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文檔簡介

1、天然藥物化學總結(jié)緒論1、天然藥物化學是運用現(xiàn)代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的一門學科。研究內(nèi)容:各類天然藥物化學成分(主要是生理活性成分或藥效成分)的結(jié)構(gòu)特點、物理化學性質(zhì)、提取分離純化方法、結(jié)構(gòu)鑒定、生物合成途徑。2、天然藥物:指人類在自然界中發(fā)現(xiàn)并可直接供藥用的植物、動物、礦物、海洋生物、微生物等,以及基本不改變其藥理化學屬性的加工品。3、(1)一次代謝產(chǎn)物(primary metabolites):糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等對機體生命活動來說不可缺少的物質(zhì),普遍存在于動物、植物及微生物中。(2)二次代謝產(chǎn)物(secondary metabolites):某個屬、種或系統(tǒng)的生物所特

2、有的,主要在植物、微生物中比較常見的物質(zhì)。這類化合物結(jié)構(gòu)富于變化,多數(shù)具有明顯的生理活性。如生物堿、黃酮類、苷(甙)類、醌類、萜類、揮發(fā)油、苯丙素類、甾體類、鞣質(zhì)、樹脂、色素等。4、天然藥物的化學成分特點:(1)化學成分復雜;(2)具有多種臨床用途。分類:(1)有效成分(Active Constituents):經(jīng)過不同程度的藥效試驗或生物活性試驗,包括體外和體內(nèi)試驗,證明對機體具有一定生理活性的成分。一般是單體化合物:1. 能用分子式和結(jié)構(gòu)式表示;2. 具有一定的理化常數(shù);3. 具有一定的生理活性。(2)有效部位(Active Extracts):指具有生理活性的多種化學成分的混合物。(3)

3、無效成分:與有效成分共存的無生理活性的其它成分。(4)有毒成分生物合成1、聚酮類化合物可根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中醋酸單位(C2單位)的數(shù)目進行命名,如聚庚酮類、聚己酮類等。2、氨基酸途徑作為前體的氨基酸:(1)脂肪族:鳥氨酸、賴氨酸(-酮酸還原氨化生成)(2)芳香族:苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸(莽草酸途徑生成)3、復合途徑:(1)一個化合物分子有來自2個或2個以上不同生物合成途徑的單元。常見有:1. 醋酸-丙二酸-莽草酸途徑2. 醋酸-丙二酸-甲戊二羥酸途徑3. 氨基酸-甲戊二羥酸途徑4. 氨基酸-醋酸-丙二酸途徑5. 氨基酸-莽草酸途徑(2)一個化合物分子在不同植物中有不同的生物合成途徑。4、基本途徑莽

4、草酸途徑:從赤蘚糖-4-磷酸出發(fā)生成苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸和鄰氨基苯甲酸的生物合成途徑。途徑過程產(chǎn)物單位醋酸-丙二酸途徑(AA-MA)起始物延伸物具體過程聚酮類C2乙酰CoA丙二酸單酰CoA縮合-還原交替進行脂肪酸類乙酰CoA丙二酸單酰CoA只縮合不還原酚類、蒽酮類途徑過程產(chǎn)物單位甲戊二羥酸途徑(MVA)萜類、甾類、類胡蘿卜素類C3桂皮酸途徑苯丙氨酸經(jīng)苯丙氨酸脫氨酶(PAL)脫氨后生成桂皮酸,進而得到苯丙素類化合物。再經(jīng)環(huán)化、氧化、還原等,可得到黃酮類(C6-C3-C6骨架)等化合物。苯丙素類(C6-C3骨架)C6氨基酸途徑(AA)氨基酸脫羧成胺類,再經(jīng)甲基化、氧化、還原、重排等系列反應得到

5、生物堿。本途徑僅存在于植物、微生物中,是其特有氮代謝方式。生物堿AA提取分離方法1、準備工作(1)明確研究材料的學名、產(chǎn)地來源、采集時間與方法、使用部位(全體/部分)、材料的狀態(tài)(新鮮品/干燥品)。新鮮品不宜用與水不互溶的溶劑;而干燥品的干燥程度取決于目標化合物的穩(wěn)定性。一般情況下,樣品要充分干燥、盡可能粉碎,提取效率高,提取操作、提取液的濃縮均較易進行。注意樣品不能粉碎過細,以2060目為宜。(2)明確研究目標提取分離已知成分或已知化學結(jié)構(gòu)類型:查閱文獻,找出該成分或該類結(jié)構(gòu)類型成分的各種提取分離方案,再根據(jù)具體情況加以選用。提取分離未知有效成分或有效部位:生理活性指導下提取分離;化學結(jié)構(gòu)類

6、型的理化性質(zhì)指導下提取分離;根據(jù)化合物極性大小的不同系統(tǒng)提取分離。2、注意問題(1)有效成分的丟失:含量高且有效、含量高且無效、含量低但有效(2)精制不純:理化性質(zhì)相近的化合物不易分離,對進一步的化學研究及藥理試驗產(chǎn)生影響。3、提取(1)溶劑提取法1. 根據(jù)天然藥物中各種成分在不同溶劑中的溶解度不同,選用對有效成分溶解度大、對雜質(zhì)成分溶解度小的溶劑,將有效成分從藥材組織中溶解出來的方法。溶劑通過擴散、滲透作用不斷透過細胞壁、細胞膜進入細胞內(nèi),溶解可溶性成分,造成細胞內(nèi)外的濃度差。2. 溶劑選擇的依據(jù)“相似相溶”常用提取溶劑及其極性強弱順序:石油醚正己烷四氯化碳苯二氯甲烷無水乙醚氯仿乙酸乙酯正丁

7、醇丙酮乙醇甲醇水吡啶乙酸3. 溶劑的選擇原則根據(jù)材料的狀態(tài)目標成分易溶,雜質(zhì)成分難溶惰性,不與目標成分反應,或反應可逆經(jīng)濟安全、后續(xù)操作容易進行4. 傳統(tǒng)提取方法5. 現(xiàn)代提取方法微波輔助提取法(microwave-assisted extraction)微波輔助提取是利用微波能來提高提取率的一種新技術(shù)。在微波場中,微波輻射導致植物細胞內(nèi)的極性物質(zhì) (水分子)吸收微波能,產(chǎn)生大量熱量,使細胞內(nèi)溫度迅速上升,液態(tài)水汽化產(chǎn)生的壓力將細胞膜和細胞壁沖破,形成微小的孔洞。進一步加熱,導致細胞內(nèi)部和細胞壁水分減少,細胞收縮,表面出現(xiàn)裂紋??锥春土鸭y的存在使胞外溶劑容易進入細胞內(nèi),溶解并釋放出胞內(nèi)物質(zhì)。微

