第二章糖及苷(天然藥物化學(xué))

1、第二章第二章 糖和苷糖和苷Saccharide and glycosides 第一節(jié)第一節(jié) 單糖的立體化學(xué)單糖的立體化學(xué)第二節(jié)第二節(jié) 糖和苷的分類糖和苷的分類第三節(jié)第三節(jié) 糖的化學(xué)性質(zhì)糖的化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)第四節(jié) 苷鍵的裂解苷鍵的裂解第五節(jié)第五節(jié) 糖的鑒定糖的鑒定第六節(jié)第六節(jié) 糖鏈結(jié)構(gòu)的測(cè)定糖鏈結(jié)構(gòu)的測(cè)定第七節(jié)第七節(jié) 糖及苷的提取分離糖及苷的提取分離糖類概述n糖類糖類又稱碳水化合物（又稱碳水化合物（carbohydrates），），是植物光合作用的初生產(chǎn)物，同時(shí)也是絕是植物光合作用的初生產(chǎn)物，同時(shí)也是絕大多數(shù)天然產(chǎn)物合成的初始原料。大多數(shù)天然產(chǎn)物合成的初始原料。n是地球上最大量的一類有機(jī)化合物。是

2、地球上最大量的一類有機(jī)化合物。n糖糖及其與非糖物質(zhì)結(jié)合形成的及其與非糖物質(zhì)結(jié)合形成的苷苷在自然界在自然界中分布廣泛，活性眾多而且明顯。中分布廣泛，活性眾多而且明顯。n糖結(jié)構(gòu)的具有的多樣性和復(fù)雜性是一般化糖結(jié)構(gòu)的具有的多樣性和復(fù)雜性是一般化合物不可比擬的。合物不可比擬的。n糖類糖類與核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)一起稱為生命活與核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)一起稱為生命活動(dòng)所必需的四大類化合物，主要作為動(dòng)所必需的四大類化合物，主要作為動(dòng)植物動(dòng)植物貯藏養(yǎng)料和骨架成分貯藏養(yǎng)料和骨架成分 。n糖類糖類在生物合成及細(xì)胞間的分子識(shí)別、受在生物合成及細(xì)胞間的分子識(shí)別、受精、著床、胚胎形成、分化、神經(jīng)細(xì)胞發(fā)精、著床、胚胎形成、分化、

3、神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育、激素激活、細(xì)胞增殖、病毒和細(xì)菌的育、激素激活、細(xì)胞增殖、病毒和細(xì)菌的感染、腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、衰老等許多基本生感染、腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、衰老等許多基本生命過(guò)程中起著重要的作用命過(guò)程中起著重要的作用n糖與各類非糖分子中的羥基、巰基、氨基、次甲基等以共價(jià)鍵相連的形式存在于自然界。n當(dāng)非糖部分較小時(shí)，稱為糖苷化合物(glycoside)。當(dāng)非糖部分較大時(shí)，稱為糖綴合物(glycoconjugate)。n單糖單糖是多羥基醛或多羥基酮，在水溶液中是多羥基醛或多羥基酮，在水溶液中不能再進(jìn)一步分解的結(jié)構(gòu)單元。不能再進(jìn)一步分解的結(jié)構(gòu)單元。n單糖的結(jié)構(gòu)表示法有單糖的結(jié)構(gòu)表示法有Fischer投影式、投影式、H

4、aworth投影式。投影式。第一節(jié) 單糖的立體化學(xué)葡萄糖的鏈狀結(jié)構(gòu)和構(gòu)型葡萄糖的鏈狀結(jié)構(gòu)和構(gòu)型(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羥基己醛CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHD-(+)-葡萄糖葡萄糖鏈狀結(jié)構(gòu)不可解釋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象n醛基反應(yīng)不明顯。n只能與一分子醇發(fā)生反應(yīng)。n有兩種不同的結(jié)晶。n有變旋光現(xiàn)象葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)CH2OHOOHHHCHOOHOHHOOHHOHHCH2OHCH2OHOHHO-D-葡萄糖 開(kāi)鏈D-葡萄糖 -D-葡萄糖n分子內(nèi)的羥基和醛基形成環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu)。n為區(qū)別生成的異構(gòu)體用-D-吡喃葡萄糖和-D-吡喃葡萄糖表示。n二者分子中只有鏈端的手性碳的構(gòu)型不同，其

5、他相同，稱異頭物，或端基異構(gòu)。葡萄糖的Harworth式D吡喃葡萄糖 D吡喃葡萄糖OOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOHFischer投影式與Haworth式的轉(zhuǎn)化HCHOOHHOHOHHOHHHOH2CCHOOHOHOHOHHCH2OHCHOOHOHOHHCH2OHOHOO葡萄糖的構(gòu)象式HOOHHHOHOHOHHHOHHOOHHHOHHOHHOHOH D吡喃葡萄糖 D吡喃葡萄糖O12345O123454C1式，簡(jiǎn)稱C1式 1C4式，簡(jiǎn)稱1C式或N式（normal form) 或A式（alternative form)果糖的結(jié)構(gòu)CH2OHOHHOOHHOHHCH2OHOOOO D-吡喃果

