天然藥物化學課件5-糖和苷-最后一章

第五章糖和苷CarbohydratesandGlycosides本章基本內(nèi)容

一、概述二、單糖的立體化學結構三、糖和苷的分類四、糖和苷的物理性質五、糖的化學性質六、多糖的提取分離七、苷鍵的裂解八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定

八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈠糖的鑒定1．紙層析⊙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上層）BAW

正丁醇：乙醇：水（4：1：2.2）BEW

水飽和的苯酚等溶劑系統(tǒng)⊙顯色劑：鄰苯二甲酸苯胺、Molish試劑、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。多采用各種色譜、波譜技術八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定2．薄層層析可用（硼酸液或無機鹽）+硅膠→制板⊙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?！盐絼汗枘z（用0.03M硼酸液或無機鹽的水液代水制板）八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定⊙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/H2O⊙展開劑：EtOAc-冰HAc-MeOH-水（12：3：3：2）

EtOAc-2%硼酸-MeOH（12：0.5：3）

BuOH-異丙醇-0.08mol/L硼酸（3：5：1.5）⊙顯色劑：除紙層析應用的以外，還可用：

H2SO4/H2O或乙醇液

茴香醛-硫酸試劑苯胺-二苯胺磷酸試劑等八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定3．氣相色譜

將糖制備成三甲基硅醚、乙?；?、三氟乙酰化衍生物、糖腈乙酸酯（增加其揮發(fā)性）將醛糖用NaBH4還原成多元醇（避免形成端基異構體）制成乙?；锘蛉阴；?。4．液相色譜填充材料——苯乙烯-二乙烯苯共聚物載體，鍵合磺酸基，如：Shodex的糖柱；或-NH2柱（硅膠化學鍵合相）等優(yōu)點：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。八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定5．離子交換層析1）糖的硼酸絡合物——可進行離子交換層析優(yōu)點：不必制成衍生物，而直接用水溶液進行分離（與氣相色譜比較）糖自動分析儀：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2）糖在堿性條件下可陰離子化洗脫劑：NaOH和去離子水八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈡糖的波譜特征

1．紅外光譜

2．核磁共振氫譜

3．核磁共振碳譜

4．苷化位移

5.質譜

八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈡糖的波譜特征1．紅外光譜

3600~3200cm-1

寬峰-OH信號

D-葡萄吡喃糖(cm-1)D-葡萄呋喃糖(cm-1)C-O-C骨架非對稱伸縮振動對稱伸縮振動917±13770±14924±13879±7端基C-H變角振動

a-H構型

b-H構型844±8891±7799±17799±17八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈡糖的波譜特征

2．核磁共振氫譜★端基質子——δ4.3～6.0ppm

a-吡喃糖>4.95ppm;b-吡喃糖<4.95ppm;

★其它質子——δ3.2~4.2ppm★甲基五碳糖的甲基質子——δ1.0ppm左右★羥基質子——信號寬且化學位移值可變，重水交換可除去。65401236a541236b1）根據(jù)端基質子信號的個數(shù)和化學位移值，可推測糖的個數(shù)、種類、糖與糖以及糖與苷元的連接位置通過C1-H與C2-H的偶合常數(shù)可判斷苷鍵的構型八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定

質子鄰位偶合常數(shù)與雙面角有關，通過C1-H與C2-H的偶合常數(shù)可判斷苷鍵的構型。

雙面角為90o時，偶合常數(shù)為090～180o時，隨角度的增大偶合常數(shù)變大

0～90o時，隨角度的變小偶合常數(shù)變大八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定D-葡萄糖優(yōu)勢構象為C1式且C2質子為豎鍵八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定

用1H-NMR可判斷一些糖苷鍵的相對構型，但還有一些糖由于其結構上的原因，而無法利用1H-NMR來判斷相對構型。如：八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定再如：優(yōu)勢構象為1C式八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈡糖的波譜特征

3．核磁共振碳譜一般在13C-NMR譜中：如：D-葡萄糖642531八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定*端基碳一般為90～110ppm左右

*CH-OH(C2、C3、C4)68~85ppm*CH2-OH(C6)62ppm左右*CH3<20ppm可根據(jù)90～110ppm區(qū)域碳信號的個數(shù)和化學位移值來推測低聚糖及苷中所含糖的個數(shù)和苷鍵構型。八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定★端基碳的碳氫偶合常數(shù)有助于確定苷鍵的構型（利用門控去偶技術）

吡喃糖苷中：端基質子處于橫鍵時，JC-H≈170～175Hz

處于豎鍵時，JC-H≈160～165Hz

呋喃糖苷中：無法判斷168Hz158Hz八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定4.苷化位移（glycosidationshift,GS）

糖苷化后，端基碳和苷元的a-C化學位移值均向低場移動，而b-C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，這種苷化前后化學位移值的變化，稱苷化位移。苷化位移值與苷元的結構有關㈡糖的波譜特征八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定4.苷化位移（glycosidationshift）★苷化位移的應用①推測糖與苷元、糖與糖的連接位置；②推測苷元被苷化碳的絕對構型?！镘栈灰频囊?guī)律

