第四章 糖類.

1、第四章第四章 天然產(chǎn)物化學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué) 1本章基本內(nèi)容 一、概述一、概述 二、結(jié)構(gòu)類型二、結(jié)構(gòu)類型 三、糖苷分類三、糖苷分類 四、糖和苷的物理性質(zhì)四、糖和苷的物理性質(zhì) 五、糖的化學(xué)性質(zhì)五、糖的化學(xué)性質(zhì) 六、苷鍵的裂解六、苷鍵的裂解 七、糖的提取分離七、糖的提取分離 八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定 2一、概述糖類糖類又稱碳水化合物（carbohydrates），是植物光合作用的初生產(chǎn)物，是一類豐富的天然產(chǎn)物，如：蔗糖、糧食(淀粉)、棉布的棉纖維等。糖類、核酸糖類、核酸、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)脂質(zhì)生命活動所必需的四大類化合物?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)：多羥基內(nèi)半縮醛(酮)及其縮聚物。根據(jù)其分

2、子水解反應(yīng)的情況，可以分為單糖、低聚單糖、低聚糖和多糖糖和多糖。 3一、概述單糖單糖：不能水解的最簡單的多羥基內(nèi)半縮醛(酮)。 如葡萄糖葡萄糖等。低聚糖低聚糖：水解后生成 2 9 個單糖分子的糖。 如：蔗糖蔗糖（D-葡萄糖-D果糖） 麥芽糖麥芽糖（葡萄糖14葡萄糖）多糖多糖：水解后能生成多個單分子的，稱為多糖。 如：淀粉、纖維素淀粉、纖維素等4二、結(jié)構(gòu)類型糖的表示式糖的表示式 單糖是多羥基醛或酮單糖是多羥基醛或酮。從三碳糖至八碳糖天然界都有存在。以Fischer式表示如下： CH2OHCHOCHOCH3CHOCH2OHOCHOCH2OHD-木糖L-鼠李糖D-葡萄糖D-果糖五 碳 醛 糖甲 基

3、五碳醛糖六碳醛糖六碳酮糖5二、結(jié)構(gòu)類型 單糖在水溶液中形成半縮醛環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即成呋喃糖和吡喃糖。具有六元環(huán)結(jié)構(gòu)的糖吡喃糖（pyranose）具有五元環(huán)結(jié)構(gòu)的糖呋喃糖（furanose） 糖處游離狀態(tài)時用Fischer式表示 苷化后成環(huán)用Haworth式表示 CHOCH2OHOD-葡萄糖6二、結(jié)構(gòu)類型FischerFischer與與HaworthHaworth的轉(zhuǎn)換及其相對構(gòu)型的轉(zhuǎn)換及其相對構(gòu)型CHOCH2OHOOCH2OHHOHOCH2OHOHHOD-葡萄糖異側(cè)同側(cè)異側(cè)同側(cè)7二、結(jié)構(gòu)類型Fischer式式：（C1與C5的相對構(gòu)型）C1-OH與原C5（六碳糖）或C4（五碳糖）-OH，順式為，反式為

4、。Haworth式：式：C1-OH與C5（或C4）上取代基之間的關(guān)系：同側(cè)為，異側(cè)為。 8二、結(jié)構(gòu)類型糖的絕對構(gòu)型（糖的絕對構(gòu)型（D D、L L） 以-OH甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，將單糖分子的編號最大的不對稱碳原子的構(gòu)型與甘油醛作比較而命名分子構(gòu)型的方法。 CCH2OHOHHCHOCCH2OHHOHCHO-OH甘油醛D 型L 型9二、結(jié)構(gòu)類型 Fischer式中最后第二個碳原子上-OH向右的為D型，向左的為L型。Haworth式中C5向上為D型，向下為L型。 OCCH2OHOHHCHOCHOCH2OHCHOCH3CH3O-OH甘油醛D 型D-葡萄糖L-鼠李糖-D-葡萄糖-L-鼠李糖10二、結(jié)構(gòu)類型戊醛糖

5、和已酮糖的絕對構(gòu)型判斷：吡喃型Haworth式，由于原構(gòu)型標(biāo)準(zhǔn)（C4-OH和C5-OH）不參與成環(huán)，故可直接根據(jù)它們的位置判斷構(gòu)型。11二、結(jié)構(gòu)類型即：戊醛糖的C4或已酮糖的C5-OH處于環(huán)上者為L構(gòu)型；環(huán)下者為D構(gòu)型。 習(xí)慣上將習(xí)慣上將D型糖中型糖中C1-OH處環(huán)上者為處環(huán)上者為 體，環(huán)下體，環(huán)下者為者為 體。在體。在L型糖中相反。型糖中相反。OCH2OHCHOCH2OHOCH2OHORRD-木糖（D-xylose）D-果糖（D-fructose）4512二、結(jié)構(gòu)類型已醛糖由Fischer轉(zhuǎn)成呋喃型的Haworth，由于C5-C6部分成為環(huán)外側(cè)鏈，判斷構(gòu)型時仍以C5為標(biāo)準(zhǔn)，C5-R者為D型糖