6、糖 D-吡喃果糖 D-呋喃果糖 D-呋喃果糖第二節(jié) 糖和苷的分類一一.糖的分類糖的分類由由10個(gè)以上個(gè)以上單糖單糖脫水縮合脫水縮合而生成的糖而生成的糖Poly-saccharides多糖由由29個(gè)個(gè)單糖脫水單糖脫水生成的糖生成的糖Oligo-saccharides寡糖不能水解不能水解的糖的糖構(gòu)成糖的構(gòu)成糖的基本單位基本單位Mono-saccharides單糖1.單糖醛糖醛糖酮糖酮糖 甲基糖甲基糖 支鏈糖支鏈糖 氨基糖氨基糖 去氧糖去氧糖 糖醛酸糖醛酸糖醇糖醇五碳醛糖：n含有5個(gè)碳原子的醛糖。CHOOHHHHOOHHCH2OHD木糖L阿拉伯糖D核糖CHOOHHHHOHHOCH2OHCHOOHHO

7、HHOHHCH2OH六碳醛糖D葡萄糖 D甘露糖 D半乳糖CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHCHOHHOHHOOHHOHHCH2OHCHOOHHHHOHHOOHHCH2OHn含有6個(gè)碳原子的醛糖。六碳酮糖CH2OHOHHOOHHOHHCH2OHCH2OHOHHOOHHHHOCH2OH D果糖 L山梨糖n含有5個(gè)碳原子的酮糖。甲基五碳醛糖n甲基取代了五碳醛糖中的氫原子CHOHHOOHHOHHHHOCH3CHOOHHOHHHHOHHOCH3L夫糖 L鼠李糖支碳鏈糖n糖鏈上多了一個(gè)含碳的支鏈。CH2OHOHHOHHOH2CCH2OHCHOOHHOH2COHHOHHCH2OHD芹糖 D金縷梅糖氨基

8、糖n糖上的一個(gè)或幾個(gè)羥基被氨基或乙酰氨基取代的糖。CHONH2HHHOOHHOHHCH2OH2-氨基-2-去氧-D-葡萄糖 2-乙酰氨基-2-去氧-D-葡萄糖CHONHCOCH3HHHOOHHOHHCH2OH氨基糖與血型ONHCOCH3OHOOHOOHOHOHOHCH3OHOHOOONHCOCH3OHOOOHOHOHOHCH3OHOHOOOOHOHOHOOHONHCOCH3OHOOOHOHOHOHCH3OHOHOOOOHOHOHONHCOCH3O型血B型血A型血AB型兼有A型和B型的糖去氧糖n單糖分子中的一個(gè)或兩個(gè)羥基被氫原子取代的糖。CHOHHCH3HOHHOHHOCH3CHOOHHCH3H

9、OHHOHHOCH3紅霉糖 碳霉糖糖醛酸n單糖中的伯羥基被氧化成羧基的化合物。D葡萄糖醛酸 D半乳糖醛酸CHOOHHHHOOHHOHHCOOHCHOOHHHHOHHOOHHCOOH糖醇n單糖中的羰基被還原成羥基的化合物。CH2OHOHHHHOOHHOHHCH2OHCH2OHHHOHHOOHHOHHCH2OHD山梨醇 D甘露醇環(huán)醇n環(huán)狀多羥基化合物。OHOHOHOHOHHO肌醇（6個(gè)異構(gòu)體）2.低聚糖n定義：由定義：由2 29 9個(gè)單糖基通過(guò)苷鍵鍵個(gè)單糖基通過(guò)苷鍵鍵合而成的直糖鏈或支糖鏈的聚糖。合而成的直糖鏈或支糖鏈的聚糖。n分類：分類： 按單糖的個(gè)數(shù)可分為二糖、三糖、按單糖的個(gè)數(shù)可分為二糖、三

10、糖、四糖等；四糖等； 按分子的還原性分為還原性糖和非按分子的還原性分為還原性糖和非還原性糖。還原性糖。OHOHOOHOHOOOHOHOHOH（）-蔗糖 三氯蔗糖OClHOOHOHOOClOHOHCl二糖二糖OOHHOHOOHOOHOHOOHOHOOOHHOHOOHOOHHOOHOH()-麥芽糖()-纖維二糖OOHOHHOOHOOOHHOOHOH()-乳糖n命名法：以末端糖為母體，其他糖為糖基，并命名法：以末端糖為母體，其他糖為糖基，并標(biāo)明糖與糖連接的位置、糖的成環(huán)形式以及苷標(biāo)明糖與糖連接的位置、糖的成環(huán)形式以及苷鍵的構(gòu)型等。鍵的構(gòu)型等。 2-O-D-吡喃葡萄糖基-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖

11、基-(1 2)-吡喃葡萄糖槐糖：OOOHOHOHOOHOHOHOHOHOOOOOOOOO雙糖：蔗糖三糖：棉子糖四糖：水蘇糖五糖：毛蕊糖-D-Glcp(16)-D-Glcp(16)-D-Glcp-D-Glcp(11)(16)-D-Fru低聚糖低聚糖也可用下列方法表示低聚糖：n-D-Galp-(1 4)-D-Glcp-(1 4)-D-Glcp 6 1 -D-Fruf “p”表示吡喃型，“f”表示呋喃型，數(shù)字表示糖與糖之間的連接位置。OOH,OHOOOOO環(huán)糊精(cyclodextrin,CD)n是經(jīng)浸解桿菌淀粉酶作用于淀粉后生成的環(huán)狀低聚糖的總稱。n由6、7、8個(gè)D-(+)-葡萄糖殘基經(jīng)-1,4-

12、苷鍵相結(jié)合，得到、-環(huán)糊精。OOOOOOOOOOOOOOOOOOHCH2OHCH2OHOHOHOHn分子空腔有疏水性，分子外部有親水性。n通過(guò)分子間的作用力，環(huán)糊精可以與一定的分子形成包結(jié)物。n形成包結(jié)物能改變客體的物理和化學(xué)性質(zhì)，如揮發(fā)性、溶解性、穩(wěn)定性、氣味、顏色等，可用于食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化學(xué)分析等。n在有機(jī)合成中也有應(yīng)用，其主-客體關(guān)系像酶與底物的作用，是研究的酶模型之一。3.多糖n定義：是由十個(gè)以上的的單糖基單糖基通過(guò)苷鍵苷鍵連接而成的化合物。n分類：按功能分為植物多糖、動(dòng)物多糖；按組成分為均多糖、雜多糖。n多糖與蛋白質(zhì)分子一樣具有明確的三維空間結(jié)構(gòu)，可用一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)描述。植

13、物多糖植物多糖淀粉纖維素其它葡聚糖果聚糖半纖維素樹(shù)膠粘液質(zhì)與粘膠質(zhì)卡拉膠動(dòng)物多糖動(dòng)物多糖糖原甲殼素肝素硫酸軟骨素透明質(zhì)酸硫酸角質(zhì)酸多糖的生物活性n抗腫瘤、抗突變作用（人參多糖）n抗凝血、抗血栓、降血脂作用（茶葉多糖）n增加免疫作用（女貞子多糖）抗腫瘤活性成分香菇多糖的結(jié)構(gòu)通式-D-glcp-(1 3)-D-glcp-(1 3）-D-glcp-(1 3）-D-glcp-(1 3)- - D-glcpn-D-glcp 1 6-D-glcp 1 6淀粉(starch)n糖淀粉，直鏈，糖淀粉，直鏈，171734%34%，1-41-4 膠淀粉，支鏈，膠淀粉，支鏈， 1-41-4， 1-61-6n淀粉遇碘

14、呈色：螺環(huán)狀（淀粉遇碘呈色：螺環(huán)狀（6glc6glc）, ,碘分子進(jìn)碘分子進(jìn)入螺環(huán)通道中入螺環(huán)通道中, ,通過(guò)分子間的作用力形成的通過(guò)分子間的作用力形成的有色包結(jié)物。有色包結(jié)物。 4 46 6，不呈色，不呈色 12121818，呈紅色；紫色、紫藍(lán)色，呈紅色；紫色、紫藍(lán)色， 5050，藍(lán)色，藍(lán)色OOOHOHOOHOOHOHOOOHOHOOOOHOHOOHOOHHOOHOOOOHOHOOHOHOOHO直鏈淀粉支鏈淀粉 -1,6-苷鍵 -1,4-苷鍵纖維素(cellulose)OOHOHOOHOOHOHOOHOOHOHOOHO -1,4-苷鍵植物細(xì)胞的主要組成成分植物細(xì)胞的主要組成成分糖原(glyc

15、ogen)n結(jié)構(gòu)與膠淀粉類似，聚合度大，分支多n遇碘紅褐色n主要作用貯存養(yǎng)料甲殼素(chitin)n存在于昆蟲(chóng)、甲殼類動(dòng)物的外殼中n結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性與纖維素類似OOHOHONHCOCH3OOHOHONHCOCH3OOHOHONHCOCH3O二.苷的分類n苷：又稱配糖體，是糖和糖的衍生苷：又稱配糖體，是糖和糖的衍生物與另一非糖物質(zhì)通過(guò)糖的端基碳物與另一非糖物質(zhì)通過(guò)糖的端基碳原子連接而成的化合物。原子連接而成的化合物。n 由苷元、苷鍵、糖三部分組成。由苷元、苷鍵、糖三部分組成。n 構(gòu)成苷類常見(jiàn)的糖為單糖、雙糖、構(gòu)成苷類常見(jiàn)的糖為單糖、雙糖、寡糖。寡糖。OHOOHOOHOHOHn根據(jù)原生狀態(tài)： 原生苷：