8、波場中吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱,從而使得被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離,進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對較差的萃取劑中。a)微波加熱熱效率高,升溫快速而均勻,可顯著縮短提取時間,提高提取效率。b)設備簡單、適用范圍廣、重現(xiàn)性好、節(jié)省試劑、污染小等。超聲提取法空化作用:當超聲波在液體中傳播時,使液體介質(zhì) 不斷受到壓縮和拉伸,拉伸時會在液體內(nèi)部產(chǎn)生 近似真空的小空洞;而壓縮時,這些空洞發(fā)生崩潰,會使液體微粒間發(fā)生猛烈的撞擊作用。崩潰時空洞內(nèi)部最高瞬時壓力可達幾萬個大氣壓,同時還將產(chǎn)生局部的高溫以及放電現(xiàn)象等。微粒間這種劇烈的相互作用,起到很好的攪

9、拌、分散,并使液體的溫度驟然升高,從而使兩種不相溶的液體發(fā)生乳化,加速溶質(zhì)的溶解,促進化學反應。利用超聲波的空化作用,破壞細胞壁結(jié)構(gòu),使其在瞬間破裂,植物細胞內(nèi)的成分得以釋放,直接進入溶劑,加速植物有效成分的浸出提取;另外,超聲波的次級效應,如機械振動、乳化、擴散、擊碎、化學效應等也能加速欲提取成分的擴散釋放并充分與溶劑混合,利于提取。優(yōu)點:提取時間短、提取效率高、無需加熱等。注意:提取瓶的放置位置、瓶壁的厚薄等會影響提取效果。超臨界流體萃取法超臨界流體:溫度、壓力均高于臨界點的流體。其對物質(zhì)的溶解能力隨溫度和壓力的改變而在相當寬的范圍內(nèi)變動。超臨界流體相對接近液體的密度,使它有較高的溶解度;

10、而其相對接近氣體的粘度,使它具有較好的流動性、擴散性,對所需萃取的物質(zhì)組織有較好的滲透性。從而提高了溶質(zhì)進入超臨界流體的傳質(zhì)速率。為提高選擇性,可加入夾帶劑。優(yōu)點:可以在近常溫的條件下提取分離,幾乎保留產(chǎn)品中全部有效成分,無有機溶劑殘留,產(chǎn)品純度高,操作簡單、節(jié)能。酶法提取通過酶反應較溫和的將植物組織分解,加速有效成分的釋放提取;將影響液體制劑的雜質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等分解去除,提高中藥液體制劑的澄清度;將某些極性低的脂溶性成分轉(zhuǎn)化為糖苷類易溶于水的成分,從而有利于提取。注意:使用酶的濃度、底物、抑制劑、激動劑等;藥材與水的比例、pH值、溫度、時間等。仿生提取法模擬口服藥經(jīng)胃腸道環(huán)境轉(zhuǎn)運的原

11、理而設計的提取方法。盡可能地保留原藥中的有效成分(包括在體內(nèi)有效的代謝物、水解物、螯合物或新的化合物)。6. 系統(tǒng)溶劑分步提取根據(jù)提取要求、目的成分及雜質(zhì)的性質(zhì)差別、溶劑的溶解能力來確定提取方法:a)將固體藥材按極性遞增方式用不同溶劑依次提取。石油醚、汽油:油脂、蠟、葉綠素、揮發(fā)油、游離甾體及三萜類等氯仿、乙酸乙酯:游離生物堿、有機酸、黃酮苷元、香豆素等丙酮、乙醇、甲醇:苷類、生物堿鹽、鞣質(zhì)等水:氨基酸、糖類、無機鹽等水溶性成分b)將藥材直接用乙醇、含水乙醇或含水丙酮提取,提取液濃縮成浸膏,拌以硅藻土等輔料,減壓干燥成粉后,再用不同極性溶劑分步處理。7. 影響因素a)中草藥成分間的相互作用對溶

12、解度的影響(增溶、沉淀)b)粉碎度c)提取時間d)提取溫度(2)水蒸氣蒸餾法適用于具有揮發(fā)性的、能隨水蒸汽蒸餾而不被破壞、與水不發(fā)生反應且難溶或不溶于水的成分的提取。原理:兩種互不相溶的液體共存時,其總蒸汽壓等于各組分同一溫度下蒸汽壓之和。由于體系的總蒸汽壓比任一純組分的蒸汽壓高,所以混合物的沸點要比任一純組分的沸點低。(3)升華法適用于具有升華性質(zhì)的化合物的提取與提純。簡單易行,但回收不完全,并常伴有分解現(xiàn)象,產(chǎn)率低,適用于微量物質(zhì)的精制,很少用于大規(guī)模生產(chǎn)制備。(4)壓榨法4、分離與精制(1)方法根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離:結(jié)晶法、沉淀法、鹽析法 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離:

13、液-液萃取法、逆流分溶法(CCD)、液滴逆流色譜法(DCCD)、高速逆流色譜法(HSCCC)、氣液分配色譜法(GC或GLC)、液液分配色譜法(LC或LLC)根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離:硅膠、氧化鋁、活性炭及聚酰胺、大孔吸附樹脂根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進行分離:透析法、凝膠過濾法、超濾法、超速離心法根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離:離子交換法、電泳(2)結(jié)晶法利用溫度不同引起溶解度的改變以分離精制化合物的方法,是分離精制固體化合物的重要方法之一。通過重結(jié)晶進一步純化化合物的結(jié)晶;純化合物的結(jié)晶有一定的熔點和結(jié)晶學特征,有利于化合物性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的判斷;結(jié)晶法分離純化的關(guān)鍵:結(jié)晶溶劑的選擇和結(jié)晶條件。1.