6、；C5-S者為L型糖。 同樣，將同樣，將D型糖中型糖中C1-OH處環(huán)上者為處環(huán)上者為 體，環(huán)下體，環(huán)下者為者為 體。在體。在L型糖中相反。型糖中相反。OOHOHOHRD-呋喃半乳糖呋喃半乳糖13二、結(jié)構(gòu)類型環(huán)的構(gòu)象環(huán)的構(gòu)象 OOO1234(2)(3)(4)(5)OOC1式1C式123451234514二、結(jié)構(gòu)類型 Angyal用總自由能來分析構(gòu)象式的穩(wěn)定性，比較二種構(gòu)象式的總自由能差值，能量低的是優(yōu)勢構(gòu)象。如：葡萄糖的二種構(gòu)象式的比較： OOO-D-葡萄糖C1式1C式15三、糖苷分類 糖勻體糖勻體均由糖組成的物質(zhì)。如單糖、低聚糖、多糖等。1常見單糖 OCHOCH2OHCHOCH3CH3OCHO

7、CH2OHOD-葡萄糖D-葡萄糖L-鼠李糖L-鼠李糖D-半乳 糖16三、糖苷分類CHOCH2OHOCHOCH2OHOOOCHOCH2OHOR1R2OR1R2-OH-OHD-甘露糖D-木糖D-果糖當(dāng)構(gòu)成二糖 或多糖時呋喃當(dāng)游離存 在 時吡喃17三、糖苷分類2氨基糖氨基糖 是指單糖的伯或仲醇基置換成氨基的糖類。 OOHONH2OHNH32-氨 基-2-去 氧-D-glucose18三、糖苷分類3糖醇糖醇 單糖的醛或酮基醛或酮基還原成羥基羥基后所得的多元醇。4去氧糖去氧糖 單糖分子的一個或二個羥基為氫原子代替的糖。 CH2OHCH2OHCH2397CHOCH3D-山梨醇D-毛地黃毒糖（ 2,6-二去

8、氧糖）19三、糖苷分類5糖醛酸糖醛酸單糖分子中伯醇基氧化成羧基伯醇基氧化成羧基的化合物。 OOCOOHC5-OH氧化成酸D-葡萄糖醛酸-20三、糖苷分類糖雜體糖雜體 糖與非糖組成的化合物糖與非糖組成的化合物苷苷苷的分類： 1按苷原子不同分類按苷原子不同分類氧苷 如：紅景天苷 OOOH紅 景 天 苷21三、糖苷分類氮苷：如腺苷 。硫苷：如蘿卜苷。碳苷：如牡荊素。 OSN-OSO3SOOglcOHOHOOH牡荊素-蘿卜 苷ONNNNNH2腺苷22三、糖苷分類2按苷元不同分類按苷元不同分類如：黃酮苷、蒽醌、香豆素、強心苷、皂苷等3按苷鍵不同分類按苷鍵不同分類醇苷：是通過醇羥基與糖端基羥基脫水而成的苷

9、。如紅景天苷。酚苷：是通過酚羥基而成的苷。如天麻苷。酯苷：苷元以-COOH和糖的端基碳相連接的是酯苷。如山慈菇苷A。氰苷：是指一類羥腈的苷。如野櫻苷。 23三、糖苷分類CH2OHOglcOOCH2OHOOOROCHCN野櫻苷苦杏仁苷天麻苷山慈菇苷AR=HR=-D-glc24三、糖苷分類4按端基碳構(gòu)型分按端基碳構(gòu)型分 苷，多為L型； 苷，多為D型。 5按連接單糖個數(shù)分按連接單糖個數(shù)分 1個糖單糖苷 2個糖雙糖苷 3個糖叁糖苷 25三、糖苷分類6按糖鏈個數(shù)分按糖鏈個數(shù)分 1個位置成苷單糖鏈 2個位置成苷雙糖鏈7按生物體內(nèi)存在分按生物體內(nèi)存在分 原級苷在植物體內(nèi)原存在的苷； 次級苷原級苷水解掉一個糖