16、生物體內(nèi)原有的苷 次生苷：原生苷水解得到的苷n含糖的個(gè)數(shù)： 單糖苷、雙糖苷、叁糖苷n糖連接位置的數(shù)目： 單糖鏈苷、雙糖鏈苷n按苷原子分： 氧苷、氮苷等n成苷官能團(tuán)分： 醇苷、酯苷、氰苷等n按苷元不同分： 黃酮苷、皂苷、三萜苷等n按端基碳構(gòu)型不酮分： -糖苷（主要是L型糖） -糖苷（主要是D型糖）。紅霉素紅霉素OOHOOHOHOOOOOOHOCH3N(CH3)2HO 酯苷酯苷 氰苷氰苷 （一）氧苷（O苷） 酚苷酚苷 醇苷醇苷 醇苷 毛莨苷殺蟲(chóng)、抗菌作用醇苷是由苷元醇羥基與糖的成苷羥基脫水縮合而成。醇苷的苷元以萜類和甾醇化合物最多。OHOOHOHHOOOOCOOHOOCOOHOHOHOOOCOOH

17、OHOHOH甘草酸抗腫瘤作用酚苷OHOOHOHHOOOO秦皮素抗菌作用酚苷是由苷元的酚羥基與糖的成苷羥基脫水縮合而成。OHOOHOHHOOCH2OH天麻苷鎮(zhèn)靜作用氰苷是指一類-羥腈與糖組成的氧苷。OOHOHOHOOHOOHOHCHCNOH苦杏仁苷R1R2COCN糖HCN +糖+R1R2C O氰苷在酸或酶的作用下水解氫氰酸鎮(zhèn)咳作用、毒性強(qiáng)酯苷（酰苷）山慈菇苷A 瓜子金皂苷丁由苷元羧基和糖的成苷羥基脫水而成。由苷元羧基和糖的成苷羥基脫水而成。OOHOHOHOO CH2CH2OHHOHOCH2OHCOOGlcGlcOH（二）硫苷（S苷）蘿卜苷苷元上的巰基與糖的成苷羥基脫水縮合而成。苷元上的巰基與糖的

18、成苷羥基脫水縮合而成。OOHOHOHOHSCCH2CH2CH=CHSCH3ONOSO3（三）氮苷（N苷）由苷元氮原子和糖端基羥基脫水縮合而成。由苷元氮原子和糖端基羥基脫水縮合而成。NNH2ONOOHOHHO胞苷NNNNH2NOOHOHHO腺苷（四）碳苷（C苷）n碳苷是由苷元?dú)湓雍吞嵌嘶u基脫水縮合而成。碳苷是由苷元?dú)湓雍吞嵌嘶u基脫水縮合而成。n苷元多為間苯二酚或間苯三酚，主要有黃酮苷苷元多為間苯二酚或間苯三酚，主要有黃酮苷 OHOOHCH2OHO蘆薈苷 芒果苷 異芒果苷OHOHOHHOOOOHOHOHHO第三節(jié) 糖的化學(xué)性質(zhì)n小分子的化合物極性大，水溶性好。隨分子的聚合度增加，水溶性下降

19、。n糖苷具有親水性，苷元具有親脂性。n單糖具有甜味，多糖無(wú)甜味。n糖具有旋光性。醚化反應(yīng)醚化反應(yīng)?；磻?yīng)酰化反應(yīng)縮醛和縮酮化反應(yīng)縮醛和縮酮化反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)糠醛形成反應(yīng)糠醛形成反應(yīng)羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)羰基反應(yīng)羰基反應(yīng)硼酸絡(luò)合反應(yīng)硼酸絡(luò)合反應(yīng)化學(xué)性質(zhì)一.氧化反應(yīng)n單糖分子容易與堿性弱氧化劑Tollen、Fehling試劑反應(yīng)。n糖分子中醛基、酮基最容易氧化、其次是伯醇基。n能與堿性弱氧化劑發(fā)生反應(yīng)的糖稱還原性糖。n單糖都是還原性糖。nTollen反應(yīng)（銀鏡反應(yīng)） 單糖 + Ag2O = 2Ag + 復(fù)雜氧化產(chǎn)物nFehling反應(yīng) 單糖 + 2Cu(OH)2 = Cu2O +復(fù)雜氧化產(chǎn)物n溴水可

20、氧化醛糖，不能氧化酮糖，所以可用于區(qū)別醛糖和酮糖。n醛糖與稀硝酸氧化可生成糖二酸。CHOCHOHCH2OHnCOOHCHOHCOOHnCOOHCHOHCH2OHnBr2HNO3過(guò)碘酸的氧化反應(yīng)，可用來(lái)推測(cè)糖的結(jié)構(gòu)+ IO4-CHO-CHO+ IO4-CHO + -COOH+ IO4-CHO + HCOOH + -CHO+ IO4-CHO + NH3 + -CHO+ IO4-CHO + CO2 + H2OCOCO+ IO4-COOH + -COOHCHOHCHOHCHOHCHOHCHOHCHOHCOOHCHOHCHNH2CHOHC=O過(guò)碘酸反應(yīng)特點(diǎn)n可氧化鄰二醇、 -氨基醇、 -羥基醛（酮）、

