶劑系統(tǒng)，如正丁醇-醋酸-水(4:1:5)，EtOAc-吡啶-水(2:1:2)等，其Rf值與溶劑的含水量有關(guān)，因此配制展開劑時必須注意，尤其對于三元組成的展開刑，其混合比例更應(yīng)力求正確，并需用標(biāo)準(zhǔn)品同時點樣作為對照。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,糖類的TLC常選用硅膠薄層，由于糖的極性強(qiáng)，一般點樣量不能大于5ug，但這一缺點在用硼酸溶液或一些無機(jī)鹽的水溶液代替水調(diào)制吸附劑進(jìn)行鋪板，就能顯著提高上樣量，并改善分離效果。制備這種硅膠薄層時，所用的鹽一般是強(qiáng)堿弱酸(或中強(qiáng)酸)的鹽，如0.3mol/L的磷酸氫二鈉或磷酸二氫鈉的水溶液。用這種鹽溶液制備的硅膠板分離糖時，其上樣量可達(dá)400500ug。糖類硅膠薄層色譜常用的展開劑為正丁醇-丙酮-水、正丁醇-醋酸-水或正丁醇-吡啶-水。糖的PC或TLC所用的顯色劑有些是相同的，其顯色原理主要是利用糖的還原性或由于形成糖醛后引起的呈色反應(yīng)。有些顯色劑不僅可以決定糖的斑點的位置，尚可區(qū)分其類型。常用的顯色劑有苯胺-鄰苯二甲酸試劑、三苯四氮鹽試劑(TTC試劑)、間苯二酚-鹽酸試劑、雙甲酮-磷酸試劑等。這些顯色劑對不同的糖往往顯不同的顏色，如苯胺-鄰苯二甲酸試劑對已醛糖和糖醛酸顯棕色，對戊醛糖顯紅色。間苯二酚-鹽酸試劑對已醛糖顯紫色，對糖醛酸和戊醛糖顯藍(lán)色。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,有些顯色劑中含有硫酸，因此只能用于TLC。例如茴香醛-硫酸試劑、間苯二酚-硫酸試劑、-萘酚-硫酸試劑、百里酚-硫酸試劑、酚-硫酸試劑等。噴后一般要在100左右加熱數(shù)分鐘至斑點顯現(xiàn)。以CMC-Na為粘合劑的硅膠薄層，在使用含濃硫酸的顯色劑時亦應(yīng)注意加熱的溫度與時間。利用近年發(fā)展起來的二維NMR譜，也可以有效地鑒定苷分子中糖的種類。如二維1H-1H相關(guān)譜(1H-1HCOSY)、1H-13C相關(guān)譜(1H-13CCOSY)等亦可用來鑒定苷中組成糖的種類。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,(三)苷中糖的數(shù)目的測定利用PC或TLC法鑒定苷水解液中糖的種類，還可進(jìn)一步采用光密度掃描法測定備單糖斑點的含量，算出各單糖的分子比，以推測組成苷的糖的數(shù)目。近年測定苷中糖的數(shù)目大多是通過光譜測定完成的。例如，利用質(zhì)譜測定苷和苷元的分子量，然后計算其差值，并由此求出糖的數(shù)目。利用氫譜，根據(jù)出現(xiàn)的糖端基質(zhì)子的信號數(shù)目來確定苷中糖分子的數(shù)目；或是將苷制成全乙?；蛉谆苌?，根據(jù)在氫譜中出現(xiàn)的乙酰氧基或甲氧基信號的數(shù)目，推測出所含糖的數(shù)目。常見的是利用碳譜，根據(jù)出現(xiàn)的糖端基碳信號的數(shù)目(一般位于90112ppm處)，或者根據(jù)苷分子總的碳信號數(shù)目與苷元碳信號數(shù)目的差值，推斷出糖的數(shù)目。此外利用二維1H-1H相關(guān)譜和1H-13C相關(guān)譜，也是確定苷中糖的數(shù)目的有效方法。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,四、苷分子中苷元和糖、糖和糖之間連接位置的確定(一)苷元和糖之間連接位置的確定以前通過分析由化學(xué)降解或酶解得到的產(chǎn)物來確定糖與苷元之間的連接位置，現(xiàn)在這種方法逐漸被NMR譜的解析所取代。13C-NMR譜是確定苷元與糖之間連接位置的有效方法。在碳譜中，苷元羥基因與糖結(jié)合成苷，故可產(chǎn)生苷化位移。