天然藥物化學(xué)二章糖課件

第二章糖和苷

SaccharidesandGlycosides

第二章糖和苷

SaccharidesandGlyco概述糖類又稱碳水化合物（carbohydrates）

糖類在中草藥中分布十分廣泛，常常占植物干重的80%~90%糖類與核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)一起合稱生命活動所必需的四大類化合物從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看是多羥基內(nèi)半縮醛（酮）及其縮聚物。根據(jù)其分子水解反應(yīng)的情況，可以分為單糖、低聚糖和多糖。苷：定義概述糖類又稱碳水化合物（carbohydrates）第一節(jié)單糖的立體結(jié)構(gòu)

Stereo-structuresofMonosaccharides一、糖的表示式(三種方式)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式表示天然常見糖如下：第一節(jié)單糖的立體結(jié)構(gòu)

Stereo-structure天然藥物化學(xué)二章糖課件天然藥物化學(xué)二章糖課件二、Fischer與Haworth的轉(zhuǎn)換及其

相對構(gòu)型（α，β）二、Fischer與Haworth的轉(zhuǎn)換及其

相對構(gòu)型（α單糖結(jié)構(gòu)的表示方法：二、單糖的立體化學(xué)單糖結(jié)構(gòu)的表示方法：二、單糖的立體化學(xué)從Fischer式看（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α，反式為β。從Haworth式看C1-OH與C5（或C4）上取代基之間的關(guān)系：同側(cè)為β，異側(cè)為α。

從Fischer式看（C1與C5的相對構(gòu)型）天然藥物化學(xué)二章糖課件三、糖的絕對構(gòu)型（D、L）

三、糖的絕對構(gòu)型（D、L）Haworth式中C5向上為D型，向下為L型。

Haworth式中C5向上為D型，向下為L型。重要的基本概念：絕對構(gòu)型（D/L型）

：習(xí)慣上將單糖Fischer投影式中距羰基最遠的那個不對稱碳原子的構(gòu)型定為整個糖分子的絕對構(gòu)型。其羥基向右的為D型，向左的為L型；而Haworth式中則看那個不對稱碳原子上的取代基，向上的為D型，向下的為L型。重要的基本概念：絕對構(gòu)型（D/L型）：習(xí)慣上將單糖Fisc重要的基本概念：相對構(gòu)型(α/β):單糖成環(huán)后新形成的一個不對稱碳原子稱為端基碳(anomericcarbon)，生成一對差向異構(gòu)體有α/β兩種構(gòu)型。從Fischer式看，C1-OH與原C5(六碳糖)或C4(五碳糖)-OH,順式的為α，反式的為β。因此，α/β是C1與C5的相對構(gòu)型。而在Haworth式中，C6或C5在同側(cè)的為β型，異側(cè)的為α型重要的基本概念：相對構(gòu)型(α/β):單糖成環(huán)后新形成的一個四、環(huán)的構(gòu)象呋喃糖五元環(huán)接近在同一平面上。唯醛糖的C3、酮糖的C4超出平面0.5A，幾乎是固定的結(jié)構(gòu)。

四、環(huán)的構(gòu)象呋喃糖五元環(huán)接近在同一平面上。唯醛糖的C3、酮糖船式和椅式呋喃糖六元環(huán)有船式和椅式構(gòu)象，在溶液或固體狀態(tài)是都是椅式構(gòu)象，不是C1便是1C。

船式和椅式呋喃糖六元環(huán)有船式和椅式構(gòu)象，在溶液或固體狀態(tài)是五、豎鍵和橫鍵的寫法五、豎鍵和橫鍵的寫法第二節(jié)糖和苷的分類ClassifyofSaccharidesandGlycosides第二節(jié)糖和苷的分類一、天然界常見的單糖

1、常見單糖一、天然界常見的單糖

1、常見單糖2．氨基糖是指單糖的伯或仲醇基置換成氨基的糖類。

2．氨基糖是指單糖的伯或仲醇基置換成氨基的糖類。3．糖醇單糖的醛或酮基還原成羥基后所得的多元醇稱糖醇。

3．糖醇單糖的醛或酮基還原成羥基后所得的多元醇稱糖醇。4．去氧糖

單糖分子的一個或二個羥基為氫原子代替的糖叫去氧糖。

通常在C2上無-OH，強心苷中較多見。

4．去氧糖單糖分子的一個或二個羥基為氫原子代替的糖叫去氧糖5．糖醛酸

單糖分子中伯醇基氧化成羧基的化合物。

R5．糖醛酸

單糖分子中伯醇基氧化成羧基的化合物。R二、低聚糖（Oligosaccharides）

定義：是指由2~9個單糖基通過苷鍵鍵合而成的直糖鏈或支糖糖的聚糖。低聚糖天然界的存在形式：非游離，為多聚糖的酶或酸水降解產(chǎn)物或苷的糖元部分。低聚糖的分類