14、結(jié)晶條件需結(jié)晶化合物在混合物中的含量選擇合適的溶劑:單一/混合需結(jié)晶化合物在所選溶劑中的濃度合適的溫度和時間需結(jié)晶化合物的性質(zhì):結(jié)晶性弱的化合物需要制備結(jié)晶性的衍生物或鹽,如生物堿制為鹽酸鹽、氫溴酸鹽、過氯酸鹽、苦味酸鹽等,羥基化合物制為乙?;苌?. 結(jié)晶溶劑選擇理想的結(jié)晶溶劑需具備的條件:不與要結(jié)晶化合物起化學反應;選擇性好;其它雜質(zhì)在溶劑中的溶解度對溫度的依賴性小,對雜質(zhì)的溶解度非常大或非常??;溶劑的粘度要小,利于固液分離,且應使要結(jié)晶化合物容易成核,生成的晶體較完善。如何選擇:查閱文獻,參考同類型化合物的一般溶解性質(zhì)和結(jié)晶條件;根據(jù)要結(jié)晶化合物的極性大小,利用相似相溶規(guī)律通過實驗選擇

15、溶劑;無理想單一溶劑時,可使用混合溶劑(一般選擇對樣品溶解度很大和很小的而又能夠互溶的兩種溶劑混合使用)。3. 結(jié)晶純度的判斷:晶形、色澤,熔點與熔距,薄層層析或紙層析,高效液相層析、氣相層析。(3)沉淀法提取物中加入某些試劑使產(chǎn)生沉淀,以獲得有效成分或除去雜質(zhì)的方法。應注意的問題:沉淀的方法和技術(shù)要具有選擇性;對于一些活性物質(zhì)(如酶、蛋白質(zhì)等)的沉淀分離,必須考慮沉淀方法對目標成分的活性和化學結(jié)構(gòu)是否破壞;殘留物對人體的危害。1. 改變?nèi)芤褐谢旌先軇┑臉O性水/醇法:沉淀除去糖類、蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì)醇/水法:沉淀除去樹脂、葉綠素等水不溶性雜質(zhì)醇/醚法或醇/丙酮法:皂苷類成分沉淀析出2. 改變?nèi)?/p>

16、液的pH酸/堿法:生物堿類成分的分離堿/酸法:黃酮、蒽醌類酚酸性成分的分離等電點沉淀法:蛋白質(zhì)的分離3. 加入沉淀試劑(如鈣、鋇、鉛鹽)(4)鹽析法中草藥的水提取液中,加入無機鹽至一定濃度或達到飽和狀態(tài),使某些成分在水中的溶解度降低,沉淀析出或被有機溶劑提取出的分離方法。常用的無機鹽:NaCl、Na2SO4、MgSO4、(NH4)2SO4等。(5)透析法利用小分子及小離子在溶液中可通過半透膜,而大分子及大離子不能通過的性質(zhì)而達到分離的方法。常用于純化皂苷、蛋白質(zhì)、多肽和多糖等化合物,可除去其中的無機鹽、單糖、雙糖等。透析膜的種類:動物性膜、火棉膠膜、羊皮紙膜(硫酸紙膜)、玻璃紙膜、蛋白膠(明膠

17、)膜等。選擇原則:根據(jù)透析膜的膜孔大小與被分離成分的分子大小來選擇。(6)分餾法原理:利用沸點不同進行分離。分餾法則利用多次反復蒸餾以達到混合物分離。完全互溶的、具有揮發(fā)性的兩組分混合液,達到氣-液平衡時,兩組分在氣相與液相中的相對含量不同。(7)層析法(色譜法,Chromatography)利用不同化合物在互不相溶的兩相(固定相和流動相)中的親和力的不同來分離物質(zhì)。分類:1. 液相層析法(液-固、液-液)、氣相層析法(氣-液、氣-固)2. 柱層析法、薄層層析法、紙層析法、逆流層析法3. 吸附層析法、分配層析法、凝膠滲透層析法(又稱凝膠過濾法、分子篩過濾法、排阻層析法)、離子交換層析法、親和色

18、譜法(8)吸附層析法1. 吸附作用物理吸附:分子間作用力,可逆、無選擇性(吸附層析常用)化學吸附:化學鍵,不可逆、有選擇性半化學吸附:氫鍵作用2. 吸附層析三要素:被分離物、吸附劑、洗脫劑3. 物理吸附基本規(guī)律相似者易于吸附4化合物極性的強弱的判斷a)化合物的極性由分子中所含官能團的種類、數(shù)目及排列方式等綜合因素所決定。b)官能團的極性強弱順序:R-COOH > Ar-OH > H-OH > R-OH > R-NH2, R-NH-R, R-NRR > R-CO-N-R > R-CHO > R-CO-R > R-COOR > R-O-R &g

19、t; R-X > R-Hc)溶液中酸性、堿性及兩性有機化合物的極性強弱受溶液pH影響。5. 溶劑極性強弱判斷:介電常數(shù)(越大極性越強)6. 常用的固定相吸附劑無機吸附劑:硅膠、氧化鋁、活性炭等有機吸附劑:聚酰胺、聚苯乙烯(大孔吸附樹脂)等7. 簡單吸附法進行物質(zhì)的濃縮與精制用活性炭脫色、脫臭從大量稀水溶液中濃縮微量物質(zhì)常用的吸附層析法 1. 硅膠層析(一般正相)常用硅膠:硅膠G、硅膠H、硅膠GF254、硅膠HF254、硅膠HF254365、硅膠CMC、硅膠60硅膠的吸附性能取決于:硅羥基的數(shù)目;含水量:>17%時吸附力極弱;硅膠的表面積、表面結(jié)構(gòu)、微孔體積、微孔半徑等。硅膠薄層板的

20、活化:100110oC,30 min硝酸銀硅膠:分離含不飽和雙鍵的幾何異構(gòu)體硅膠層析的應用 :酸性或中性化合物2. 氧化鋁層析用于堿性化合物的分離,如生物堿3. 活性炭層析非極性吸附劑,水溶液中吸附力最強,有機溶劑中較弱。對不同化合物的吸附力大?。簶O性基團多的化合物極性基團小的化合物;芳香族化合物脂肪族化合物;大分子量化合物小分子量化合物。應用:水溶性芳香族化合物與脂肪族化合物的分離;單糖與多糖的分離;氨基酸與多肽分離。4. 聚酰胺層析性質(zhì):高分子聚合物,不溶于水、醇類、丙酮等,對堿穩(wěn)定,對酸尤其是無機酸穩(wěn)定性差。吸附原理:氫鍵吸附,適于極性和非極性物質(zhì)分離。適于分離醌類、酚類和黃酮類?;衔?/p>

