天然藥物化學(xué) 第2章 糖和苷課件

1、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

2、一個(gè)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(yuǎn)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：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

3、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(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。 毛茛苷 紅景天苷三、糖和苷的分類三、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(diǎn)：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

4、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

5、： 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 + -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(gè)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（Sm

6、ith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(jìn)行。 常用的酸有HCl, H2SO4, 乙酸和甲酸等。 反應(yīng)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。 四、苷鍵的裂解 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(gè)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-

7、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(diǎn)：可得到完整的苷元；從降解得到的多元醇，還可確定苷中糖的類型；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(jìn)一步縮合而使水解困難； (3)

8、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 = 6 Hz),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(dāng)端基質(zhì)子和C2-H

9、為豎鍵, J = 6-8 Hz;C2-H為橫鍵, J = 2-4 Hz.苷鍵為-D或-L型, 端基質(zhì)子為橫鍵, J = 2-4 Hz.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) 7085 CH2-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(Glycosylation shift, 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?xì)湫盘枤w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,苷)全甲基化水解甲基化單糖氣相色譜定性定量分析(游離羥基的部位為糖的連接位置)第七節(jié) 糖鏈的結(jié)構(gòu)測定思考題及學(xué)習(xí)要點(diǎn)：苷鍵裂解常用