10、或結(jié)構(gòu)發(fā)生 改變。26四、糖和苷的物理性質(zhì) 溶解性溶解性 糖糖小分子極性大，水溶性好小分子極性大，水溶性好 聚合度增高聚合度增高 水溶性下降。水溶性下降。多糖難溶于冷水，或溶于熱水成膠體溶液。 單糖極性單糖極性 雙糖極性雙糖極性 （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）苷苷親水性親水性（與連接糖的數(shù)目、位置有關(guān)）苷元苷元親脂性親脂性 27四、糖和苷的物理性質(zhì) 味覺味覺 單糖低聚糖甜味。 多糖無甜味 （隨著糖的聚合度增高，則甜味減小） 苷類苦、甜等 （人參皂苷）（甜菊苷） 28四、糖和苷的物理性質(zhì) 旋光性及其在構(gòu)型測定中的應(yīng)用旋光性及其在構(gòu)型測定中的應(yīng)用 具有多個不對稱碳原子用于

11、苷鍵構(gòu)型的測定（即、苷鍵）。 多數(shù)苷類呈左旋。 利用旋光性旋光性 測定苷鍵構(gòu)型測定苷鍵構(gòu)型KlyneKlyne法法： 將苷和苷元的分子旋光差與組成該苷的糖的一對甲苷的分子旋光度進行比較，數(shù)值上相接近的一個便是與之有相同苷鍵的一個。 29五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 氧化反應(yīng)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： CH2OHCHOBr2 / H2OCH2OHCOOH稀 HNO3COOHCOOH30五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)糖分子化學(xué)反應(yīng)的活潑性：糖分子化學(xué)反應(yīng)的活潑性： 端基碳原子端基碳原子 伯碳伯碳 仲碳仲碳 （即C1-OH、C6

12、-OH、C2 C3 C4-OH）以過碘酸反應(yīng)為例來了解糖的氧化反應(yīng)的應(yīng)用過碘酸反應(yīng)過碘酸反應(yīng)主要作用于： 鄰二醇、-氨基醇、-羥基醛（酮）、鄰二酮和某些活性次甲基等結(jié)構(gòu)。 31五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)鄰羥基：RCCRHHOH OHIO4R-CHOR-CHO-+CCCHHOH OHHOHIO4R-CHOR-CHOHCOOH-2+32五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)-羥基酮：-氨基醇：鄰二酮：RCCRHOH OIO4R-CHOR-COOH-+CCHHNH2OHIO4R-CHOR-CHONH3-+CCOORRIO4R-COOHR-COOH+33五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)反應(yīng)特點：

13、反應(yīng)特點：反應(yīng)定量進行（試劑與反應(yīng)物基本是1:1）；在水溶液中進行或有水溶液（否則不反應(yīng)）；反應(yīng)速度：順式 反式 （因順式易形成環(huán)式中間體）；游離單糖產(chǎn)物及消耗過碘酸用Fischer式計算; 成苷時糖產(chǎn)物及消耗過碘酸用Haworth式計算;在異邊而無扭轉(zhuǎn)余地的鄰二醇不起反應(yīng)。34五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)FischerFischer式和式和HaworthHaworth式式消耗過碘酸的計算： CHOCH2OHOIO4OCHOOHCOHOHOHCIO4D-葡萄糖需消耗5分子過碘酸3-+2 HCOOH醚鍵開襲+HCOOH2-HCHO+2 HCOOH35五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)在異邊

14、無扭轉(zhuǎn)余地的鄰二醇： OOHOHOOHOOHOHOOH611,6 -D-葡 萄 呋 喃 糖 酐1,6 -D-半乳呋喃糖酐36五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)用途：用途：推測糖中鄰二推測糖中鄰二-OH多少；多少； （試劑與反應(yīng)物基本是（試劑與反應(yīng)物基本是1:1）；）；同一分子式的糖，推測是吡喃糖還是呋喃糖；同一分子式的糖，推測是吡喃糖還是呋喃糖； OOHOHOHOROOHCH2OHORHIO4HIO4具鄰三 -OH可產(chǎn)生甲酸無甲酸產(chǎn)生37五、糖的化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)推測低聚糖和多聚糖的聚合度；推測1,3連接還是1,4連接（糖與糖連接的位置）OOROROOROR-D-葡萄糖38五、糖的化學(xué)

15、性質(zhì) 糠醛形成反應(yīng)糠醛形成反應(yīng)糠醛形成反應(yīng)糠醛形成反應(yīng)（Molish反應(yīng)） 單糖濃 酸（410N）加熱-3H2O呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)礦酸（10%HCl）單糖脫水多糖RCHO糠 醛5-羥甲糠醛R= HR= CH2OH39五、糖的化學(xué)性質(zhì) 糠醛形成反應(yīng)糠醛形成反應(yīng)Molish反應(yīng)： 樣品樣品 + + 濃濃H H2 2SOSO4 4 + - + -萘酚萘酚 棕色環(huán)棕色環(huán)多糖、低聚糖、單糖、苷類Molish反應(yīng)= ？ 糠 醛 衍 生 物 +芳胺或酚類（ 苯 酚、萘酚、苯胺、蒽 酮 等 ）縮合顯 色40五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)糖的-OH反應(yīng)醚化、酯化和縮醛（酮）化。反應(yīng)活性： 最高的半縮