21、結(jié)構(gòu)對吸附性能的影響:形成氫鍵的基團數(shù)目越多,吸附力越強;易形成分子內(nèi)氫鍵者,吸附力減弱;芳香化程度高者,吸附力增強。溶劑對吸附性能的影響:各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力: 水<甲醇<丙酮< NaOH水溶液<甲酰胺<二甲基甲酰胺<尿素水溶液洗脫力越強,作溶劑時,聚酰胺的吸附能力越弱。聚酰胺的“雙重色譜”性能(在氫鍵作用相同前提下比較):含水溶劑為流動相時,聚酰胺為非極性固定相,其色譜行為類似于反相色譜;非含水溶劑如氯仿-甲醇為流動相時,聚酰胺為極性固定相,其色譜行為類似于正相色譜。(注)正相層析:流動相的極性低于固定相的極性,溶出成分極性由弱到強;反相層析:

22、流動相的極性高于固定相的極性,溶出成分極性由強到弱。對分配色譜和吸附色譜均適用。5. 大孔吸附樹脂不含交換基團的、具有大孔結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑,多為苯乙烯型(非極性,常用)或2-甲基丙烯酸酯型。特點:多孔性;較大的比表面積;吸附容量大。吸附原理:吸附性范德華引力或氫鍵;分子篩性多孔性影響吸附的因素:大孔吸附樹脂本身的性質(zhì):孔徑、表面積、表面電性、能否與化合物形成氫鍵等;溶劑的性質(zhì):洗脫劑極性越小,洗脫能力越強(苯乙烯型)。化合物自身的性質(zhì):分子量、極性、氫鍵作用等(分子量大、極性小的化合物與非極性大孔吸附樹脂作用強)。應用:從水溶液中分離低極性或非極性化合物,組分間極性差別越大,分離效果越好。使

23、用方法: 預處理除去雜質(zhì),恢復孔的大小,一般順序為水乙醇甲苯乙醇水。使用樣品一般用水溶液上柱。洗脫非極性樹脂可用水含水醇醇丙酮乙酸乙酯;極性樹脂則用極性較大的溶劑洗脫。(吸附層析多為液-固色譜,常用TLC測定選用溶劑。)分配層析法1. 分類:兩相溶劑萃取法(液-液分配萃取法)、逆流連續(xù)萃取法、逆流分溶法、液滴逆流層析法、高速逆流色譜、液-液分配柱層析2. 原理:a)分配系數(shù)K溶質(zhì)溶解在兩種共存的互不相溶的溶劑時,其在兩相溶劑中的分配比,即K=CU/CL。在一定溫度及壓力下,K為一常數(shù)。b)分離因子A、B兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中的分配系數(shù)的比值,即=KA/KB。分離因子反映了兩化合物分離的難易。

24、=1:A和B不能分離;>1或<1:A和B可分離(100,1次;10010,1012次;2,100次以上)。c)分配系數(shù)與pH對于酸性、堿性或兩性有機化合物,溶液pH的變化可改變化合物的存在狀態(tài),進而影響其在溶劑系統(tǒng)中的分配系數(shù)。pH3時,酸性物質(zhì)多呈非解離狀態(tài),堿性物質(zhì)多呈解離狀態(tài); pH12時,酸性物質(zhì)多呈解離狀態(tài),堿性物質(zhì)多呈非解離狀態(tài)(羧酸類:pKa約為 5,酚類:pKa 9.210.8)。pH = pKa + lgA-/HA 一般地,酸性化合物呈離解態(tài)pH = pKa + 2,呈游離態(tài)pH = pKa 2,堿性化合物相反。pH梯度萃取分離法(分配層析多為液-液色譜,常用紙層

25、析測定選用溶劑與方案。)d)紙層析(r:紙層析定數(shù),當層析濾紙濕重為干重的1.5倍時,r2。)>50,可直接用簡單萃??;<50,宜采用逆流分溶。e)萃取過程中易發(fā)生乳化現(xiàn)象,發(fā)生乳化后的處理方法:將乳狀液離心分離;將乳狀液抽濾;將乳狀液加熱或冷凍;加入電解質(zhì),如:NaCl、Na2SO4、MgSO4等;將乳狀液分開,再換新溶劑萃??;加入表面活性更大的表面活性劑。(9)兩相溶劑萃取法(液-液分配萃取法)利用混合物中的各成分在兩種互不相溶的溶劑中的分配系數(shù)不同而達到分離的目的。分配系數(shù)相差越大, 分離效率越高。(10)逆流連續(xù)萃取法一種連續(xù)的兩相溶劑萃取法,其裝置可具有一根、數(shù)根或更多的

26、萃取管,管內(nèi)用小瓷圈或小的不銹鋼絲圈填充,以增加兩相溶劑萃取時的接觸面。萃取是否完全,可取樣品用薄層層析、紙層析及顯色反應或沉淀反應進行檢查。(11)逆流分溶法(CCD)經(jīng)過多次、連續(xù)的液-液萃取分離過程,使溶質(zhì)在兩相溶劑相對作逆流移動過程中不斷地重新分配并達到分離目的的一種分離方法。分離過程:振搖萃取靜置分層兩相分開轉(zhuǎn)移(重復直至完成)優(yōu)點:適于分離性質(zhì)非常相似的混合物缺點:操作時間長,易產(chǎn)生乳化,萃取管易因機械振蕩而損壞,消耗溶劑多(12)液滴逆流層析法(DCCC)流動相呈液滴形式相對于固定相垂直上升或下降,在細的分配萃取管中與固定相有效地接觸、摩擦不斷形成新的表面,促進溶質(zhì)在兩相溶劑中的