低聚糖的化學(xué)命名原則

低聚糖結(jié)構(gòu)的簡潔表達方式二、低聚糖（Oligosaccharides）三、多聚糖(Polysaccharides)，簡稱多糖

定義：多糖是由十個以上的單糖基通過苷鍵連接而成的一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子化合物?；拘再|(zhì)：甜味和強還原性消失。多糖的研究與應(yīng)用三、多聚糖(Polysaccharides)，簡稱多糖多糖的分類常見的植物多糖常見的動物多糖常見的菌類多糖多糖的分類四、苷類(Glycosides)

苷類又叫配糖體或糖雜體等，是一類極為復(fù)雜、涉及面極廣、數(shù)目龐大的天然藥物化學(xué)成分，其生物活性及藥物效用涉及醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域，是極為重要的一類化學(xué)成分。英文命名常以-inor-oside作后綴，如葛根黃素（puerarin)、葛根黃素木糖苷(puerarinxyloside)。四、苷類(Glycosides)1、苷的定義：糖或糖的衍生物(氨基糖、糖醛酸等)與另一非糖物質(zhì)(苷元或配基，aglycone或genin)通過糖的端基碳原子連接而成的化合物。1、苷的定義：糖或糖的衍生物(氨基糖、糖醛酸等)與另一非糖物苷是糖的衍生物，是糖在植物體內(nèi)的一種儲存形式，因為苷經(jīng)水解后能釋放出糖。如：

天然藥物化學(xué)二章糖課件2、苷類的結(jié)構(gòu)1）苷鍵：苷中的苷元與糖之間的化學(xué)鍵稱為苷鍵。2）苷原子：苷元上形成苷鍵以連接糖的原子，稱為苷鍵原子，也稱為苷原子。3）苷的構(gòu)型：單糖有α及β二種端基異構(gòu)體——α-苷和β-苷4）成苷的常見糖：2、苷類的結(jié)構(gòu)3、苷的分類：

苷類由結(jié)構(gòu)看主要由2部分組成：苷元、糖（糖衍生物）。苷的分類有多種方法：3、苷的分類：(1)

按苷鍵原子不同分：

O-苷(O鍵苷)：苷鍵原子為O,因苷元不同分：a.

醇苷：由苷元的醇羥基與糖端系質(zhì)子脫水而成的苷。Rhodioloside(紅景天苷)Ranunculin(毛茛苷)(1)按苷鍵原子不同分：Rhodioloside(紅景天！醇苷苷元中不少屬于萜類和甾醇類化合物

Glycyrrhizin(甘草皂苷A)！醇苷苷元中不少屬于萜類和甾醇類化合物b.酚苷：由苷元的酚羥基與糖上的半縮醛羥基脫水縮合而成的苷。天然藥物中為數(shù)甚多，根據(jù)苷元不同又有：

苯酚苷，如：Gastrodin(天麻苷)b.酚苷：由苷元的酚羥基與糖上的半縮醛羥基脫水縮合而成的苷。萘酚苷，如：Hydrojuglone(氫化胡桃葉醌苷)萘酚苷，如：HydrojugloneChrysophamolmonoglycoside(大黃酚苷)蒽醌苷，如：Chrysophamolmonoglycoside(大黃酚香豆素苷，如：Esculin(七葉苷)黃酮苷，如：Baicalin(黃芩苷)香豆素苷，如：Esculin(七葉苷)黃酮苷，如：Baicac.氰苷(cyanogenicglycosides)，是一類羥基腈與糖分子的端基羥基間縮合的衍生物，根據(jù)羥基與腈基的位置不同有：α-羥基腈苷，如：Prunasin(野櫻苷)c.氰苷(cyanogenicglycosides)，是一！！Cyanogenicglycoside即生成氰的苷，尤其α-羥基腈很不穩(wěn)定，一經(jīng)酶或酸、堿作用，立即生成氫氰酸，誤食該類植物有中毒危險。！！Cyanogenicglycoside即生成氰的苷，尤性質(zhì)：又稱蘇鐵毒苷。針狀結(jié)晶(水+丙酮+乙醚)。分解點154℃，旋光度-44°(c=0.62)。天然存在于蘇鐵科植物蘇鐵(CycasrevolutaThunb．)的葉、球果、種子等植物中。本品有致癌作用、給大鼠口服喂食能產(chǎn)生肝癌及腎癌，其致癌成分主要是蘇鐵毒苷原。但皮下注射本品時，又有抗小鼠艾氏腹水癌的作用，此作用與絲裂霉素C、氧氮芥相似。表現(xiàn)為與給藥途徑有關(guān)的雙重性，既有致癌作用又有抗腫瘤作用。性質(zhì)：又稱蘇鐵毒苷。針狀結(jié)晶(水+丙酮+乙醚)。分解點154TuliposideA(山慈菇苷A)d.酯苷：是苷元的羧基與糖上端羥基縮合而成的苷類，此類苷鍵既有縮醛的性質(zhì)，又有酯的性質(zhì)，易為稀酸或稀堿水解。如：TuliposideA(山慈菇苷A)d.酯苷：是苷元的羧基indicum(靛苷)e.吲哚苷：是吲哚醇羥基與糖脫水縮合的苷類。