16、醛羥基（C1-OH） 其次是伯醇基（C6-OH） 仲醇次之。（伯醇因其處于末端的空間，對反應(yīng)有利，因此活性高于仲醇。） 41五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)1醚化反應(yīng)（甲基化）醚化反應(yīng)（甲基化）Haworth法（不常用）含糖樣品 + Me2SO4 + 30%NaOH 醇-OH全甲基化全甲基化 （需反復(fù)68次）判斷反應(yīng)是否完全的方法： 甲基化物可用紅外光譜測試，直到無甲基化物可用紅外光譜測試，直到無-OH-OH吸吸收峰為止收峰為止。制備成甲苷 用限量試劑，即克分子比11時，可得甲苷。42五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)Purdie法 樣品樣品 + MeI + Ag+ MeI + Ag2 2O

17、 O 全甲基化（醇全甲基化（醇-OH-OH） 只能用于苷，不宜用于還原糖（即有C1-OH的糖）。因Ag2O有氧化作用，可使C1-OH氧化。Hakomori法（箱守法） 樣品樣品 + DMSO + NaH + MeI + DMSO + NaH + MeI 全甲基化全甲基化 （一次即可） 該反應(yīng)是在非水溶劑中，即二甲基亞砜（DMSO）溶液中進行反應(yīng)。43五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)重氮甲烷法（CH2N2） 樣品 + CH2N2 / Et2O + MeOH 部分甲基化部分甲基化 （-COOH、-CHO等） 2?；磻?yīng)（酯化反應(yīng)）?；磻?yīng)（酯化反應(yīng)） 羥基活性與甲基化反應(yīng)相同，即 （C1-OH、

18、C6-OH、C3最難）（由于C2位取代后，引起的空間障礙，使得C3最難被?；?。） 利用酰化可判斷糖上-OH數(shù)目、保護-OH等。 44五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)3縮酮和縮醛化反應(yīng)縮酮和縮醛化反應(yīng) 酮或醛在脫水劑如礦酸、無水ZnCl2、無水CuSO4等存在下可與多元醇的二個有適當(dāng)空間位置的羥基易形成環(huán)狀縮酮（ketal）和縮醛（acetal）。 酮酮類易與順鄰順鄰-OH生成 五元環(huán)五元環(huán)狀物 醛醛類易與1,3-雙雙-OH生成 六元環(huán)六元環(huán)狀物 45五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng) 糖 + 丙酮 五元環(huán)縮酮 (異丙叉衍生物) 糖 + 丙酮 六元環(huán)縮酮 (雙異丙叉衍生物) 例：當(dāng)糖具有順鄰有

19、順鄰-OH時，其生成五元環(huán)狀物（異丙叉衍生物）： OOMeMeOOOOO+H2SO4- H2O -D-半 乳 糖1,2;3,4-二-O-異 丙 叉- -D-半 乳 吡 喃 糖46五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng) 當(dāng)糖結(jié)構(gòu)中無順鄰無順鄰-OH時，則易轉(zhuǎn)變?yōu)檫秽墙Y(jié)構(gòu)，再生成五元環(huán)狀物（異丙叉衍生物） 。 OOOOOD-葡萄糖轉(zhuǎn) 變 成 呋呋喃糖硫酸丙 酮1,2;5,6-二 -O-喃 糖 結(jié) 構(gòu)異 丙 叉-D-葡 萄 糖47五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羥基反應(yīng)羥基反應(yīng)糖 + 苯甲醛 六元環(huán)狀縮醛 （苯甲叉衍生物）例如：葡萄糖甲苷 + 苯甲醛 (具1,3-OH結(jié)構(gòu))以上方法主要目的是保護-OH。OOOHC6

20、H5OMe反式的 4,6-O-苯 甲 叉 - -D-葡萄吡喃 糖 甲 苷48例如例如：制備3-O-甲基葡萄糖的反應(yīng) OOOHOOH(CH3)2SO4NaOHOOOOHMeOOMeO1,2;5,6-二 -O-異 丙 叉 -D-葡 萄 糖3-O-甲 基 葡 萄 糖縮 醛 對 酸 敏 感縮 醛 對 堿 穩(wěn) 定HClH2O49五、糖的化學(xué)性質(zhì) 羰基反應(yīng)羰基反應(yīng)羰基反應(yīng)羰基反應(yīng)還原糖 + 苯肼 糖腙 （多為水溶性的）還原糖 + 3分子苯肼 糖脎 （較難溶于水） 2-去氧糖不能成脎（因C2上無-OH）。應(yīng)用應(yīng)用糖的鑒定、分離和純化。 CHOHRCHOPhNHNH2CHOHRCH=NHNH2PhPhNHNH