27、分配。優(yōu)點:分離效果往往比逆流分溶法好,且不會產(chǎn)生乳化。缺點:流速慢,分離時間長;固定相與流動相間的傳質(zhì)交換不夠充分;必須選用能生成液滴的溶劑系統(tǒng);對高分子化合物的分離效果較差;處理樣品量??;有一定設備要求。(13)高速逆流色譜(HSCCC)連續(xù),無固定載體(14)液-液分配柱層析將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上,作為固定相填充在色譜管中,然后加入與固定相不相混溶的另一相溶劑(流動相)沖洗色譜柱。原理: 分配層析固定相載體:硅膠、硅藻土、纖維素粉等1. 正相分配層析固定相:水、緩沖溶液流動相:固定相飽和的氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等弱極性有機溶劑洗脫順序:化合物極性由小到大依次溶出應用:通

28、常用于分離水溶性或極性較大的成分2. 反相分配層析(常用)固定相:石蠟油、化學鍵合固定相(RP-18、RP-8、RP-2等)流動相:水和甲醇或乙腈等強極性有機溶劑洗脫順序:化合物極性由大到小依次溶出應用:適合于分離脂溶性或極性較小的化合物3. 加壓液相層析快速層析(flash chromatography)約2大氣壓低壓液相層析(LPLC)< 5大氣壓中壓液相層析(MPLC)> 520大氣壓高壓液相層析(HPLC)> 20大氣壓粒徑約小,分離效果越好,流速越慢,則加壓增大效率,而分離規(guī)模逐步降低。逆流層析法與液-液分配柱層析法的比較:1)運作成本低2)制備樣品量大3)不會產(chǎn)生

29、不可逆吸附(因為沒有固體載體)凝膠過濾法又稱凝膠滲透層析、分子篩過濾、排阻層析。(15)原理分子大小不同,滲入凝膠顆粒內(nèi)部的程度也不同。越小越易進入,則路徑越長。按照分子由大到小的順序先后流出并分離。Ve = K1 K2 lgM(Ve:洗脫體積,M:分子量)(16)常用的凝膠種類及其性質(zhì)1. 葡聚糖凝膠(Sephadex G):分子篩作用,如G-25(只適于水中應用)2. 羥丙基葡聚糖凝膠(Sephadex LH-20):分子篩作用、反相分配色譜(可使用極性有機溶劑)膜分離技術(shù)以選擇型透過膜為分離介質(zhì),當膜兩側(cè)存在壓力差、濃度差或電位差等時,組分選擇性透過而達到分離目的。包括微濾、超濾、納濾和

30、反滲透。離子交換層析法(17)原理離子交換,利用大分子樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的交換基團而進行的交換性柱層析方法。流動相為含水溶液,通過調(diào)整鹽濃度、pH值進行洗脫。(18)離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其分類1. 母核:苯乙烯-二乙烯苯2. 離子交換基團:陽離子型:強酸型:-SO3-H 弱酸型:-COOH 陰離子型:強堿型:-N+-(CH3)3X- 弱堿型:-NH2、-NHR、-NRR(一般地,考慮到結(jié)合的可逆性等,用強酸/堿型分離弱堿/酸性化合物,弱酸/堿型分離強堿/酸性化合物)3. 影響離子交換的因素:溶液的酸堿度、對交換離子的選擇性、被交換物質(zhì)在溶液中的濃度、溫度、溶劑、其他因素。4. 應用用于不

31、同電荷離子的分離,如水提取物中的酸性、堿性、兩性化合物的分離;用于相同電荷離子的分離,如堿性大小不同的生物堿的分離。天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)研究法1、結(jié)構(gòu)研究主要內(nèi)容與程序(1)初步推斷化合物結(jié)構(gòu)類型(2)測定分子式、計算不飽和度(3)測定分子中含有的官能團,或結(jié)構(gòu)片段,或基本骨架(4)推斷并確定分子的平面結(jié)構(gòu)(5)推斷并確定分子的立體結(jié)構(gòu)(構(gòu)型、構(gòu)象)注意:文獻檢索、調(diào)研工作貫穿于結(jié)構(gòu)研究的全過程2、結(jié)構(gòu)研究方法(1)查閱文獻(2)化合物純度的測定1. 外觀:晶型與色澤2. Mp(熔點)3. TLC(3)物理常數(shù)測定(4)分子量的測定1. 經(jīng)典方法2. 現(xiàn)代方法HR-MS(EI-MS、FAB-MS、ES

32、I/APCI-MS、TOF-MS)(5)分子式的測定1. 元素分析法2. 質(zhì)譜法HR-MS、同位素豐度法3. 1H-NMR、12C-NMR(6)不飽和度的計算= IV I/2 + III/2 + 1(IV:四價原子數(shù),I:一價原子數(shù),III:三價原子數(shù))(7)分子結(jié)構(gòu)骨架的測定1. 專屬性反應2. 植物親緣相關(guān)性3. 光譜特性4. 部分合成5. 化學降解(8)官能團的判斷1. 化學法2. 光譜法(9)光譜分析推斷并確定未知化合物結(jié)構(gòu)的一般順序研 究 順 序研 究 方 法 及 內(nèi) 容1. 初步推斷化合物類型2. 分子量3. 分子式4. 不飽和度5. IR6. UV7. MS8. 1H NMR9.

33、 13C NMR10. 2D-NMR11. 分子結(jié)構(gòu)12. 順反異構(gòu) 13. 立體結(jié)構(gòu) 樣品來源和參考文獻 注意觀察樣品在提取分離過程中的行為. 測定有關(guān)物理化學性質(zhì) 利用質(zhì)譜(MS)測定分子量 (其他的分子量測定法也可, 但精確度低). 通過高分辨質(zhì)譜(HR-MS)結(jié)果直接計算可得. 通過1H-NMR的積分曲線高度和13C NMR的譜線數(shù)可分別推定氫原子數(shù)及最低碳原子數(shù). 元素定量分析 從分子式計算求得. = IV I/2 + III/2 + 1 推定某特征官能團、不飽和鍵等是否存在. 推定是否存在不飽和鍵、尤其是共軛不飽和鍵及芳香環(huán). 從分子離子的裂解離子碎片推定官能團及結(jié)構(gòu)單元, 進而從

