《中藥化學(xué)》課件第三章 糖和苷類(lèi)

1、第三章 糖和苷類(lèi)化合物授課教師:北京中醫(yī)藥大學(xué) 李強(qiáng) 目標(biāo)要求糖類(lèi)化合物單糖（葡萄糖，鼠李糖）;二糖（麥芽糖，蔗糖，蕓香糖）;多糖的分類(lèi)糖的分離:常用的填料苷類(lèi)化合物:分類(lèi);不同苷鍵原子的代表化合物名稱(chēng)不同苷鍵的水解難易情況檢識(shí)苷的結(jié)構(gòu)研究糖與糖連接位置的確定全甲基化甲醇解苷鍵構(gòu)型的研究第一節(jié) 糖類(lèi)化合物一、概述 糖是多羥基醛或酮及其衍生物、聚合物的總稱(chēng)。通式為 Cx（H2O）Y。（又稱(chēng)碳水化合物）。二、糖類(lèi)的結(jié)構(gòu)與分類(lèi) 單糖：不能再被簡(jiǎn)單地水解成更小分子的 糖，是糖類(lèi)物質(zhì)的基本單位。低聚糖（寡糖）：由29個(gè)單糖通過(guò)糖苷 鍵聚合而成，能被水解成相應(yīng)數(shù)目單糖多糖：由10個(gè)以上的單糖通過(guò)糖苷鍵聚

2、合而成，通常是由幾百甚至幾千個(gè)單 糖組成的高分子化合物，能被水解為 多個(gè)單糖。已失去一般單糖的性質(zhì)。分類(lèi)（一）單糖 最常見(jiàn)的為五碳糖和六碳糖。單糖的衍生物以糖醇和糖醛酸較為常見(jiàn)。單 糖五碳醛糖-木糖甲基五碳糖-鼠李糖糖醛酸-葡萄糖醛酸六碳酮糖-果糖六碳醛糖-葡萄糖糖醇-衛(wèi)矛醇七碳酮糖-景天庚酮糖（二）低聚糖 可分為二糖、三糖、四糖等。蔗糖(glc-fru),麥芽糖(glc-glc),蕓香糖(glc-rha)非還原糖：如果兩個(gè)單糖均以端基的羥基脫水而成，形成的低聚糖就沒(méi)有游離的醛基或酮基，失去還原性。還原糖：含有游離的醛基或酮基，具有還原性。（三）多糖水不溶性的：主要形成動(dòng)植物的支持組織。 如：

3、纖維素，甲殼素等，分子呈直糖鏈型。水溶性的：溶于熱水成膠體溶液，為動(dòng)植物儲(chǔ)藏養(yǎng)料。 如：淀粉、菊糖、粘液質(zhì)、果膠、樹(shù)膠等。還有人參多糖、黃芪多糖等。借酶水解釋放單糖，有直鏈型，多為支鏈型?；靖拍罹嗵牵河赏环N單糖組成。雜多糖：由二種以上單糖組成。多 糖果聚糖粘液質(zhì)淀粉肝素茯苓多糖豬苓多糖靈芝多糖纖維素植物多糖動(dòng)物多糖甲殼素樹(shù)膠透明質(zhì)酸硫酸軟骨素菌類(lèi)多糖1、 植物多糖 （1）纖維素 由30005000個(gè)分子的葡萄糖通過(guò)1 4苷鍵以反向連接聚合面成的直鏈葡聚糖。分子直線(xiàn)型，不易被稀酸、堿水解。不溶于水。CMC-Na或作為醫(yī)藥品的混懸劑、粘合劑 （2） 淀粉 直鏈的糖淀粉：1 4連接的D-葡萄吡