indicum(靛苷)e.吲哚苷：是吲哚醇羥基與糖脫水縮合的glucoraphenin(蘿卜苷)硫苷(S鍵苷)：苷鍵原子為硫，是糖上端基羥基與苷元上的巰基縮合而成的苷。如：glucoraphenin(蘿卜苷)硫苷(S鍵苷)：苷鍵原子Adenosine(腺苷)crotonside(巴豆苷)氮苷(N鍵苷)：苷鍵原子為N，是苷元上胺基與糖縮合而成的一類苷。如核苷是核酸的重要組成部分，N苷是生化領(lǐng)域的重要物質(zhì)。如：Adenosine(腺苷)crotonsideVitexin(牡荊素)碳苷(C鍵苷)：是糖基直接接在碳原子上的苷類。天然藥物中常見的碳苷以黃酮類為多。如：Vitexin(牡荊素)碳苷(C鍵苷)：是糖基直接接在碳原子

蘆薈苷

(2)按苷元結(jié)構(gòu)類型不同分：黃酮苷類、香豆素苷類、蒽醌苷類、生物堿苷類、C21甾苷類、三萜皂苷類等。(3)突出特殊性質(zhì)和生物活性分：皂苷類、強心苷類等。(4)按糖的數(shù)目多少分：單糖苷類、低聚糖苷類等。(2)按苷元結(jié)構(gòu)類型不同分：黃酮苷類、香豆素苷類、蒽醌苷(5)按糖的種類分：去氧糖苷類、非去氧糖苷類。(6)按成苷數(shù)目分：單糖鏈苷、二糖鏈苷、三糖鏈苷等。(7)按苷的存在狀態(tài)分：原生苷、次生苷?！衲壳暗奶烊凰幬锘瘜W(xué)苷類成分類型的分類多穿叉應(yīng)用。(5)按糖的種類分：去氧糖苷類、非去氧糖苷類。第三節(jié)糖的性質(zhì)

PropertiesofSaccharides一、糖和苷的物理性質(zhì)（一）溶解性

▲糖——小分子極性大，水溶性好，隨著聚合度增高，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>雙糖極性（與羥基和碳的分擔比有關(guān)，即按-OH/C的分擔情況而定）第三節(jié)糖的性質(zhì)

PropertiesofSacch▲苷——親水性（其大小與連接糖的數(shù)目、位置有關(guān)）。

▲苷元——為親脂性。

▲苷——親水性（其大小與連接糖的數(shù)目、位置有關(guān)）。（二）味覺

①單糖~低聚糖——甜味。

②多糖——無甜味（隨著糖的聚合度增高，則甜味減?。?。

③苷類——苦（人參皂苷）、甜（甜菊苷）等。（三）其他

（二）味覺二、糖的化學(xué)性質(zhì)（一）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：

二、糖的化學(xué)性質(zhì)天然藥物化學(xué)二章糖課件化學(xué)反應(yīng)的活潑性：端基碳原子>伯碳>仲碳（即C1-OH、C6-OH、C2C3C4-OH）以過碘酸反應(yīng)為例來了解糖的氧化反應(yīng)的應(yīng)用。

化學(xué)反應(yīng)的活潑性：端基碳原子>伯碳>仲碳過碘酸氧化反應(yīng)：過碘酸反應(yīng)主要作用于鄰二醇、α-氨基醇、α-羥基醛（酮）、鄰二酮和某些活性次甲基等結(jié)構(gòu)。過碘酸氧化反應(yīng)：過碘酸反應(yīng)主要作用于鄰二醇、α-氨基醇、α-RR’RR’RR’RR’反應(yīng)特點：①反應(yīng)定量進行（試劑與反應(yīng)物基本是1：1）。②在水溶液中進行或有水溶液（否則不反應(yīng)）。③反應(yīng)速度：順式>反式（因順式易形成環(huán)式中間體）。反應(yīng)特點：④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式計算裂④游離單糖，產(chǎn)物及消耗過碘酸用Fischer式計算；裂⑤在異邊而無扭轉(zhuǎn)余地的鄰二醇不起反應(yīng)，如：