21、-羥基酸、鄰二酮、酮酸和某些活潑的次甲基。n鏈狀鄰二醇的氧化反應(yīng)是定量完成。n在中性和弱酸性條件下水溶液中進(jìn)行，順式鄰二醇氧化的速度比反式快。在弱堿性條件下，二者的速度相差不大。n游離單糖與過(guò)碘酸的反應(yīng)及消耗的過(guò)碘酸數(shù)目用Fischer投影式計(jì)算；n成苷糖的反應(yīng)用Haworth式計(jì)算。CHOCH2OHORn在異邊并無(wú)扭曲余地的鄰二醇不發(fā)生反應(yīng)。OOOHOHOHOOHOHOOH1,6 -D-呋喃半乳糖酐 1,6-D-呋喃葡萄糖酐糖與過(guò)碘酸反應(yīng)的應(yīng)用n推測(cè)分子中有多少鄰二醇結(jié)構(gòu)。n通過(guò)測(cè)定過(guò)碘酸的消耗量可推測(cè)糖的種類和環(huán)的大小。OOHOHOHOHOHOOHOROROHHO鄰三羥基，有甲酸生成 鄰二

22、羥基，無(wú)甲酸生成n推測(cè)糖與糖的連接位置。OOHOHOROHOROOROHOHOHOROOHOROHOHOR反應(yīng)機(jī)理HIO4pH7+2OHH3IO6OHOIOOH2OOHCHCHOHOH+ I2IO5CHCHOOIOHOOCHCHOO+ HIO3 + H2O二.糠醛的形成n單糖在濃酸加熱作用下，脫去3分子水，生成具有呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的糠醛衍生物。n多糖和苷類化合物在酸的作用下首先水解成單糖，然后再脫水成糠醛。n糠醛衍生物與芳胺、酚類化合物縮合生成有色化合物，可作為顯色反應(yīng)。HCHOOHHHOOHHOHHCH2OHH2SO4OCHOHOH2Cn常用的酸：硫酸、磷酸、三氯乙酸、鄰苯二甲酸、草酸等n常用的酚

23、：苯酚、間苯二酚、-萘酚、-萘酚等n常用的胺：苯胺、二苯胺、氨基酚、聯(lián)苯胺等。Molisch反應(yīng)OCHOHOH2C+OHOCHHOH2COHOHOCHOH2COOHCHOCHOHCHOHCHOHCHOHCH2OHH2OO三.羥基的反應(yīng)糖及苷羥基的反應(yīng)包括：n醚化反應(yīng)n酰化反應(yīng)n縮醛和縮酮化反應(yīng)n硼酸的絡(luò)合反應(yīng)羥基的活潑順序：n成苷羥基伯醇羥基C2-羥基n環(huán)狀結(jié)構(gòu)中橫鍵羥基比豎鍵羥基活潑n常用的糖及苷的醚化反應(yīng)有：甲醚化、三甲硅醚化、三苯甲醚化等。n常用于多糖的結(jié)構(gòu)鑒定1.醚化反應(yīng)ROHROCH32.?；磻?yīng)n常用的?；磻?yīng)是乙?；蛯?duì)甲苯磺?；?。n對(duì)甲苯磺酰化主要發(fā)生在伯醇上。n通常C3-OH

24、最難?；痭用于結(jié)構(gòu)鑒定ROHROCCH3On糖上羥基的活性：伯醇羥基最強(qiáng)，如葡萄糖的C6位-OH，其次是C2-OH，C3-OH最難乙?；?。n乙?；噭捍佐?。催化劑：醋酸鈉、吡啶、氯化鋅。n糖的乙?；磻?yīng)無(wú)選擇性。n反應(yīng)條件不同可得不同的端基異構(gòu)，用醋酐-氯化鋅反應(yīng)葡萄糖得-乙?；?，用醋酐-醋酸鈉得到的主產(chǎn)物是-乙?；?。乙?；痭酮和醛在脫水劑如無(wú)機(jī)酸、無(wú)水ZnCl2、無(wú)水CuSO4等存在下，與多元醇的兩個(gè)具有適當(dāng)空間位置的羥基形成環(huán)狀縮酮和縮醛。n酮類易與順鄰二醇羥基生成五元環(huán)狀物。n醛類易與1,3-二醇羥基生成六元環(huán)狀物。3.縮醛和縮酮化反應(yīng)n丙酮與鄰二醇羥基生成的五元環(huán)狀縮酮稱為異丙叉