34、相應殘基的質(zhì)量數(shù)推定可能的組成式. 從積分曲線高度可求得各不等價氫原子的相對數(shù). 通過化學位移(值)、多重度、偶合常數(shù)(J值)對各1H信號進行歸屬、確定化合物骨架結(jié)構(gòu). 從全氫去偶圖中的譜線數(shù)可得不等價碳原子的相對數(shù). 從化學位移及通過各種去偶譜的測定得到的譜峰的多重度、偶合常數(shù)等可對各13C信號進行歸屬,進而推定碳鏈骨架結(jié)構(gòu).(COM、DEPT、SPD等) 確定一維核磁共振譜上的1H、13C信號的歸屬及化合物的平面、立體結(jié)構(gòu). 綜合從上述研究中推測出的各部分結(jié)構(gòu), 推定可能的分子結(jié)構(gòu). 判定所推測結(jié)構(gòu)與所有的譜圖結(jié)果是否矛盾. 通過UV的max及1H NMR的偶合常數(shù)來判斷. 通過旋光光譜來

35、推定化合物分子的立體化學結(jié)構(gòu)(構(gòu)型、構(gòu)象)糖和苷1、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。(糖類、核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)生命活動所必需的四大類化合物。)2、苷類(glycosides):由糖或糖的衍生物與另一非糖物質(zhì)(苷元或配基,aglycone)通過糖的半縮醛或半縮酮羥基與苷元脫水形成的一類化合物。3、分類單糖:不能水解的最簡單的多羥基類半縮醛(酮),是組成糖類及其衍生物的基本結(jié)構(gòu)單元,如葡萄糖等。低聚糖:水解后生成29個單糖分子的糖,如蔗糖、麥芽糖。多糖:水解后能生成多個單糖分子的糖類化合物,如淀粉、纖維素等。4、差向異構(gòu)含兩個或兩個

36、以上手性中心的化合物,當只有一個手性中心手性不同時,即為差向異構(gòu)。5、單糖的結(jié)構(gòu)表示式(1)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,氧化態(tài)最高的碳在上、最低的碳在下(即氧化在上、還原在下)。(2)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(橫外豎內(nèi))表示,溶液中或苷化成環(huán)后用Haworth式(上左下右)表示。 (3)糖的相對構(gòu)型(、)端基碳(anomeric carbon):即原羰基碳;端基差向異構(gòu)體:因端基碳上羥基取向而分為、

37、異頭碳。Fischer式:C1-OH與原C5(六碳糖)或C4(五碳糖)-OH,同側(cè)為,異側(cè)為。Haworth式:C1-OH與C5(六碳吡喃糖)C4(五碳呋喃糖)上取代基之間,同側(cè)為,異側(cè)為;與C4-OH(五碳吡喃糖或六碳酮糖)同側(cè)為,異側(cè)為。(4)單糖的變旋光性如普通的葡萄糖結(jié)晶主要是-型,-型葡萄糖結(jié)晶溶于熱的吡啶或冰醋酸后再次結(jié)晶析出時,可得到-型葡萄糖。其在水溶液中相互轉(zhuǎn)換,達到平衡。(5)糖的絕對構(gòu)型(D、L)以-OH甘油醛為標準,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: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;Hawor

38、th式中C5-R向上為D型,向下為L型(六碳吡喃型)。(6)-L與-D端基碳絕對構(gòu)型一致,-D與-L端基碳絕對構(gòu)型一致。Xyl Rha Glc六碳醛糖和甲基五碳糖 D-木糖(D-Xylose,五碳糖) D-果糖(D-Fructose,六碳酮糖) D-半乳糖(D-Galactose)(7)單糖的立體構(gòu)象1. 椅式與船式多為椅式2. C1:4C1,Normal form;1C:1C4,Alternative formAngyal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。差值大于0.7 kcal/mol時,能量低的是優(yōu)勢構(gòu)象;小于時,處于平衡狀態(tài)。3. 含e鍵較多的構(gòu)象即為優(yōu)勢構(gòu)

39、象。如Glc優(yōu)勢構(gòu)象為C1,鼠李糖為1C。橫鍵(平伏鍵,equatorial bond):一般排斥較小,能量較低。豎鍵(直立鍵,axial bond):一般能量相對較高。6、糖類(糖勻體):均由糖組成的物質(zhì),如單糖、低聚糖、多糖等。(1)單糖類(monosaccharide)1. 常見單糖(部分圖見前)木糖(Xyl)、葡萄糖(Glc)、果糖(Fru)、鼠李糖(Rha)、甘露糖(Man)、核糖(Rib)、半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Aba)。其中,甘露糖與葡萄糖在C2差向異構(gòu),半乳糖與葡萄糖在C4差向異構(gòu);山梨糖與果糖在C5差向異構(gòu);阿拉伯糖與木糖在C4位差向異構(gòu)。2. 氨基糖(amino su

40、gar)單糖的伯或仲醇基置換成氨基的糖類。天然氨基糖大多為2-氨基-2-去氧醛糖(葡萄糖胺),且主要存在于動物和微生物中。氨基糖苷類抗生素如慶大霉素、卡那霉素、鏈霉素等中含有氨基糖,糖部分對其藥理作用具有明顯的影響。3. 糖醇(-itol)單糖的醛基或酮基還原成羥基后所得的多元醇。如D-山梨醇、D-木糖醇。4. 去氧糖(deoxysugar)單糖分子的一個或二個羥基為氫原子代替的糖。5. 糖醛酸(-uronic acid)單糖分子中伯醇基氧化成羧基的化合物。如葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸。(2)低聚糖類(oligosaccharides)29個單糖基通過O苷鍵鍵合而成的直鏈或支鏈糖的聚糖。1. 分類

41、* 按含有單糖的個數(shù)分類:二糖、三糖、四糖等* 按是否含有游離醛基或酮基分類:還原糖(如麥芽糖)、非還原糖(如蔗糖)2. 命名以末端糖(含游離端基碳)作為母體,除末端糖之外的糖作為糖基,并標明糖與糖的連接位置、成環(huán)形式和苷鍵構(gòu)型等。雙糖表示方法:(a)母體結(jié)合碳位-O- /-D/L-單糖-D/L-母體;(b)/-D/L-單糖-(碳位母體碳位)-D/L-母體三糖以上采用方法(b),且單糖采用縮寫,p表示吡喃糖,f表示呋喃糖。3. 環(huán)糊精(cyclodextrin)由Bacillus macerans等菌產(chǎn)生的一種淀粉酶(cyclomaltodextrin glucano-transferase)