⑤在異邊而無扭轉(zhuǎn)余地的鄰二醇不起反應(yīng)，如：用途：（①~④）①推測糖中鄰二-OH多少；（試劑與反應(yīng)物基本是1：1）；②對同一分子式的糖來說，推測吡喃糖還是呋喃糖；用途：（①~④）③推測低聚糖和多聚糖的聚合度；④推測1,3連接還是1,4連接（糖與糖連接位置）

（糖與糖連接都是半縮醛-OH連接，即端基碳連接）③推測低聚糖和多聚糖的聚合度；（二）糠醛形成反應(yīng)

（二）糠醛形成反應(yīng)天然藥物化學(xué)二章糖課件反應(yīng)機理：在濃硫酸作用下，苷分子中糖內(nèi)部脫水成糠醛衍生物，再與酚類試劑縮合形成有色物。即紫紅色α-萘酚反應(yīng)機理：在濃硫酸作用下，苷分子中糖內(nèi)部脫水成糠醛衍生物，再1）Molish反應(yīng)：

樣品+濃H2SO4+α-萘酚

→

紫色環(huán)

▲多糖、低聚糖、單糖、苷類，與Molish反應(yīng)均為（+）。2）鄰苯二甲酸、苯胺+糖——棕黑色斑點

▲常用用于層析顯色1）Molish反應(yīng)：（三）羥基反應(yīng)：

主要反應(yīng)包括醚化、?；?、縮醛縮酮化。其中又以?；磻?yīng)較為重要。

從糖的結(jié)構(gòu)看，活性最高的是半縮醛羥基，但該羥基在苷類化合物中多已被苷化；其次是伯醇基；仲醇基更次，仲醇基中又以C2-OH較活潑，這是因為C2-OH受C1的誘導(dǎo)效應(yīng)致其酸性較強所致。

C1-OH>C6-OH>C2-OH>其他OH（三）羥基反應(yīng)：1、醚化反應(yīng)：

除苷鍵上甲氧基外，其余甲醚鍵對稀酸堿都很穩(wěn)定，須用濃氫碘酸或氫溴酸才能開裂。①Haworth法（不常用）含糖樣品+Me2SO4+30%NaOH→醇-OH全甲基化（需反復(fù)6~8次）（硫酸二甲酯）（濃堿）1、醚化反應(yīng)：

②Purdie法樣品+MeI+Ag2O→

全甲基化（醇-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。②Purdie法③Kuhn改良法：

糖+（CH3)2SO4+BaO/Ba(OH)2全甲基化

反應(yīng)在DMF（二甲基甲酰胺）進行③Kuhn改良法：④Hakomori法（箱守法）

樣品+DMSO+NaH+MeI→

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)。

④Hakomori法（箱守法）⑤重氮甲烷法（CH2N2）

樣品+CH2N2/Et2O+MeOH→

部分甲基化（-COOH、-CHO等）

⑤重氮甲烷法（CH2N2）2、?；磻?yīng)（酯化反應(yīng)）：

在苷類化合物的分離和結(jié)構(gòu)鑒定中，為了降低其親水性、判斷糖與糖、糖與苷元連接位置的需要，除了對苷類化合物中糖上羥基進行醚化外，酰化反應(yīng)也是常用的方法之一。其中以乙?；苌镙^為常見。2、?；磻?yīng)（酯化反應(yīng)）：常用的酰化試劑有：醋酐/吡碇；Ac2O/NaAc；Ac2O/ZnCl等。其糖分子上羥基?；y易與醚化反應(yīng)相同，即半縮醛羥基活性最高、末端伯醇基次之、仲醇基活性較低，仲醇基中又以C2-OH較易，C3-OH最難。常用的?；噭┯校?、縮酮和縮醛化反應(yīng)：

苷類化合物的結(jié)構(gòu)研究，進行衍生物制備時，為了使部分羥基不被甲醚化、?；３Ｓ每s酮或縮醛反應(yīng)予以保護。

3、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空間位置的羥基易形成環(huán)狀縮酮（ketal）和縮醛（acetal）。酮類易與順鄰-OH生成五元環(huán)狀物醛類易與1,3-或4，6-雙-OH生成六元環(huán)狀物