利用苷化位移規(guī)律，將苷和苷元的碳譜相比較，就可以很容易地辨別出苷元的哪個碳原子與糖相連接。近年二維NOE相關(guān)譜和遠(yuǎn)程同核(或異核)相關(guān)譜(如13C-1HCOSY及HMBC譜)等技術(shù)亦廣泛用于確定苷元的連糖位置。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,(二)糖與糖之間連接位置的確定可采用化學(xué)方法或光譜(NMR)分析法進(jìn)行。1化學(xué)方法部分水解法以緩和酸水解和酶水解法最為常用。緩和酸水解多使用低濃度的無機(jī)強(qiáng)酸或中強(qiáng)度的有機(jī)酸(如草酸)進(jìn)行水解，可使苷中的部分糖水解脫去。例如：,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,由于在水解產(chǎn)物中檢出木糖因此可以確定木糖連接在末端。利用苷的乙酰解，使開裂一部分苷鍵，保留另一部分苷鍵，分析水解產(chǎn)物中得到的乙?；途厶牵部梢源_定糖的連接順序。此外還可以將苷的全甲基化物進(jìn)行甲醇解，然后分析其甲醇解產(chǎn)物，也可以獲得有關(guān)糖與糖之間連接順序的信息。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,一般方法是：先將苷進(jìn)行全甲基化，然后用含69鹽酸的甲醇進(jìn)行甲醇解，即可得到末完全甲醚化的各種單糖，而連接在最末端的一定是全甲醚化的單糖。根據(jù)這些甲醚化的單糖中羥基的位置，即可對糖與糖之間的連接位置作出判斷。,采用的方法通常是將這些甲醚化的單糖進(jìn)行了TLC鑒定，并與標(biāo)準(zhǔn)品對照。近來亦有用GC-MS聯(lián)用儀對其進(jìn)行鑒定的報道。全甲基化苷的甲醇解反應(yīng)如下：,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,如：上式中，苷通過全甲基化及甲醇解反應(yīng)后，將甲醇解的產(chǎn)物進(jìn)行TLC鑒定，可知除苷元以外所得到的兩種甲醚化單糖為2,3,4-三-O-甲基吡喃木糖甲苷和2,4,6-三-O-甲基吡喃葡萄糖甲苷。由于前者是全甲基化的木糖，因此可推斷木糖是在末端，而后者是未完全甲醚化的葡萄糖，在其C3位上有一羥基，因此可推斷它不僅與苷元相連，并在C3位上與木糖相連接。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,苷的甲基化反應(yīng)常用的方法主要有以下四種，前兩種為經(jīng)典的方法,后兩種是半微量的現(xiàn)代方法。(1)Haworth法：用硫酸二甲酯和氫氧化鈉(或碳酸鈉、碳酸鉀)，可使醇羥基甲基化。其缺點是甲基化能力較弱，如果欲進(jìn)行全甲基化反應(yīng)，必須進(jìn)行多次反應(yīng)才能達(dá)到目的，(2)Purdie法：用碘甲烷和氧化銀為試劑(一般可在丙酮或四氫呋喃中進(jìn)行)，可使醇羥基甲基化，但因氧化銀具有氧化作用，只能用于苷的甲基化而不能用于還原糖的甲基化。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,(3)Kuhn改良法：在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，加入碘甲烷和氧化銀或硫酸二甲酯及氫氧比鋇(或氧化鋇)，在攪拌下進(jìn)行甲基化。本法的缺點是反應(yīng)較緩慢。(4)Hakomari法(箱守法)：在二甲基亞砜(DMSO)溶液中，加入氫化鈉，以碘甲烷進(jìn)行甲基化反應(yīng)。