4、喃糖，聚合度300-350，可溶于熱水成透明溶液。 支鏈的膠淀粉：1 4連接的D-葡萄吡喃糖，聚合度3000，但有1 6的分支鏈，平均支鏈長(zhǎng)25個(gè)單位，不溶冷水，溶于熱水成粘膠狀。 糖淀粉遇碘顯蘭色，膠淀粉顯紫色。 黃芪多糖具有較強(qiáng)的抗腫瘤作用 在制劑中常用作賦形劑。（3）粘液質(zhì) 粘液質(zhì)是植物種子、果實(shí)、根、莖和海藻中存在的一類(lèi)粘多糖?？扇苡跓崴?，冷后呈膠凍狀。 褐藻酸鈉注射液-增加血容，維持血壓（4）果聚糖 以果糖聚合而成。如：菊糖、麥冬多糖、桔梗多糖等。（5）樹(shù)膠 樹(shù)膠是植物受傷害或毒菌類(lèi)侵襲后分泌物質(zhì)，干后成半透明狀。如：沒(méi)藥樹(shù)膠，是雜多糖。2、菌類(lèi)多糖（1）豬苓多糖：以 1 3 、1

5、4 、1 6鍵結(jié)合的葡聚糖，支鏈在C3和 C6上。具有抗腫瘤轉(zhuǎn)移和調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞免疫功能，對(duì)慢性肝炎也有良好的療效。（2）茯苓多糖 為具有1 6吡喃葡萄糖為支鏈的1 3葡聚糖。結(jié)構(gòu)改造后，有顯著的抗腫瘤活性。二者皆屬葡聚糖（3）靈芝多糖 為雜多糖。具抗腫瘤活性。3、動(dòng)物多糖（1）肝素：是一種含有硫酸酯的粘多糖，它的組分是氨基葡萄糖、艾杜糖醛酸和葡萄糖醛酸。是一個(gè)天然的抗凝血物質(zhì)，用于預(yù)防血栓疾病。（2）透明質(zhì)酸 是由D-葡萄糖醛酸1 4 和乙酰D-葡萄糖胺1 43連接而成的直鏈酸性粘多糖。它可用于視網(wǎng)膜脫離手術(shù)，并是天然保濕因子。(3) 甲殼素 是組成甲殼類(lèi)昆蟲(chóng)外殼的主要成分，其結(jié)構(gòu)和安定性與纖

6、維素類(lèi)似。甲殼素及脫乙酰甲殼素應(yīng)用非常廣泛，可制成透析膜、超濾膜，用作藥物的載體，還可用于人造皮膚、人造血管等。 第二節(jié) 苷類(lèi)化合物 一、概述 （一）定義 苷類(lèi)（配糖體）：糖或糖的衍生物與另一非糖物質(zhì)（苷元、配基）通過(guò)糖的端基碳連接而成的化合物。 其連接的鍵為苷鍵。 二、苷類(lèi)的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)(一）苷類(lèi)的結(jié)構(gòu)苷類(lèi)多為糖的半縮醛羥基與苷元上羥基脫水縮合，成為具有縮醛結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。苷鍵：苷元與糖之間的鍵。苷鍵原子：苷元上形成苷鍵以連接糖的原子。（二）分類(lèi)1、其它分類(lèi) （1）按在生物體內(nèi)存在的形式 原生苷：原存于植物體內(nèi) 次生苷：原生苷水解失去部分糖 （2）按苷元的化學(xué)結(jié)構(gòu)：甾苷、黃酮苷 （3）按連接單糖的

7、數(shù)目：?jiǎn)翁擒?、雙糖苷 （4）按連接糖的鏈數(shù)：?jiǎn)翁擎溰?、雙糖鏈苷 （5）按植物來(lái)源分：人參皂苷 2、按苷鍵原子分類(lèi)：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷 苷氮苷硫苷氰苷酯苷酚苷醇苷氧苷碳苷（1）氧苷 醇苷：是由苷元醇羥基與糖端基羥基脫水縮合而成。 其中，強(qiáng)心苷和皂苷是醇苷中重要類(lèi)型。 酚苷：是由苷元酚羥基與糖分子端基羥基脫水縮合而成。（自然界中以酚苷為多）紅景天苷丹皮苷氰苷： 主要指具有-羥基腈的苷元與糖組成的氧苷。具有水溶性，不宜結(jié)晶，易水解。經(jīng)酶水解生成的苷元不穩(wěn)定，立即分解為醛（酮）和氫氰酸。+ HCN 苦杏仁苷氫氰酸 酯苷 苷元的羧基和糖的半羧醛羥基脫水而成。兼具羧醛和酯的性質(zhì)。易為稀酸和稀堿水解。山