酮或醛在脫水劑如礦酸、無水ZnCl2、無水CuSO4等存例：當糖具有順鄰-OH時：

例：當糖具有順鄰-OH時：當糖結(jié)構(gòu)中無順鄰-OH時：易轉(zhuǎn)變?yōu)檫秽墙Y(jié)構(gòu)。

▲當單糖制成縮醛或縮酮之后，氧環(huán)大小不一定和原來游離糖相同。

當糖結(jié)構(gòu)中無順鄰-OH時：易轉(zhuǎn)變?yōu)檫秽墙Y(jié)構(gòu)。

糖+苯甲醛

→

六元環(huán)狀縮醛（稱：苯甲叉衍生物）例：葡萄糖甲苷（具有4，6雙-OH結(jié)構(gòu)）+苯甲醛

→

糖+苯甲醛→六元環(huán)狀縮醛（稱：苯甲叉衍生物）苯甲叉衍生物分：順式、反式順式有兩種構(gòu)象:

O-內(nèi)位（C1式）——較穩(wěn)定H-內(nèi)位（1C式）——穩(wěn)定性差

苯甲叉衍生物分：順式、反式如：半乳吡喃糖甲苷

如：半乳吡喃糖甲苷利用縮醛或縮酮反應(yīng)可以保護游離的羥基。例1：制備3-O-甲基葡萄糖的反應(yīng)

C6H5H苯甲C6H5H利用縮醛或縮酮反應(yīng)可以保護游離的羥基。C6H5H苯甲C6H5總之，以上方法主要目的是保護-OH。例2：

確定苷元與糖、糖與糖之間的連接位置方法如下：可將糖進行-OH保護后，經(jīng)水解，再通過光譜分析，游離-OH為糖與糖與苷元的連接位置。

總之，以上方法主要目的是保護-OH。4、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。4、硼酸絡(luò)合反應(yīng)：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。(1)絡(luò)合反應(yīng)分二步進行

糖+硼酸→絡(luò)合物（酸性增加、可離子化）①先生成1：1的絡(luò)合物，易失水而成平面形的中性酯。ⅠⅡ①先生成1：1的絡(luò)合物，易失水而成平面形的中性酯。ⅠⅡ②二個-OH地位適宜，則繼續(xù)生成2：1的螺環(huán)狀絡(luò)合物，四面體結(jié)構(gòu)固定，增加酸性。Ⅰ②二個-OH地位適宜，則繼續(xù)生成2：1的螺環(huán)狀絡(luò)合物，四面體（2）對二-OH的空間要求:只有處于同一平面上的羥基才能形成穩(wěn)定的絡(luò)合物①開環(huán)化合物：

碳鏈上-OH越多，越易造成有利地位（順鄰二-OH）；

（如：乙二醇，二個-OH互相排斥成180°角，而不利于反應(yīng)）

（2）對二-OH的空間要求:②環(huán)上的二-OH：

a.芳環(huán)-OH——鄰位易，間、對位次之；

b.五元、六元脂環(huán)——順易，反鄰二-OH不作用；

c.α-羥酸（HO-C-COOH）可絡(luò)合（-COOH水化成-C(OH)3后再絡(luò)合）；

β-羥酸

無作用。

d.絡(luò)合能力：呋喃糖〉單糖〉吡喃糖五碳醛糖〉六碳醛糖②環(huán)上的二-OH：（3）應(yīng)用（①~④）

①絡(luò)合后，中性可變?yōu)樗嵝?，因此可進行酸堿中和滴定；

②可進行離子交換法分離；

③可進行電泳鑒定；④在混有硼砂緩沖液的硅膠薄層上色譜。（3）應(yīng)用（①~④）第四節(jié)糖鏈的裂解

SplitofGlycosidicLinkage第四節(jié)糖鏈的裂解

SplitofGlycosidic天然藥物化學(xué)研究中，根據(jù)分子中糖的數(shù)目，切斷苷鍵的程度有原生苷、次生苷等稱謂?！眨菏侵柑烊凰幬镏性即嬖跔顟B(tài)的苷，也稱第一苷；▲次生苷：是指原始苷被部分切去糖后生成的苷，也叫第二苷。▲徹底切去糖的非糖部分稱為甙元。天然藥物化學(xué)研究中，根據(jù)分子中糖的數(shù)目，切斷苷鍵的程度有原生研究苷類的化學(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。

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、糖和糖的連接一、酸催化水解反應(yīng)