25、衍生物，亦稱丙酮加成物。n縮醛和縮酮衍生物與苷一樣對(duì)堿穩(wěn)定，酸不穩(wěn)定。n利用此反應(yīng)可判斷羥基數(shù)目，保護(hù)糖分子中的羥基。n也可推測(cè)結(jié)構(gòu)中有無(wú)順鄰二醇羥基或1,3-二醇羥基。OOHHOOHOHOH+ CH3COCH3H2SO4OOOOHOO D-吡喃半乳糖 1,2;3,4-二-O-異丙叉基 D-吡喃半乳糖 OOHOHOHHOHOOCHOHCH2OHHOOHOHOCHOCH2OHOOO丙酮D-葡萄糖 1,2;5,6-二-O-異丙叉 -D-吡喃葡萄糖n苯甲醛與糖生成的六元環(huán)狀縮醛稱為苯甲叉衍生物。n苯甲醛與吡喃糖生成的苯甲叉衍生物有順式和反式兩種。OOOHC6H5OCH3OOOOC6H5HOCH3OO

26、HC6H5OCH3反式-4,6-O-苯甲叉- D-吡喃葡萄糖甲苷順式-4,6-O-苯甲叉- -D-吡喃半乳糖甲苷 （O-內(nèi)位）順式-4,6-O-苯甲叉- -D-吡喃半乳糖甲苷 （H-內(nèi)位）4.硼酸的絡(luò)合反應(yīng)n許多具有鄰二羥基的化合物可與硼酸、鉬酸、銅氨、堿土金屬等試劑反應(yīng)生成絡(luò)合物。n生成的絡(luò)合物的理化性質(zhì)發(fā)生了改變，可用作糖、苷化合物的分離、鑒定以及構(gòu)型的確定。C OHC OH+ H3BO3+H2OC OC OBOHOHH-H2OC OC OB OHC OHC OHC OC OBOOCCHn六元1,3二豎鍵羥基配合物的穩(wěn)定性大于順鄰二羥基n反式鄰二羥基不能形成配合物，因ee鍵無(wú)法得到硼酸絡(luò)合

27、對(duì)空間的要求。n絡(luò)合能力：呋喃糖苷單糖吡喃糖苷OOHOHHOOOBOHHOOOOHHOOBOHHOOHOOHOHHOOHHO反應(yīng)的應(yīng)用n絡(luò)合后化合物的酸性增強(qiáng)，可進(jìn)行含量測(cè)定。n由于不同的糖的絡(luò)合能力不同，通過(guò)離子交換、硅膠、電泳等色譜方法進(jìn)行分離、鑒定。5.羰基的反應(yīng)n還原性糖可與苯肼反應(yīng)，生成糖脎。n可用于糖的鑒定、純化和分離。n2-去氧糖不發(fā)生反應(yīng)。CHOHOHRPhNHNH2CH=NNHPhHOHRPhNHNH2PhNHNH2CH=NNHPhORCH=NNHPhNNHPhR還原性糖 糖腙（溶水） 糖脎（不溶水）n苷鍵的裂解對(duì)于了解苷元與糖及糖與糖的的連接方式、苷鍵的構(gòu)型等有重要作用。n

28、苷鍵的裂解按裂解程度： 全裂解、部分裂解n按不同的方法： 均相水解、雙相水解第四節(jié) 苷鍵的斷裂n按裂解的方法： 酸催化水解 堿催化水解 乙酰解 酶催化水解 氧化裂解法（過(guò)碘酸裂解）一.酸催化水解n苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu)，易被稀酸催化水解。n其歷程為：苷鍵原子質(zhì)子化，然后鍵斷裂生成苷元及糖的正碳離子，正碳離子在水中經(jīng)溶劑化，最后再失去質(zhì)子而形成糖分子。OOROORH+ROHROH-+OHOHHOgrf HHOHOHOH+OHOHOHOHOH2,OH-+-+HHHHn與苷鍵原子電子密度及其空間環(huán)境有關(guān)n苷元結(jié)構(gòu)有利于苷鍵原子質(zhì)子化，易于水解n與糖的類別及結(jié)構(gòu)特征也有關(guān)系苷鍵的酸催化水解影響因素有苷鍵的酸

29、催化水解影響因素有n按苷鍵原子的不同：N-苷O-苷S-苷C-苷n氮原子在酰胺或嘧啶環(huán)上的苷難水解。n酚苷和烯醇苷比醇苷易水解，因其易質(zhì)子化。n2位的氨基和羥基可與苷原子爭(zhēng)奪質(zhì)子所以影響水解，若乙?；瘎t水解容易進(jìn)行。去氧糖羥基糖氨基糖酸催化水解的難易規(guī)律酸催化水解的難易規(guī)律n呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解（水解速率大50100倍，五元環(huán)平面性使各取代基處于重疊位置，形成水解中間體使張力變小，利于水解）n酮糖醛糖（酮糖多為呋喃糖結(jié)構(gòu)，而且多一個(gè)羥甲基增加了擁擠程度）n吡喃環(huán)C-5上取代基越大越難水解。在吡喃醛糖苷中：五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖糖醛酸。n苷元基團(tuán)小時(shí)，苷鍵在橫鍵比豎鍵易水解；苷元基團(tuán)大時(shí)