21、2CRCH=NHNH2PhOPhNHNH2NNHNNHROHHPhPh糖脎糖腙糖C250五、糖的化學(xué)性質(zhì) 硼酸絡(luò)合反應(yīng)硼酸絡(luò)合反應(yīng)硼酸絡(luò)合反應(yīng)硼酸絡(luò)合反應(yīng) 糖的鄰二-OH可與許多試劑生成絡(luò)合物，借生成絡(luò)合物的某些物理常數(shù)的改變，可以有助于糖的分離、鑒定和構(gòu)型推定。重要的如：硼酸絡(luò)合物、鉬酸絡(luò)合物、銅氨離子絡(luò)合物等。 糖 + 硼酸 絡(luò)合物 （酸性增加、可離子化）（H3BO3是接受電子對的Lewis酸）51五、糖的化學(xué)性質(zhì) 硼酸絡(luò)合反應(yīng)硼酸絡(luò)合反應(yīng)硼酸絡(luò)合反應(yīng)的應(yīng)用：絡(luò)合后，中性可變?yōu)樗嵝?，因此可進行酸堿中和滴定；可進行離子交換法分離；可進行電泳鑒定；在混有硼砂緩沖液的硅膠薄層上層析。 52六、苷

22、鍵的裂解 研究苷類的化學(xué)結(jié)構(gòu)，必須了解苷元結(jié)構(gòu)、糖的組成、糖和糖的連接方式，以及苷元和糖的連接方式等。 為此必先使用某種方法使苷鍵切斷。 酸催化水解反應(yīng) 乙酰解反應(yīng) 堿催化水解和消除反應(yīng) 酶催化水解反應(yīng) 氧化開裂法（Smith降解法） 53六、苷鍵的裂解 酸催化水解反應(yīng)酸催化水解反應(yīng)酸催化水解反應(yīng)酸催化水解反應(yīng) 苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu)，易為稀酸催化水解。水解反應(yīng)是苷原子先質(zhì)子化，然后斷鍵生成陽碳離子或半椅型的中間體，在水中溶劑化而成糖。 OO ROO ROHOHOOH2OH,OH H+ H+- ROH+陽碳離子半 椅 式中間體+H2O+- H+54六、苷鍵的裂解 酸催化水解反應(yīng)酸催化水解反應(yīng)酸水解的

23、規(guī)律：酸水解的規(guī)律：苷原子不同，酸水解難易順序：N O S C （C-苷最難水解，從堿度比較也是上述順序）呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解。因五元呋喃環(huán)的頰性使各取代基處在重疊位置，形成水解中間體可使張力減小，故有利于水解。酮糖較醛糖易水解酮糖多為呋喃結(jié)構(gòu)，而且酮糖端基碳原子上有-CH2OH大基團取代，水解反應(yīng)可使張力減小。55六、苷鍵的裂解 酸催化水解反應(yīng)酸催化水解反應(yīng)吡喃糖苷中： 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 C5上有-COOH取代時，最難水解 （因誘導(dǎo)使苷原子電子密度降低）氨基取代的糖較-OH糖難水解，-OH糖又較去氧糖難水解。 2,3-二去氧糖

24、 2-去氧糖 3-去氧糖 羥基糖 2-氨基糖 56六、苷鍵的裂解 酸催化水解反應(yīng)酸催化水解反應(yīng)在構(gòu)象相同的糖中: a鍵(豎鍵)-OH多則易水解。芳香屬苷較脂肪屬苷易水解。 如：酚苷 萜苷、甾苷（因苷元部分有供電結(jié)構(gòu)，而脂肪屬苷元無供電結(jié)構(gòu)）苷元為小小基團苷鍵橫橫鍵比豎豎鍵易水解易水解( e a ) （橫鍵易質(zhì)子化） 苷元為大大基團苷鍵豎豎鍵比橫橫鍵易水解易水解( a e ) （苷的不穩(wěn)定性促使其易水解） 57六、苷鍵的裂解 乙酰解反應(yīng)乙酰解反應(yīng)乙酰解反應(yīng)乙酰解反應(yīng)1常用試劑：醋酐 + 酸 所用酸如：H2SO4、HClO4、CF3COOH或Lewis酸（ZnCl2、BF3）等。2反應(yīng)條件：一般是