苷鍵為一縮醛鏈，故對堿、氧化劑較穩(wěn)定，但易被稀酸所水解，其反應(yīng)機制，以O(shè)苷為例可表述如下。一、酸催化水解反應(yīng)1、反應(yīng)機理：由上反應(yīng)可見酸催化水解是苷鍵先質(zhì)子化，然后斷鍵生成糖陽離子中間體，然后在水中溶劑化而成糖。因此，苷類的酸催化水解發(fā)生的難易必然受到苷鍵原子本身的電子狀態(tài)、空間環(huán)境及整個甙分子中多種因素的影響。1、反應(yīng)機理：由上反應(yīng)可見酸催化水解是苷鍵先質(zhì)子化，然后斷鍵2、酸水解的規(guī)律：（1）苷原子不同，酸水解難易順序為：

N>O>S>C（C-苷最難水解，從堿度比較也是上述順序）（2）氮原子在酰胺或嘧啶環(huán)上，這類苷很難水解。

2、酸水解的規(guī)律：（3）酚苷、烯醇苷比醇苷易于水解：因為苷原子質(zhì)子化時，芳環(huán)或雙鍵對苷鍵原子有一定的供電作用。（4）有氨基取代的糖較-OH糖難水解，-OH糖又較去氧糖難水解。2,6-二去氧糖>2-去氧糖>6-去氧糖>3-去氧糖>羥基糖>2-氨基糖

（3）酚苷、烯醇苷比醇苷易于水解：（5）呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解。因五元呋喃環(huán)上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。（6）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。

（5）呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解。（7）吡喃糖苷中：

①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

②C5上有-COOH取代時，最難水解

（因誘導(dǎo)使苷原子電子密度降低）。

（7）吡喃糖苷中：（8）苷元為小基團——苷鍵橫鍵比豎鍵易水解，即e>a

（橫鍵易質(zhì)子化）

大基團——苷鍵豎鍵比橫鍵易水解，即a>e

（苷的不穩(wěn)定性促使其易水解）

（8）苷元為小基團——苷鍵橫鍵比豎鍵易水解，即e>a3、酸催化水解反應(yīng)注意事項酸水解時，當苷元對酸不穩(wěn)定時將導(dǎo)致苷元的結(jié)構(gòu)變化，遇此種情況時可采用二相水解反應(yīng)。3、酸催化水解反應(yīng)注意事項酸水解時，當苷元對酸不穩(wěn)定時將導(dǎo)致二、乙酰解反應(yīng)（ACETOLYSIS）用乙酰解法可以開裂部分苷鍵而保存另一部分苷鍵，從而在水解產(chǎn)物中得到乙?；牡途厶?。由此經(jīng)TLC、GC分析而獲得糖的種類及其連接方式的部分信息。二、乙酰解反應(yīng)（ACETOLYSIS）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：一般是在室溫放置數(shù)天。

1．常用試劑：醋酐+酸3．反應(yīng)機理：與酸催化水解相似，以CH3CO+（即

乙酰基，Ac）為進攻基團。

AcAcAcAc3．反應(yīng)機理：AcAcAcAc4．反應(yīng)速率：⑴苷鍵鄰位有電負性強的基團（如環(huán)氧基、鄰位有OH可被乙?；┛墒狗磻?yīng)變慢。⑵β-苷鍵的葡萄糖雙糖的反應(yīng)速率：（乙酰解易難程度）

1→6（易）>>1→4>1→3>1→2（難）4．反應(yīng)速率：5．用途⑴酰化可以保護苷元上的-OH，使苷元增加親脂性，可用于提純和鑒定。⑵乙酰解法可以開裂一部分苷鍵而保留另一部分苷鍵。5．用途三、堿催化水解和β消除反應(yīng)（一）堿催化水解一般苷鍵對稀堿是穩(wěn)定的，但某些特殊的苷如：

酯苷、酚苷、烯醇苷、β-吸電子基取代的苷——易為堿水解三、堿催化水解和β消除反應(yīng)堿催化水解可用以確定此類特殊苷的苷鍵構(gòu)型，因為C2-OH與C1-苷鍵反式時較順式易水解，且反式水解產(chǎn)物為1，6-糖酐，而順式為正常的糖。堿催化水解可用以確定此類特殊苷的苷鍵構(gòu)型，因為C2-OH與C（二）β-消除反應(yīng)1、定義：所謂的β-消除反應(yīng)是苷鍵的β-位有吸電子基團時，α-位氫活化，在堿液中與苷鍵起消除反應(yīng)而開裂。常用于多糖的結(jié)構(gòu)研究。（二）β-消除反應(yīng)2、作用機理：在1→3或1→4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——α-羥基糖酸。2、作用機理：天然藥物化學(xué)二章糖課件3、用途：可從多糖剝落反應(yīng)生成的糖酸中了解還原糖的取代方式。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3、用途：四、酶催化水解酶是活性高，專屬性強的生物催化劑，其割裂苷鍵的條件比較溫和，不苷元發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，且又能獲得有關(guān)苷鍵構(gòu)型情況轉(zhuǎn)化糖酶(invertase)→水解β-果糖苷鍵；麥芽糖酶(maltase)→水解α-葡萄糖苷鍵苦杏仁酶(emulsin)→水解β-葡萄糖和β-半乳糖苷鍵四、酶催化水解五、過碘酸裂解反應(yīng)（Smith降解法）