30、，苷鍵在豎鍵比橫鍵易水解。n酸水解后得到的是游離糖，所以無(wú)法確定其糖環(huán)的結(jié)構(gòu)。n對(duì)酸不穩(wěn)定的苷，可采用雙相水解法n雙相水解法： 在水解液中加入與水不互溶的有機(jī)溶劑如苯，水解后的苷元立即進(jìn)入有機(jī)相避免與酸的長(zhǎng)時(shí)間接觸CHOCH2OHHOOHCHOHOOHOH10%H2SO4HCl仙客來(lái)皂苷二.乙酰解反應(yīng)n試劑：醋酐和酸（硫酸、高氯酸、三氟乙酸和氯化鋅、三氟化硼等）。n機(jī)理與酸催化水解相似，進(jìn)攻試劑是乙酰正離子。n二糖苷鍵水解難易：1 61 41 31 2n乙酰解條件溫和，操作方便，得到的是脂溶性成分，便于分離提純。n乙酰解時(shí)會(huì)發(fā)生端基異構(gòu)化。OOAcOROAcOAcOAcOAcOAcOROAcO

31、AcOAcOOAcOAcOAcOAcOOAcOROAcOAcOAc+Ac-AcH+AcOAc三.堿催化水解和-消除反應(yīng)n通常苷鍵不易被堿水解，但苷元為酸、酚、有羰基共軛的烯醇類，或成苷羥基的-位有吸電子取代基者，苷鍵具有酯的性質(zhì)，可以在堿的條件下水解。4羥基香豆素苷 水楊苷OOOOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOH2CnC1-OH與C2-OH為反式易發(fā)生水解，生成1,6-葡萄糖酐；若為順式得到的是正常的糖。n可區(qū)別糖苷的構(gòu)型。1,6-葡萄糖酐OOHOC6H5OHOHOHOOHOC6H5OOHOHOOHOHOOOHOOHOHOHOHOH-H2O-H2OO-消除反應(yīng)n由于苷鍵的-位吸電子基團(tuán)

32、能使苷元的-位氫活化，有利于OH-的進(jìn)攻，故苷鍵的-位有吸電子取代的苷在堿溶液中可與苷鍵發(fā)生消除反應(yīng)而開(kāi)裂苷鍵。OglcCHOOHCHO藏紅花苦苷 藏紅花醛四.酶催化水解反應(yīng)n酶促反應(yīng)特點(diǎn)專屬性高、反應(yīng)溫和。n用酶水解苷鍵： 可以得知苷鍵的構(gòu)型； 可以保持苷元結(jié)構(gòu)不變； 可保留部分苷鍵到次級(jí)苷或低聚糖，從而可獲知苷元和糖，糖和糖之間的連接方式。n常用的酶及水解糖苷鍵類型： 轉(zhuǎn)化糖酶，-果糖苷鍵 麥芽糖酶，-葡萄糖苷鍵 苦杏仁苷酶，-葡萄糖苷鍵n多數(shù)酶為基團(tuán)特異性酶，少數(shù)酶的立體選擇性很高。 五.過(guò)碘酸裂解反應(yīng)n亦稱Smith降解法。n反應(yīng)條件溫和、苷元不易破壞。n可以推測(cè)糖的種類、糖與糖的連接

33、方式以及環(huán)的大小。n適用于苷元結(jié)構(gòu)容易改變的苷及碳苷。不適合于苷元上有鄰二醇的結(jié)構(gòu)。n反應(yīng)試劑：NaIO4和NaBH4。n反應(yīng)式：OROOHOHOHOHOHCOORCHOOHIO4BH4HOHOHCHOCH2OHOH+ ROHHOH2COORCH2OHOHOHOHHOOHHOOOOHOglc6glcglc2glc人參皂苷Rb120(S)原人參二醇20(S) 人參二醇20(R) 人參二醇n碳苷用Smith裂解得到一個(gè)連有醛基的苷元。ROOHOHOHOHOHCORCHOOHIO4BH4HOHOHCHOHCH2OHOH+HOH2CORCH2OHOHRIO4RCHO + HCOOH第五節(jié) 糖的核磁共振

34、性質(zhì)n用于確定糖及苷的苷鍵構(gòu)型、糖環(huán)大小、優(yōu)勢(shì)構(gòu)象、糖的種類、糖與糖的連接位置、糖與糖的連接順序一.糖的1H-NMR性質(zhì)n糖在1H-NMR中的信號(hào)分布很窄，歸屬較難。n糖端基質(zhì)子： 4.36.0 甲基五碳糖的甲基1.0左右 其它質(zhì)子 3.24.2n根據(jù)端基質(zhì)子信號(hào)的個(gè)數(shù)和化學(xué)位移值可推測(cè)連糖的個(gè)數(shù)、糖的種類及連接位置。n質(zhì)子的鄰位偶合常數(shù)與兩面角有關(guān) 當(dāng)兩面角為 0 90時(shí)，偶合常數(shù)變小 當(dāng)兩面角為90時(shí)，偶合常數(shù)為零 當(dāng)兩面角為90180時(shí)，偶合常數(shù)變大n吡喃環(huán)中相鄰的兩質(zhì)子均為豎鍵時(shí)，兩面角為180， 偶合常數(shù)為68Hz；當(dāng)一個(gè)豎鍵，一個(gè)橫鍵時(shí)兩面角為60，偶合常數(shù)為24Hz。n葡萄糖、半