25、在室溫放置數(shù)天。3反應(yīng)機理： 與酸催化水解相似，以CH3CO+(乙?；珹c）為進攻基團。 58六、苷鍵的裂解 乙酰解反應(yīng)乙酰解反應(yīng)乙酰解反應(yīng)易發(fā)生糖的端基異構(gòu)化。 OOAcOAcOAcOAcOAcOOAcOAcOAcOAcOAcOAcOAcOAcOAcOAcORHOOAcOAcOAcOAcOAcAcOOAcOAcCH2OAcAcOOAcH,OAcOAcOAcOAcOAc+_59六、苷鍵的裂解 乙酰解反應(yīng)乙酰解反應(yīng)4反應(yīng)速率： 苷鍵鄰位有電負性強的基團（如環(huán)氧基）可使反應(yīng)變慢。 -苷鍵的葡萄糖雙糖的反應(yīng)速率： （乙酰解易難程度） （16）（14）（13）（12） 60六、苷鍵的裂解 乙酰解反應(yīng)

26、乙酰解反應(yīng)5用途所得產(chǎn)物為單糖、低聚糖及苷元的酰化物，增加了反應(yīng)產(chǎn)物的脂溶性，有利于提取、精制和鑒定。乙酰解法可以開襲一部分苷鍵而保留另一部分苷鍵。 61六、苷鍵的裂解 堿催化水解堿催化水解堿催化水解和堿催化水解和消除反應(yīng)消除反應(yīng) 一般苷鍵對稀堿是穩(wěn)定的，但某些特殊的苷易為堿水解，如： 酯苷 酚苷 烯醇苷 -吸電子基取代的苷62六、苷鍵的裂解 堿催化水解堿催化水解C1-OH與C2-OH： 反式易水解，其產(chǎn)物為1,6-葡萄糖酐； 順式產(chǎn)物為正常的糖。利用水解產(chǎn)物可判斷苷鍵構(gòu)型 OOHO C6H5OOOC6H5OOOOOOHOH脫水-OH-苯 酚 -葡萄糖苷1,6-葡萄糖酐63六、苷鍵的裂解 堿催

27、化水解堿催化水解-消除反應(yīng)： 苷鍵的-位有吸電子基團者，使-位氫活化，在堿液中與苷鍵起消除反應(yīng)而開裂，稱。 作用機理： 在13或14連接的聚糖中，還原端的游離醛（或酮）鄰位氫活化而與3-O-或4-O-苷鍵起消除反應(yīng)。這樣堿能使多糖還原端的單糖逐個被剝落，對非還原端則無影響。剝落生成的是-羥基糖酸。 64六、苷鍵的裂解 堿催化水解堿催化水解-消除反應(yīng)作用過程：OHROOHOHCH2OHCHOHOHOHROOHOHCH2OHCHOCH457OHOHOHCH2OHCHOCH2467OOHOHCH2OHCHOCH2476OHOHOHCH2OHCOOHCH2485OHOHOHCH2OHCOOH- OR+

28、互變重排-3-脫氧-D-阿 拉伯已糖酸 核已糖酸3-脫氧-D-苷鍵位苷鍵3-O-代糖65六、苷鍵的裂解 堿催化水解堿催化水解用途：用途： 可從多糖剝落反應(yīng)生成的糖酸中了解還原糖還原糖的取代方式的取代方式。 3-O-代的糖可形成3-脫氧糖酸 4-O-代的糖可形成3-脫氧-2-羥甲基糖酸 二個以上取代的還原糖難生成糖酸 66六、苷鍵的裂解 酶催化水解反應(yīng)酶催化水解反應(yīng)酶催化水解反應(yīng)酶催化水解反應(yīng) 用酶水解苷鍵可以獲知苷鍵的構(gòu)型，可保持苷元結(jié)構(gòu)不變的真正苷元真正苷元。 酶專屬性高，選擇性地催化水解某一構(gòu)型的苷。如：苦杏仁酶（emulsin）水解-葡萄糖苷鍵纖維素酶（cellulase）同上 麥芽糖酶

29、（maltase）水解-葡萄糖苷鍵67六、苷鍵的裂解 氧化開裂法氧化開裂法氧化開裂法（氧化開裂法（SmithSmith降解法）降解法） 可得到原苷元（除酶解外，其它方法可能得到的是次級苷元）試劑：過碘酸(HIO4)、四氫硼鈉(NaBH4)、稀酸反應(yīng)過程： OOROOROHCOHCHOH2CCH2OHOORROHCH2OHCHOCH2OHHOH2COH+IO4-BH4-H+氧化還原水解苷二元醛二元醇苷元68七、糖的提取分離七、糖的提取分離 提取提取提取提取 主要為溶劑法水、稀醇（單糖、低聚糖、多糖） 糖類的提取可根據(jù)它們對乙醇和水的溶解度不同，而采用冷熱水、冷熱稀醇等條件。 苷類分子的極性隨著糖