其反應(yīng)機(jī)理是二甲亞砜與氫化鈉首先生成甲基亞磺酰陰碳離子，然后在甲基亞磺酰陰碳離子的存在下進(jìn)行甲基化反應(yīng)，由于亞磺酰陰碳離子具有強(qiáng)脫質(zhì)子作用，使苷中糖上的醇羥基脫氫，從而使全甲基化反應(yīng)可以迅速完成，二甲亞砜只起催化作用:,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,此法反應(yīng)迅速、完全、無需特殊裝置、可在室溫下連續(xù)反應(yīng)，是目前最常用的全甲基化方法。但因在反應(yīng)中，所用二甲亞砜和NaH均呈強(qiáng)堿性，故分子中有酯鍵的苷類不宜用本法，而應(yīng)采用Kuhn改良法進(jìn)行全甲基化。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,(二)波譜分析法1MS法主要利用質(zhì)譜中歸屬于有關(guān)糖基的碎片離子峰或各種分子離子脫糖基的碎片離子峰，可對糖的連接順序作出判斷。在EI-MS中，由于苷類是非揮發(fā)性的，常制備成全乙?；铩⑷谆锘蛉谆杳鸦锏冗M(jìn)行測定。在它們的MS譜中，常出現(xiàn)各種特征性的糖基離子蜂全乙酰化的單糖及低聚糖的特征性碎片離子峰，這些特征峰的存在均可提示該糖處于糖鏈的末端位置。利用苷的FD-MS譜或FAB-MS譜，有時亦能確定糖與糖之間的連接順序。,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,五、苷鍵構(gòu)型的確定糖與苷元之間的苷鍵及糖與糖之間的苷鍵屬于縮醛鍵，因而都存在有糖端基碳原子的構(gòu)型問題。確定苷鍵構(gòu)型的方法主要有以下幾種。(一)利用酶水解進(jìn)行測定如麥芽糖酶一般能水解的為-苷鍵，能被苦杏仁苷酶水解的大多為-苷鍵。利用酶解法推斷苷鍵構(gòu)型時需注意并非所有的-苷鍵都能被苦杏仁苷酶所水解。(二)利用NMR譜法測定1利用端基質(zhì)子的偶合常數(shù)2利用-苷鍵和-苷鍵的端基碳的化學(xué)位移差別3利用2DNMR譜,七、糖鏈結(jié)構(gòu)的測定,一、概述,二、單糖的立體化學(xué),三、糖和苷的分類,四、苷類化合物的理化性質(zhì),五、苷鍵的裂解,六、糖的核磁共振性質(zhì),七、糖鏈的結(jié)構(gòu)測定,八、糖和苷的提取分離,第二章糖和苷,一、提取植物體內(nèi)，苷類常與水解苷類的酶共存，因此在提取時，必須抑制酶的活性，常用的方法是在中藥中加入CaCO3,或用甲醇、乙醇或沸水提取，同時提取過程中要盡量勿與酸或堿接觸，以免苷類水解，如不加注意，則往往提到的就不是原生苷。在提取時還必明確提取的目的即要求提取的是原生苷、次生苷，還是苷元，然后根據(jù)要求進(jìn)行提取，因為其提取方法是有差別的。各種苷類，由于苷元的結(jié)構(gòu)不同，所聯(lián)接的糖也不一樣，很難有統(tǒng)一的提取方法，如用極性不同的溶劑循極性從小到大次序提取，則在每一提取部分，都可能有苷的存在。以下是最常用的提取方法。,八、糖及苷類的提取和分離,流程圖,八、糖及苷類的提取和分離,二、分離方法1溶劑處理法2鉛鹽沉淀法3大孔樹脂處理法4柱色譜分離法,八、糖及苷類的提取和分離,苯丙素類Phenylpropanoids,第三章,一、概述,二、苯丙酸衍生物,三、香豆素Coumarin,第三章苯丙素類,概念：苯丙素是天然存在的一類含有一個或幾個C6-C3基團(tuán)的酚性物質(zhì)。常見的有苯丙烯、苯丙酸、香豆素、木脂素等，廣義的講，黃酮類也是苯丙素的衍生物。大多數(shù)的天然芳香化合物生源由此而來。取代方式：在苯核上常有羥基和烷氧基取代，有時會有烷基取代。生源：是由莽草酸（shikimicacid)通過芳香氨基酸（苯丙氨酸或酪氨酸）合成而來。,一、概述,一、概述,一、概述,二、苯丙酸衍生物,三、香豆素Coumarin,第三章苯丙素類,植物中存在的苯丙酸類成分主要是桂皮酸的衍生物。有四種羥基桂皮酸在植物中是廣泛存在的：1對羥基桂皮酸R1=HR2=H（p-hydroxycinnamicacid)2咖啡酸（caffeicacid)OHH3阿魏酸(ferulicacid)OCH3H4芥子酸（sinapicacid)OCH3OCH3至少還有六種桂皮酸衍生物，但較少見，如異阿魏酸(isoferulicacid)、鄰羥基桂皮酸(o-hydroxycinnamicacid)、對甲氧基桂皮酸(p-methoxycinnamicacid)等。