35、乳糖：構(gòu)型：J1,2約8Hz 構(gòu)型：J1,2約2Hzn甘露糖、鼠李糖：構(gòu)型：J1,2約1.6H 構(gòu)型：J1,2約0.8Hzn呋喃糖的和構(gòu)型相差不多OHOHHOR-甙OH（a,a)J1,2=69HzOHO HHO R-甙O H(a,e)J1,24H zORHOC3HOH180HOROC3HOH60OHHO RH O-甙O H(e,a)J1,24HzOHHO RH O-甙O H(e ,e )J1,2100 酯苷、叔醇苷和個(gè)別酚苷端基碳 98 -D-苷鍵和-L-苷鍵的端基碳 80 判斷氧環(huán)的大小端基端基C20406080100CH3OCH3CH2OHCHOH吡喃型糖端基碳?xì)渑己铣?shù)可用于確定苷鍵構(gòu)型

36、n端基端基質(zhì)子質(zhì)子，處于，處于橫鍵橫鍵，JC1-H1=170175； 處于處于豎鍵豎鍵，JC1-H1=160165n 即即JC1-H1=170175時(shí)，時(shí)，-D或或-L構(gòu)型構(gòu)型 JC1-H1=160165時(shí)，時(shí)， -D或或-L構(gòu)型構(gòu)型 （二）苷化位移（二）苷化位移（GS）n定義：糖與苷元成苷后，苷元的-C、-C、糖的端基C均發(fā)生了化學(xué)位移值改變，這種改變稱之為苷化位移。nGS值與苷元結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，與糖種類關(guān)系不大。nGS值的應(yīng)用:推測(cè)糖與苷元、糖與糖連接位置； 某些苷元被苷化碳的絕對(duì)構(gòu)型；碳?xì)湫盘?hào)歸屬。伯醇苷n糖與伯醇成苷后，苷與苷元相比，糖與伯醇成苷后，苷與苷元相比，-C向向低低場(chǎng)位移約場(chǎng)位

37、移約8（ 增大），增大），-C向向高高場(chǎng)位移約場(chǎng)位移約4 （減小）。減?。?。n苷與該糖的甲苷相比，端基碳向苷與該糖的甲苷相比，端基碳向高高場(chǎng)位移場(chǎng)位移約約12單位單位（減?。p?。?OOCH2CH2CH3104.472.123.7(105.5)(64.8) (27.0)伯醇苷環(huán)仲苷n兩個(gè)-碳均為仲碳的苷 苷與苷元相比-碳向低場(chǎng)移約7個(gè)單位 糖與其甲苷相比，糖的端基碳向高場(chǎng)移約14個(gè)單位 糖的端基碳為R型，-C pro-S 降4 pro-R 降2 糖的端基碳為S型，-C pro-R 降4 pro-S 降2OOOOR 102.2 78.2 pro-S（105.5）（70.8）32.8 (36.

38、7)pro-S 34.5 (36.7)Spro-R 32.5 (36.7)pro-S 34.5 (36.7)叔醇苷n-碳向低場(chǎng)移約7個(gè)化學(xué)位移單位 -碳向高場(chǎng)移約3個(gè)化學(xué)位移單位 糖的端基碳向高場(chǎng)位移約7個(gè)單位第六節(jié) 糖鏈結(jié)構(gòu)的測(cè)定n苷類結(jié)構(gòu)研究的一般程序n糖鏈的結(jié)構(gòu)研究n糖和糖連接順序及苷元結(jié)構(gòu)的確定n苷鍵構(gòu)型的測(cè)定n純度的鑒定：超離心法、高壓電泳、凝膠色譜柱法、旋光測(cè)定法、官能團(tuán)摩爾比恒定法、HPLC等n分子量的測(cè)定：MS，沉降法、光散射法、粘度法、超過(guò)濾法、超離心法、滲透壓法等用于多糖的分子量測(cè)定。n單糖的鑒定：PC、TLC、GC、HPLC一.苷類結(jié)構(gòu)研究的一般程序二.糖鏈的結(jié)構(gòu)研究1、確定組成聚糖的單糖種類和分子比例、確定組成聚糖的單糖種類和分子比例n聚糖稀酸水解，PPC法確定糖的種類n確定各種糖的分子比： 分配柱色譜法分離，顯色后進(jìn)行定量； 薄層掃描測(cè)定糖