是過碘酸氧化反應(yīng)經(jīng)改進，用于割裂具有1，2-二元醇糖苷鍵的溫和反應(yīng)?？傻玫皆赵?。（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

五、過碘酸裂解反應(yīng)（Smith降解法）反應(yīng)過程：

反應(yīng)過程：組成苷的糖類型Smith降解反應(yīng)的產(chǎn)物

常見的糖

葡萄糖glu甘露糖man

半乳糖gal果糖fru

鼠李糖rha

夫糖fuc

阿拉伯糖ara

木糖xyl

組成苷的糖類型Smith降解反應(yīng)的產(chǎn)物常見的糖葡萄糖碳苷用Smith裂解獲得的是連有一個醛基的苷元。碳苷用Smith裂解獲得的是連有一個醛基的苷元。六、糖醛酸苷鍵的選擇性水解糖醛酸的苷鍵——很難用稀酸水解

可采用特殊的選擇性水解反應(yīng)——紫外光照射法、酶解法、四醋酸鉛分解法等。

六、糖醛酸苷鍵的選擇性水解第五節(jié)糖的NMR特征

NMRCharacterofSaccharide第五節(jié)糖的NMR特征

NMRCharacterof一、引言NMR是由磁性核受幅射而發(fā)生躍遷所形成的吸收光譜。研究最多、應(yīng)用最廣的是1H核的NMR，可用PMR或1HNMR表示。一、引言二、苷類化合物中糖的1H-NMR特征化學(xué)位移(Chemicalshift)——由于化學(xué)環(huán)境不同所引起的NMR信號位置的變化。化學(xué)位移常用δ表示?；瘜W(xué)位移的表示方法以某一標準物為標準，測得樣品共振峰與標準樣共振峰的距離。以δ表示：

化學(xué)位移(Chemicalshift)——由于化學(xué)環(huán)境不ν樣品——樣品的共振頻率；ν標樣——標準樣的共振頻率；ν0——儀器的工作頻率；乘106是為了讀數(shù)方便。標樣——TMS（(CH3)4Si）。其分子中只有一種1H，且屏蔽作用特大，在高場出峰。一般有機物的δ＞0，在TMS的低場（左邊）出峰。ν樣品——樣品的共振頻率；ν標樣——標準樣的共振頻率；例：在60MHz的儀器上，測得CHCl3與TMS間吸收頻率之差為437Hz，則CHCl3中1H的化學(xué)位移為：

例：在60MHz的儀器上，測得CHCl3與TMS間吸收頻率之天然藥物化學(xué)二章糖課件在糖的1H-NMR中：端基質(zhì)子——δ5.0ppm左右

其它質(zhì)子——δ3.5~4.5ppm間

在糖的1H-NMR中：偶合常數(shù)——反映兩核之間自旋偶合作用大小的量度，用J表示。J常常等于兩裂分峰之間的裂距，一般在20Hz以下。偶合常數(shù)也是重要的結(jié)構(gòu)信息。例如：偶合常數(shù)——反映兩核之間自旋偶合作用大小的量度，用J表示?？赏ㄟ^糖的C1-H與C2-H的偶合常數(shù)，來判斷苷鍵構(gòu)型（α、β）如：D-葡萄糖

可通過糖的C1-H與C2-H的偶合常數(shù)，來判斷苷鍵構(gòu)型（α、用1H-NMR可判斷一些糖的相對構(gòu)型，但還有一些糖由于其結(jié)構(gòu)上的原因，而無法利用1H-NMR來判斷相對構(gòu)型。如：

用1H-NMR可判斷一些糖的相對構(gòu)型，但還有一些糖由于其結(jié)構(gòu)三、苷類化合物中糖的13C-NMR特征

（一）化學(xué)位移及偶合常數(shù)

信號特征：苷類化合物分子中糖核在13C-NMR中吸收信號典型

CH3→δ18左右(甲基五碳糖的C6)