30、基的增多而增大?？筛鶕?jù)其極性大小，來選擇相適應(yīng)的溶劑。 破壞或抑制植物體內(nèi)酶的方法：采集新鮮材料迅速加熱干燥冷凍保存等69七、糖的提取分離 分離分離分離分離1活性炭柱色譜2纖維素色譜3離子交換柱色譜4凝膠柱色譜5季銨氫氧化物沉淀法6分級沉淀或分級溶解法7蛋白質(zhì)除去法70七、糖的提取分離 分離分離1活性炭柱色譜活性炭柱色譜概述用途用途分離水溶性物質(zhì)較好 如：氨基酸、糖類及某些苷類。特點：特點：（對于活性炭柱色譜） 上樣量大，分離效果較好，適合大量制備； 來源容易，價格廉； 缺點：無測定其吸附力級別的理想方法。 71七、糖的提取分離 分離分離分類分類： 粉末狀活性炭顆粒細，總表面積大，吸附力及吸附

31、量大。 顆粒狀活性炭顆粒較上者大，吸附力及吸附量也較上者次之。 錦綸-活性炭以錦綸為粘合劑，將粉末狀活性炭制成顆粒，吸附力最弱。 72七、糖的提取分離 分離分離活性炭對物質(zhì)的吸附規(guī)律 對分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物，即：多糖 單糖 活性炭在水溶液中的吸附力最強，在有機溶劑中吸附力較弱。洗脫順序： H2O、10%、20%、30%、50%、70%乙醇液乙醇液 無機鹽無機鹽 二糖二糖 三糖三糖 多糖多糖 單糖等單糖等 73七、糖的提取分離 分離分離2纖維素色譜纖維素色譜 原理與PC相同，屬分配層析。 溶劑系統(tǒng)：水、丙酮、水飽和的正丁醇等。 用水溶性的溶劑如HAc：H2O進行展開時，其原

32、理屬吸附層析。 74七、糖的提取分離 分離分離3離子交換柱色譜離子交換柱色譜除水提液中的酸、堿性成分和無機離子；制成硼酸絡(luò)合物強堿性陰離子交換樹脂（不同濃度硼酸鹽液洗脫） 75七、糖的提取分離 分離分離4凝膠柱色譜常用商品名稱及型號：葡聚糖凝膠（商品名：Sephadex G） G-10、G-15、G-200等10表示吸水量乘以10，即1.0ml/g的吸水量瓊脂糖凝膠（Sepharose，Bio-Gel A）聚丙烯酰胺凝膠（Bio-Gel P）羥丙?；宦?lián)葡聚糖凝膠（Sephadex LH-20）（親脂性，可在有機溶劑中進行分離的分子篩） 76七、糖的提取分離 分離分離操作過程： 除LH-20外

33、，均在H2O中進行。將凝膠在適當(dāng)?shù)娜芤褐薪荩ǘ酁橄疵搫?；待充分膨脹后裝入層析柱；用洗脫液洗脫；收集、回收溶液，干燥。 77七、糖的提取分離 分離分離洗脫溶劑的選擇：分離中性物質(zhì)水及電解質(zhì)溶液 （酸、堿、鹽溶液及緩沖液）阻滯較大的組分水+有機溶液 （水-甲醇、水-乙醇、水-丙酮等）LH-20LH-20可用有機溶液進行溶脹可用有機溶液進行溶脹（如：CHCl3、丁醇、二氧六環(huán)等）(適用：有機物質(zhì)的分離，如：脂類、固醇類等) 78七、糖的提取分離 分離分離5季銨氫氧化物沉淀法季銨氫氧化物沉淀法季銨氫氧化物是一類乳化劑。 C16H33NMeMeMeOH季銨 氫氧化物 + +酸性糖（ 含-COOH）沉

34、淀CTA-OH(cetyl trimethyl ammonium hydroxide).-+79七、糖的提取分離 分離分離6分級沉淀或分級溶解法分級沉淀或分級溶解法 在糖的水溶液中，逐步加入乙醇，即逐漸增大EtOH濃度，可得到各部分的沉淀物。 為使多糖穩(wěn)定，多糖通常在pH=7時進行 酸性多糖在pH=24時進行 處理酸性多糖時，為防酸水解苷鍵，操作宜迅速。80七、糖的提取分離 分離分離7蛋白質(zhì)除去法蛋白質(zhì)除去法 用分級沉淀法得到的多糖，常夾雜有較多的蛋白質(zhì)，為除之，通常選擇能使蛋白質(zhì)沉淀而使多糖不沉淀的試劑來處理，如：酚、三氯乙酸、鞣酸等。注意：處理時間要短，溫度要低。注意：處理時間要短，溫度要