42、的作用下,淀粉分解可生成一種由68個葡萄糖以-1,4環(huán)狀結(jié)合的結(jié)晶低聚物,稱為Schardinger 糊精。包括-環(huán)糊精(六糖)、-環(huán)糊精(七糖,產(chǎn)量最大)、-環(huán)糊精(八糖)。其具有良好水溶性,內(nèi)側(cè)則具有疏水性,常用作藥物包合劑等。(3)多聚糖類(polysaccharide,-an)由十個以上的單糖通過苷鍵連接而成的聚糖。1. 生物體內(nèi)的功能 * 動植物的支持組織:纖維素、甲殼素等* 動植物的貯存養(yǎng)料:淀粉、肝糖元等2. 類型均多糖、雜多糖、復雜多糖 3. 常見多糖植物多糖:淀粉(直鏈/支鏈,14,分支16)、纖維素(14)、果聚糖、樹膠、粘液質(zhì)、粘膠質(zhì)等動物多糖:糖原(與淀粉類似,聚合度大

43、、分支度高)、甲殼素(14)、肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸等7、苷類(配糖體/糖雜體,Glycosides)糖與非糖(苷元)通過糖的端基碳原子連接而成的化合物(-oside,-in)。(1)分類1. 按苷原子不同分類氧苷、氮苷、硫苷、碳苷等。2. 按苷元不同分類如黃酮苷、蒽醌苷、香豆素、強心苷、皂苷等3. 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。酚苷:是通過酚羥基與糖端基羥基脫水而成的苷。酯苷(酰苷):苷元以-COOH和糖的端基碳相連接而成的苷。氰苷:主要是指一類-羥腈的苷,如苦杏仁苷。4. 按端基碳構(gòu)型分苷:多為L型,如鼠李糖苷苷:多為D型,如葡萄糖苷5. 按連接單糖個數(shù)分1

44、個糖單糖苷2個糖雙糖苷3個糖叁糖苷6. 按糖鏈個數(shù)分1個位置成苷單糖鏈苷2個位置成苷雙糖鏈苷7. 按生物體內(nèi)存在形式分原級苷(原生苷)在植物體內(nèi)原存在的苷。次級苷(次生苷)原級苷水解掉一個糖或(苷元)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。(2)植物糖苷的重要特點1. 植物糖苷中最常見的組成單糖是葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖。2. 植物糖苷中的糖苷鍵均為1,2-反式糖苷鍵,強心苷中2-脫氧糖糖苷鍵例外。3. 皂苷的糖鏈最為復雜和多樣,一個分子中可以帶有三條糖鏈,糖鏈可以是四糖、五糖或更長的寡糖;其次是黃酮苷(包括花青素苷),其中三糖和四糖也較常出現(xiàn)。4. 其他植物糖苷中的糖鏈較為簡單,如其他萜類(包括單萜、倍

45、半萜、二萜、胡蘿卜素等)、芥子素(硫苷)和氰苷等,有許多只含有一個單糖,且往往是葡萄糖。5. 對于芳香類化合物,如黃酮、香豆素類和蒽醌等,既存在糖與酚羥基相連的O-糖苷,又存在糖與苯環(huán)碳相連的C-糖苷。6. 植物糖苷的糖鏈有時被一些?;揎棧◤碗s多糖)。7. 植物糖苷是種屬特異性的,因而可作為植物分類的參考。8. 植物糖苷的糖鏈是苷元特異性的,反映了植物體內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶對苷元的選擇性。9. 一個植物糖苷可能存在于許多植物。10. 一種植物往往含有一系列的同種類型的糖苷,在結(jié)構(gòu)上僅有微小差別。(3)物理性質(zhì)1. 溶解性糖小分子極性大,水溶性好;聚合度增高,水溶性下降。多糖難溶于冷水,或溶于熱水成

46、膠體溶液。苷親水性(與連接糖的數(shù)目、位置有關(guān))苷元親脂性2. 味覺單糖、低聚糖甜味。多糖無甜味(隨著糖的聚合度增高,甜味減?。┸疹惪?、甜等3. 旋光性具有多個不對稱碳原子(故具有旋光性),多數(shù)苷類呈左旋。利用旋光性 測定苷鍵構(gòu)型(即、苷鍵),如Klyne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。(4)化學性質(zhì)單糖的化學結(jié)構(gòu)中所含活性基團:醛(酮)基、伯醇基、仲醇基、鄰二醇基。1. 氧化反應單糖分子中醛(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:(溴水可區(qū)分醛糖與酮糖)化學反應的活潑性:端基碳原子 &g

47、t; 伯碳 > 仲碳過碘酸反應糖苷類和多元醇的結(jié)構(gòu)研究(氧環(huán)大小、連接位置、羥基數(shù)目等)主要作用于:鄰二醇、-氨基醇、-羥基醛(酮)、-羥基酸、鄰二酮、酮酸和某些活性次甲基等結(jié)構(gòu)。(反應中形成五元環(huán)結(jié)構(gòu))過碘酸反應必有鄰二醇或相應結(jié)構(gòu)(無則不反應);有二氧化碳生成必有羧基;有甲酸生成必有鄰三醇結(jié)構(gòu);有氨生成必有氨基;有羧酸生成必有羰基。反應特點: 反應定量進行(試劑與反應物基本是1:1)。 在水溶液中進行或有水溶液(否則不反應)。 反應速度: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,產(chǎn)物及消耗過碘酸用Haworth式計算。

48、 在異邊而無扭轉(zhuǎn)余地的鄰二醇不起反應。用途:通過測定HIO4的消耗量以及最終的降解產(chǎn)物 推測糖中鄰二羥基多少(如游離單糖,1鄰二羥基結(jié)構(gòu)消耗1HIO4); 同一分子式的糖,推測是吡喃糖還是呋喃糖; 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)。2. 糠醛形成反應單糖在濃酸加熱作用下,脫水生成呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的糠醛衍生物。糖顯色反應:* Molish試劑:濃H2SO4 + -萘酚 * 鄰苯二甲酸苯胺(色譜顯色)多糖等在濃酸作用下先水解在發(fā)生Molish反應。3. 羥基反應糖的-OH反應醚化、酯化和縮醛(酮)化、與硼酸的絡合反應反應活性:半縮醛羥基(C1-OH) 伯醇基