①伯醇苷：成苷后，a-碳＋8ppm，b-碳－4ppm②叔醇苷：成苷后，a-碳＋7ppm，b-碳－3ppm③環(huán)醇苷：苷元β位無取代時：

成苷后，a-碳＋7ppm，b-碳－4或－2ppm前手性碳八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定苷元β位有取代時的苷化位移：a)苷元a-碳手性和糖端基手性都為R（或S）時，苷化位移值與苷元為位無取代的環(huán)醇相同。如：八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定b)苷元a-碳和糖端基碳手性不同時，端基碳和a-碳的苷化位移值比苷元為β-無取代的相應碳的苷化位移值增加大約為3.5ppm。八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定★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，苷元α-碳向高場位移。（在甲醇-d5中測）

b-D-glucopyranoseC1=96.7八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定三萜類化合物——齊墩果酸：(在吡啶-d5中測

)b-D-glucopyranoseC1=96.74.苷化位移（glycosidationshift）★苷化位移的應用①推測糖與苷元、糖與糖的連接位置；②推測苷元被苷化碳的絕對構型。八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈡糖的波譜特征

1．紅外光譜

2．核磁共振氫譜

3．核磁共振碳譜

4．苷化位移

5.質譜:-162,-146

八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈢糖鏈結構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、苷鍵構型。

1.多糖的純度測定

2.相對分子量測定

3．單糖的組成

4．單糖之間連接位置的測定

5．糖的連接順序的確定

6．苷鍵構型的確定八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈢糖鏈結構的測定1.多糖的純度測定

多糖純品實質上是指一定分子量范圍的均一組分，它的純度只代表相似鏈長的平均分布。純度測定方法：

超離心法、高壓電泳法、凝膠柱色譜法、旋光測定法、紫外法（檢蛋白質殘留）一般需要兩種以上的方法進行多糖均一性的檢查八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈢糖鏈結構的測定2.相對分子量的測定單糖、低聚糖及其苷：質譜法多糖：凝膠色譜法、高效凝膠色譜法、激光光散射法、粘度法、質譜法等高效凝膠色譜法：

用已知分子量的右旋糖酐（dextran）為對照品，以對照品分子量的對數(shù)值為縱坐標，以相應色譜峰的保留時間為橫坐標，進行線性回歸。然后測定多糖樣品的保留時間，代入回歸方程，計算出多糖的峰位分子量（Mｐ）Ve=K1–K2lgM

八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定3．單糖的組成低聚糖、多糖的結構分析，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。也可用GC或HPLC對單糖定性定量。

GC常以甘露醇或肌醇為內(nèi)標，用已知單糖作標準。㈢糖鏈結構的測定鼠李糖:阿拉伯糖:木糖:甘露糖:葡萄糖:半乳糖:半乳糖醛酸

1:53.67:0.63:1.01:0.51:16.05:30.02糖醇乙酸酯：1,rhamnose;2,arabinose;3,xylose;4,myo-inositol(IS);5,mannose;6,glucose;7,galactose.八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定4．單糖之間連接位置的測定①甲基化法：將糖鏈全甲基化→水解→甲基化單糖的定性和定量（氣相層析）②13C-NMR測定：主要歸屬各碳信號，以確定產(chǎn)生苷化位移的碳。③利用2D-NMR，如HMBC譜中的遠程相關關系，確定糖與糖或糖與苷元的連接位置。甲基化單糖中游離-OH的位置就是連接位點；全甲基化的單糖即是末端糖（含分支末端糖）八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定5．糖鏈連接順序的確定①部分水解法：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。②質譜分析法③利用2D-NMR，如HMBC譜中的遠程相關關系八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定6．苷鍵構型的確定⑴分子旋光差（Klyne法）⑵酶催化水解方法⑶1H-NMR判斷糖苷鍵的相對構型：

C1-H與C2-H的偶合常數(shù)、化學位移值⑷13C-NMR判斷糖苷鍵的相對構型：端基碳的化學位移值；端基碳與端基質子間的偶合常數(shù)⑸其它

IR——α-葡萄糖苷在770、780cm-1有強吸收峰；

MS——葡萄糖苷乙酰化物：331碎片峰強度：α>β

八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定㈠糖的鑒定㈡糖的波譜特征㈢糖鏈結構的測定

1.多糖的純度測定

2.相對分子量測定

3．單糖的組成

4．單糖之間連接位置的測定

5．糖的連接順序的確定

6．苷鍵構型的確定糖、苷內(nèi)容回顧

一、概述二、單糖的立體化學結構

三、糖苷分類四、糖和苷的物理性質五、糖的化學性質

六、多糖的提取分離七、苷鍵的裂解八、糖的鑒定和糖鏈結構的測定本章教學要求掌握常見幾種單糖的結構（Haworth式）；掌握糖的主要理化性質及其應用；掌握苷的結構類型、苷鍵裂解的各種方法及其特點；（如：酸解、堿解、酶解、Smith降解等）掌握苷鍵構型的確定方法1H-NMR及13C-NMR在糖苷結構鑒定中的應用（如：苷鍵構型的測定、化學位移值大致區(qū)間、糖端基碳的化學位移值、利用J值判斷苷鍵構型、苷化位移（含酚苷和酯苷）等。）熟悉糖和苷的提取分離方法及檢識方法針對各章節(jié)的考點回顧一、概述名詞解釋什么是糖？什么是苷？糖的種類？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、蛋白質、脂質

——生命活動所必需的四大類化合物。苷類（glycosides)：由糖或糖的衍生物與另一非糖物質(苷元或配基aglycone)通過糖的半縮醛或半縮酮羥基與