CH2OH→δ62左右(C5或C6)；

CHOH→δ68-85(C2\C3\C4)；

端基碳→δ95-110；糖上甲氧基碳→δ65。

三、苷類化合物中糖的13C-NMR特征D-葡萄糖苷C1——α型97~101ppm

β型103~106ppm

一般在13C-NMR譜中：

D-葡萄糖苷C1——α型97~101ppm13C-NMRAnomeric-CSugar-C2,3,4,5Sugar-C613C-NMRAnomeric-CSugar-C2,3,4,偶合常數(shù)吡喃糖中端基碳的碳氫偶合常數(shù)（Jc1-H1)170~175Hza-D或?-L型苷鍵（面下）160~165Hz?-D或a-L型苷鍵（面上）偶合常數(shù)（二）苷化位移（glycosidationshift，GS）

糖苷化后，端基碳和苷元α-C化學(xué)位移值均向低場移動，而鄰碳稍向高場移動（偶而也有向低場移動的），對其余碳的影響不大，這種苷化前后的化學(xué)變化，稱苷化位移。

（二）苷化位移（glycosidationshift，GS例：

端基碳、苷元α碳→向低場

苷元β-碳——向高場位移

例：苷元β位有取代時的苷化位移：①苷元α-碳手性和糖端基手性都為R（或S）時，苷化位移規(guī)律同上。例：苷元β位有取代時的苷化位移：②苷元α-碳和糖端基碳手性不同時，端基碳和α-碳的苷化位移值比苷元為β-無取代的相應(yīng)碳的苷化位移值大約為3.5ppm。例：②苷元α-碳和糖端基碳手性不同時，端基碳和α-碳的苷化位移值（三）酯苷、酚苷的苷化位移：當糖與-OH形成酯苷鍵或酚苷鍵時，其苷化位移值較特殊，端基碳和苷元α-碳均向高場位移。例：（三）酯苷、酚苷的苷化位移：天然藥物化學(xué)二章糖課件第六節(jié)糖鏈的結(jié)構(gòu)測定StructuralElucidationofSaccharideChain第六節(jié)糖鏈的結(jié)構(gòu)測定研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序一、純度鑒定

多糖的純度鑒定糖的衍生物苷的純度鑒定

研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序二、分子量測定

單糖、低聚糖及其苷的分子量測定多糖的分子量測定二、分子量測定三、單糖的鑒定

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PC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。

三、單糖的鑒定1．紙色譜展開系統(tǒng)：常用水飽和的有機溶劑展開。如：

正丁醇：醋酸：水（4：1：5）BAW

正丁醇：乙醇：水（4：1：2.2）BEW

水飽和苯酚等溶劑系統(tǒng)。展開方式：上行、下行、徑向1．紙色譜顯色劑：

可利用糖的還原性或形成糠醛后引起的一些呈色反應(yīng)。

如：鄰苯二甲酸苯胺（棕黑色斑點）

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）

過碘酸-聯(lián)苯胺（糖、苷和多元醇中有鄰二-OH結(jié)構(gòu)顯蘭底白斑）。

顯色劑：2．薄層色譜可采用（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/H2O2．薄層色譜特點：

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：除紙色譜應(yīng)用的以外，還有H2SO4/H2O或乙醇液、茴香醛-硫酸試劑、苯胺-二苯胺磷酸試劑

等。特點：四、單糖間、糖與苷元間連接位置的確定

①將糖鏈全甲基化→水解→甲基化單糖的定性和定量（氣相色譜）（甲基化單糖中游離-OH的部位就是連接位置）②13C-NMR測定：主要歸屬各碳信號，以確定產(chǎn)生苷化位移的碳。

天然藥物化學(xué)二章糖課件水解前后△δ：C229.732.0-2.3C377.070.9+6.1C434.338.4-4.1因成苷引起的化學(xué)位移變化，專業(yè)上稱之為苷化位移（glycosidationshift）。

水解前后△δ：C229.7五、糖鏈連接順序的確定

1、經(jīng)典方法

緩和水解：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。五、糖鏈連接順序的確定2、MS法測定糖鏈連接順序

技術(shù)→FDMS、FABMS等。優(yōu)點→不必制備衍生物,用量小,準確,簡便。2、MS法測定糖鏈連接順序3、NMR法測定糖鏈連接順序

是將糖及其苷類衍生物全乙?；?，測定觀察兩糖之間質(zhì)子的遠程偶合或NOE效應(yīng)，以期確定糖的連接順序。3、NMR法測定糖鏈連接順序是將糖及其苷類衍生物全乙酰化后4、苷鍵構(gòu)型的確定：

經(jīng)典方法酶水解法Kly