,二、苯丙酸衍生物,苯丙酸類化合物常與不同的醇、氨基酸、糖或有機(jī)酸等結(jié)合成酯存在，其中一些化合物還有較強(qiáng)的生理活性。綠原酸（chlorogenicacid）綠原酸是3-咖啡?？鼘幩?，存在于很多中藥如茵陳、金銀花中，是其抗菌、利膽的有效成分。中華人民共和國藥典一部（2000版）中收錄的金銀花，其含量測定方法是以綠原酸為對照品進(jìn)行HPLC測定。同樣，藥典收錄的復(fù)方制劑“雙黃連口服液”是由金銀花、黃芩和連翹組成的復(fù)方，其鑒別項中即以是否含的綠原酸作為鑒別金銀花的依據(jù)。除此以外，常見含有苯丙酸成分的中藥還有升麻(含阿魏酸等)、茵陳（含綠原酸）及川芎（含阿魏酸）等。,二、苯丙酸衍生物,一、概述,二、苯丙酸衍生物,三、香豆素Coumarin,第三章苯丙素類,香豆素是具有苯駢-吡喃酮母核的一類化合物的總稱，在結(jié)構(gòu)上可看作順式鄰羥基桂皮酸失水而成的內(nèi)酯。香豆素類化合物也廣泛分布于植物界，只有少數(shù)來自動物和微生物，在傘形科、豆科、蕓香科、茄科和菊科等植物中分布更廣泛。其中被藥典收載的有秦皮、白芷、獨活、前胡、菌陳、補(bǔ)骨脂等。在植物體內(nèi)，香豆素類化合物常常以游離狀態(tài)或與糖結(jié)合成苷的形式存在，大多存在于植物的花、葉、莖和果中，通常以幼嫩的葉芽中含量較高。,三、香豆素Coumarin,三、香豆素(一)香豆素的結(jié)構(gòu)類型,前已述及，香豆素在植物體內(nèi)是由桂皮酸經(jīng)氧化、環(huán)合而成，教材P111給出了香豆素在體內(nèi)的衍生過程，從圖中可以看出，幾乎所有的香豆素都含有7-氧取代基。同時7-氧代使得6-和8-位電子云密度增大，易于被親電的異戊烯基進(jìn)攻，從而在6-或8-位形成異戊烯基取代，并進(jìn)一步環(huán)合成新的含氧環(huán)。,據(jù)此，我們常把香豆素類化合物進(jìn)一步分成下列幾個類型：1簡單香豆素：只在苯環(huán)上有取代基，常為羥基、甲氧基、亞甲二氧基和異戊烯基等，其中7-位總為含氧取代，6-位和8-位接異戊烯基較多。ex.廣泛分布于被子植物各科如蕓香科、菊科、茄科、豆科等多種植物的七葉內(nèi)酯(亦稱秦皮乙素，esculetin)及其葡萄糖苷七葉苷(亦稱秦皮甲素，esculin)，藥理實驗證實二者均具有抗炎、鎮(zhèn)痛和抗菌活性。,三、香豆素(一)香豆素的結(jié)構(gòu)類型,ex.傘形科植物歐前胡(尹波前胡,Peucedanumosthruthium)根狀莖中的王草質(zhì)(ostruthin)，6位含有兩個異戊烯基的十碳鏈，該化合物具抗細(xì)菌和抗真菌作用簡單香豆素一般在7位接含氧取代基，而異戊烯單元則存在于6位或8位。,三、香豆素(一)香豆素的結(jié)構(gòu)類型,2呋喃香豆素：苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合成呋喃環(huán)。成環(huán)后常伴隨著失去3個碳原子。分為線型(linear)和角型(angular)兩種。存在于豆科植物粉綠小冠花(Cornillaglauca)種子，補(bǔ)骨脂(Psoraleacorylilolia)果實中的補(bǔ)骨脂內(nèi)酯，是線型呋喃香豆素，可作為皮膚科用藥，有光敏作用，注射或內(nèi)服，再以長波紫外線或日光照射，可使受照射處皮膚紅腫，色素增加。適用于白癜風(fēng)、牛皮癬及斑禿。在紫外線存在時，可引起DNA合成損傷。另外還具有止血、抗菌等作用。,三、香豆素(一)香豆素的結(jié)構(gòu)類型,存在于傘形科植物如牛防風(fēng)的根和白芷屬一些植物果實中的茴芹內(nèi)酯(pimpinellin)是角型