8、慈姑苷：抗霉菌的活性成分，水解后，立即生成山慈姑內(nèi)酯。+ glc山慈菇苷山慈菇內(nèi)酯(2)硫苷是由苷元上巰基與糖分子端基羥基脫水縮合而成。（3）氮苷是由苷元上氮原子與糖分子的端基碳直接相連而成。 （4）碳苷苷元的碳原子與糖分子的端基碳直接連接而成。蘿卜苷腺苷蘆薈苷三 苷的理化性質(zhì)（一）性狀 固體，無(wú)定型粉末，有吸濕性，味道不一，有些對(duì)粘膜有刺激。（二）旋光性 多呈左旋。水解后，分解出糖分子，混合物右旋。 （三）溶解性 親水性，在各類(lèi)化學(xué)成分中，苷類(lèi)屬于極性較大的物質(zhì)。在甲醇、乙醇、含水正丁醇中溶解度較大。一般也可溶于熱水。 糖基越多，水溶性越大；苷元為大分子低極性，糖基少，水溶性差。 因此，當(dāng)用

9、不同極性的溶劑順次萃取時(shí)，苷在各部分都有發(fā)現(xiàn)的可能。C-苷：在水或其它溶劑中溶解度都特別小。（四）苷鍵的裂解 苷鍵的裂解反應(yīng)是研究苷鍵和糖鏈結(jié)構(gòu)的重要反應(yīng)。常用的裂解方法有酸水解，堿水解，酶水解，氧化開(kāi)裂法。1. 酸催化水解苷鍵具有縮醛結(jié)構(gòu)，易為稀酸催化水解。酸催化水解的規(guī)律 酸催化水解的難易與苷鍵原子的電子云密度及其空間環(huán)境有密切關(guān)系。苷元結(jié)構(gòu)有利于苷鍵原子質(zhì)子化的，易于水解。（1） 按苷鍵原子的不同，酸水解由易到難 N-苷 O-苷 S-苷 C-苷（N原子堿度高，易接受質(zhì)子，易水解；C上無(wú)共享電子對(duì)，不易質(zhì)子化。）（2）呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解 水解速率大50-100倍。（五元呋喃環(huán)的平面性

10、使各取代基處于重疊位置，張力較大， 形成水解中間體后可使張力減小,故易于水解。（3）酮糖較醛糖易于水解。（4）吡喃醛糖苷中，C5上的取代基越大越難水解。（空間位阻現(xiàn)象）五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖葡萄糖醛酸（5）氨基糖較難水解，羥基糖次之。去氧糖最易水解。 2去氧糖苷2羥基糖苷氨基糖苷（這是因?yàn)槲娮踊恼T導(dǎo)效應(yīng)）（6）芳香族苷較脂肪族苷易水解。（因苯環(huán)的供電子效應(yīng)）注意：可采用二相水解反應(yīng)，使對(duì)酸不穩(wěn)定的苷元結(jié)構(gòu)得以保留。2.堿催化水解 適于苷元為酯苷，酚苷，烯醇苷和-位有吸電子基者。3、酶水解特點(diǎn)：酶水解具有專(zhuān)屬性高，反應(yīng)溫和（3040度），可獲知苷鍵的構(gòu)型，保持苷元結(jié)構(gòu)不變，還可保留部分