49、(C6-OH ) C2-仲醇基 其他仲醇基(伯醇因其處于末端,在空間上對反應有利,因此活性高于仲醇。) * 環(huán)狀結(jié)構(gòu)中:橫鍵羥基 豎鍵羥基(橫鍵位阻有利) 甲醚化* 判斷反應是否完全的方法:甲基化物可用紅外光譜測試,直到無-OH吸收峰為止。* 制備成甲苷:用限量試劑,即克分子比1:1時,可得甲苷。如Haworth法(硫酸二甲酯,不常用)、Purdie法、Hakomori法(箱守法:樣品 + DMSO + NaH + MeI 全甲基化,反應在非水溶劑即二甲基亞砜溶液中進行,反應一次即可) 三苯甲醚化(可逆,可用于保護羥基) 三甲硅醚化(可用于增大糖類揮發(fā)性,利于色譜分析) ?;磻セ磻┝u

50、基活性與甲基化反應相同。利用?;膳袛嗵巧?OH數(shù)目、保護-OH,在分離、鑒定和糖化學合成等研究中經(jīng)常使用。 縮酮和縮醛化反應(保護游離羥基)酮或醛在脫水劑如礦酸、無水ZnCl2、無水CuSO4等存在下,易與多元醇的二個有適當空間位置的羥基形成環(huán)狀縮酮(ketal)或縮醛(acetal)。酮類易與順鄰二-OH生成五元環(huán)狀物;醛類易與1,3-雙-OH生成六元環(huán)狀物。如:糖 + 丙酮 五元環(huán)縮酮(異丙叉衍生物)糖 + 丙酮 五元環(huán)縮酮(雙異丙叉衍生物)當糖結(jié)構(gòu)中無順鄰-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)糖 + 苯甲醛 六元環(huán)狀縮醛(苯甲叉衍生物)4. 硼酸絡合反應糖的鄰

51、二羥基可與許多試劑生成絡合物,借生成絡合物的某些物理常數(shù)的改變,可有助于糖的分離、鑒定和構(gòu)型推定。如硼酸絡合物、鉬酸絡合物、銅氨離子絡合物等,可用于離子交換、電泳等。糖 + H3BO3(Lewis酸) 絡合物(酸性增加、可離子化)與溶液pH、化合物比例與結(jié)構(gòu)等有關(guān)反應要求開環(huán)化合物:碳鏈上-OH越多,越易造成有利地位(順鄰二-OH)。環(huán)上的二羥基:芳環(huán)-OH鄰位易,間、對位次之;五元、六元脂環(huán)順式鄰二-OH易絡合,反式鄰二-OH不作用。-羥酸(HO-CH-COOH):可絡合;-羥酸(HO-CH-CH2-COOH):不作用。糖和苷類化合物絡合能力:呋喃糖苷單糖吡喃糖苷五碳醛糖六碳醛糖。8、苷鍵的

52、水解研究苷類的化學結(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、苷鍵的構(gòu)型等。為此必先使用某種方法使苷鍵切斷,按程度分為全裂解和部分裂解,常用方法有:酸催化水解反應、酸催化甲醇解反應、乙酰解反應、堿催化水解和消除反應、酶催化水解反應、氧化開裂法(Smith降解法)。(1)酸催化水解反應苷鍵屬于縮醛結(jié)構(gòu),易為稀酸催化水解。其機理是苷原子先質(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。酸水解難易受到苷原子的電子云密度和空間位阻等的影響,其規(guī)律如下:1. 苷原子酸水解由易到難:N-苷> O-苷> S-苷> C-苷,但N處于酰胺或嘧啶位

53、置時,N-苷也難以進行酸水解。2. 糖基呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解(位阻與張力)酮糖較醛糖易水解(空間位阻)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>糖醛酸(空間位阻)C5上有-COOH取代時,最難水解(因誘導使苷原子電子密度降低)各類取代糖水解速度為:2,6-二去氧糖> 2-去氧糖> 6-去氧糖> 2-羥基糖> 2-氨基糖(影響電子云密度)3. 苷元芳香屬苷較脂肪屬苷易水解,如酚苷 > 萜苷、甾苷(因芳香苷元部分有供電結(jié)構(gòu),而脂肪屬苷元無)。苷元為小基團時,苷鍵橫鍵比豎鍵易水解(橫鍵易質(zhì)子化

54、);苷元為大基團時,苷鍵豎鍵比橫鍵易水解(苷的不穩(wěn)定性促使其易水解)。雙相水解反應:苷元對酸不穩(wěn)定的苷進行酸水解時,在酸水解反應液中加入與水不相混溶的有機溶劑,使水解后游離出來的苷元立即轉(zhuǎn)溶于有機相中,以避免苷元與酸長時間接觸而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化生成次生苷元。酸水解反應的產(chǎn)物為游離糖,故不能確定糖在苷中的氧環(huán)大小。(2)酸催化甲醇解反應在酸的甲醇液中進行甲醇解,可生成一對保持原氧環(huán)大小的甲基糖苷異構(gòu)體??捎糜谂袛嘬罩刑堑难醐h(huán)大小。(3)乙酰解反應(Acetolysis)常用試劑:醋酐 + 酸(H2SO4、HClO4、CF3COOH或Lewis酸如ZnCl2、BF3等)乙酰解反應與酸催化水解相似,以C

55、H3CO+為進攻基團。反應條件較溫和,一般是在室溫放置數(shù)天??砷_裂部分苷鍵,易發(fā)生糖的端基異構(gòu)化。反應產(chǎn)物為單糖、低聚糖、苷元的乙?;苌?。1. 苷鍵鄰位有電負性強的基團(如環(huán)氧基、?;┛墒狗磻兟?。2. -苷鍵葡萄糖雙糖的反應速度:(16)>>(14)>(13)>(12)可用于決定糖與糖之間的連接位置,并增加了反應產(chǎn)物的脂溶性,還可保護苷元上的-OH,有利于提取、精制和鑒定等。(4)堿催化水解和消除反應一般苷鍵對稀堿穩(wěn)定,但某些特殊的苷如酯苷、酚苷、與羰基共軛的烯醇苷等易為堿水解,其中,C1-OH與C2-OH處于反式時較順式易水解(鄰基參與)。反式:水解產(chǎn)物為1,6-葡萄糖酐;順式:水解產(chǎn)物為正常的糖??衫盟猱a(chǎn)物判斷苷鍵構(gòu)型。-消除反應:苷鍵

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