35、低。 （避免多糖降解）三氟三氯乙烷法和Sevag法（用氯仿：戊醇或丁醇4：1混合）在避免降解上有較好效果。81七、糖的提取分離 分離分離糖的提取分離實例地黃根中單糖和低聚糖的分離取鮮根熱EtOH、H2O提陰陽離子交換樹脂（除酸堿成分）得中性成分 活性炭柱（15%HOAc處理） 以H2O、稀EtOH（5、10、15、 25% 順次洗脫）,經(jīng)PC檢定，合并D-葡萄糖 D-半乳糖 D-果糖 蔗糖 棉子糖 甘露三糖 水蘇糖(四糖) 毛蕊糖(五糖) 82八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定糖的鑒定1紙層析紙層析展開系統(tǒng)：常用水飽和的有機溶劑展開。常用水飽和的有機溶劑展開。 如：正丁醇：醋酸：水（4：1：5上層）

36、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。83八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定2薄層層析薄層層析可用（硼酸液 + 無機鹽）+ 硅膠 制板吸附劑：硅膠 （用0.03M硼酸液或無機鹽的水液代水制板）常用的無機鹽：0.3M磷酸氫二鈉或磷酸二氫鈉 0.02M乙酸鈉 0.02M硼酸鹽緩沖液 0.1M亞硫酸氫鈉/H2O84八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定 硼酸與無機鹽制板的特點： 增加糖在固定相中的溶解度，使硅膠薄層吸附能力下降，利于斑點集中，又可增加樣品的承載量。顯色劑：除紙層

37、析應(yīng)用的以外，還用如： H2SO4/H2O或乙醇液 茴香醛-硫酸試劑 苯胺-二苯胺磷酸試劑 等 85八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定3氣相層析氣相層析 將糖制備成三甲基硅醚將糖制備成三甲基硅醚（增加其揮發(fā)性） 將醛糖用NaBH4還原成多元醇（避免形成端基異構(gòu)體）制成乙?；锘蛉阴；?。4液相色譜液相色譜 填充材料化學(xué)修飾的硅膠 優(yōu)：不必制備成衍生物。 適合分析對熱不穩(wěn)定、不揮發(fā)的低聚糖和多糖。 分析單糖和低聚糖，其靈敏度不及氣相層析。 86八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定5離子交換層析離子交換層析 糖的硼酸絡(luò)合物可進行離子交換層析優(yōu)：不必制成衍生物，而直接用水溶液進行分離（與氣相比較）糖自動分析儀

38、： 顯 色：3,5-二羥基甲苯-濃硫酸 波 長：425nm 上樣量：每種組成不超過1mg 洗脫劑：四硼酸鉀的緩沖溶液 87八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定糖鏈結(jié)構(gòu)的測定 主要解決的問題單糖的組成、糖之間的連接位置和順序、苷鍵構(gòu)型1單糖的組成單糖的組成 2單糖之間連接位置的決定單糖之間連接位置的決定3糖鏈連接順序的決定糖鏈連接順序的決定4苷鍵構(gòu)型的決定苷鍵構(gòu)型的決定513C-NMR在糖鏈結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用在糖鏈結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用 88八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定1單糖的組成單糖的組成 低聚糖、多糖的結(jié)構(gòu)分析，首先要了解由哪些單糖所組成，各種單糖之間的比例如何。 一般是將苷鍵全水解，用一般是將苷鍵全水解，

39、用PCPC檢出單糖的種類，檢出單糖的種類，經(jīng)顯色后用薄層掃描儀求得各種糖的分子比。經(jīng)顯色后用薄層掃描儀求得各種糖的分子比。 也可用GLC或HPLC對單糖定性定量。 GLC常以甘露醇或肌醇為內(nèi)標(biāo)，用已知單糖作標(biāo)準(zhǔn)。 89八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定2單糖之間連接位置的決定單糖之間連接位置的決定將糖鏈全甲基化水解甲基化單糖的定性和定量（氣相層析）（甲基化單糖中游離-OH的部位就是連接位置）13C-NMR測定：主要歸屬各碳信號，以確定產(chǎn)生苷化位移的碳。 90八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定3糖鏈連接順序的決定緩和水解法：將糖鏈水解成較小的片段，然后分析這些低聚糖的連接順序。質(zhì)譜分析。4苷鍵構(gòu)型的決定 分子旋光差（klyne法） 酶催化水解方法 1H-NMR判斷糖苷鍵的相對構(gòu)型 其它 91八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定1H-NMR判斷糖苷鍵的相對構(gòu)型在糖的1H-NMR中： 端基質(zhì)子5.0 ppm左右 其它質(zhì)子3.54.5 ppm 可通過C1-H與C2-H的偶合常數(shù)，來判斷苷鍵的構(gòu)型（、） 例如：D-葡萄糖 92八、糖的鑒定和糖鏈結(jié)構(gòu)的測定D-葡萄糖OORHHOHOORHHOH18060。-D-glucose-D-glucoseC1-HC2-H近180 （ 雙面角）J=68 Hz。