11、苷鍵得到次級(jí)苷或低聚糖。常用的酶: 轉(zhuǎn)化糖酶、麥芽糖酶 、苦杏仁苷酶4、氧化開(kāi)裂法Smith降解法：HIO4與BH4-，可使具鄰二羥基的結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。生成二元醇或三元醇。 第三節(jié) 提取分離方法一、糖和苷類(lèi)的提?。ㄒ唬┨堑奶崛√穷?lèi)一般用水和稀醇。抑制酶水解保持糖的原存形式。加入無(wú)機(jī)鹽或加熱回流破壞酶。避免與酸接觸。P56頁(yè)提取方法。多糖為大分子極性化合物，多數(shù)采用不同溫度的水和稀堿液、稀醇。避免用酸提取。可過(guò)濾或離心除去不溶物后，上清液加25倍量的乙醇沉淀。沉淀再用丙酮、乙醚、乙醇洗滌，得粗多糖。（二）苷類(lèi)的提取 提取苷時(shí)，必須設(shè)法抑制或破壞酶的活性，防止酶水解方法：加入CaCO3或用甲，乙醇或沸水

12、提取，并避免與酸堿接觸，如藥材本身具有酸堿性，可用適當(dāng)方法中和。P57提取次生苷時(shí)，可利用發(fā)酵，酶水解，再用親脂性溶劑提取。提取苷元：徹底水解，盡量不破壞苷元結(jié)構(gòu)。 一般先用酸水解，水解液中和到中性，然后用氯仿（或乙酸乙酯、石油醚）提取苷元。也可先提總苷，再水解。 二、糖和苷的分離(一）糖的分離單糖或低聚糖一般用活性炭、大孔樹(shù)脂、纖維素色譜?；钚蕴浚喉槾斡盟?乙醇洗脫。分別得到：無(wú)機(jī)鹽和氨基酸；單糖；二糖；三糖，其它低聚糖。多糖采用分級(jí)沉淀法使不同分子量的多糖分步沉淀。除蛋白：三氟三氯乙烷法和sevag法。即正丁醇-氯仿1：4混合后與多糖水溶液振搖放置，使蛋白質(zhì)變性。凝膠柱層析 常用有DEAE

13、-Sephadex A-25或A-50。大分子先洗下。電泳法：分離酸性多糖超速離心法：根據(jù)分子量大小。(二）苷的分離1、純化的方法 （1） 溶劑法：提取物溶于少量甲醇（水），滴加丙酮（或乙醚），使苷類(lèi)沉淀。 （2）大孔樹(shù)脂：粗提物溶于水，吸附于柱上，先用水洗去無(wú)機(jī)鹽、糖、肽類(lèi)等，再用乙醇梯度洗脫。2、分離方法常用硅膠、反相硅膠、葡聚糖凝膠等材料。葡聚糖凝膠：Sephedex-20，Sephedex-G。 第四節(jié) 糖和苷類(lèi)的檢識(shí)（一）Molish反應(yīng)試劑：5%-萘酚乙醇液 ，濃硫酸現(xiàn)象：兩液面間產(chǎn)生紫色環(huán) 證明有糖或苷。苷的確證：將樣品的醇溶液進(jìn)行菲林試劑反應(yīng)，除去磚紅色沉淀，濾液進(jìn)行Molish反應(yīng)，如為陽(yáng)性，則說(shuō)明存在苷類(lèi)。（二）菲林（Cu2+ Cu2O）反應(yīng)和多倫(銀氨絡(luò)合離子-銀鏡反應(yīng)）反應(yīng)陽(yáng)性說(shuō)明有還原糖。陰性，水解后再進(jìn)行反應(yīng)，如為陽(yáng)性，說(shuō)明有多糖或苷類(lèi)。（三）水解反應(yīng) 水解后，出現(xiàn)沉淀，可能為苷類(lèi)；還可將苷元用氯仿提取，利用其性質(zhì)進(jìn)行檢識(shí)。二、色譜檢識(shí)（一）薄層色譜硅膠：極性大的：正丁醇-乙酸-水（4：1：5上層）；氯仿-甲醇-水（65：35：10，下層）極性小的：氯仿-甲醇、氯仿-甲醇-水等。（二）紙色譜 糖和苷類(lèi)：水飽和的有機(jī)溶劑（BAW）顯色劑：苯胺-鄰苯二甲酸、三苯四氮鹽薄層使用：茴香