第四章 糖和苷类化合物.ppt

1、1Natural Products Chemistry 糖和苷糖和苷 (Saccharide and Glycoside)2基本内容基本内容常见的几种单糖的结构特征常见的几种单糖的结构特征糖和苷的分类糖和苷的分类 糖和苷的理化性质糖和苷的理化性质苷键的裂解规律和影响因素苷键的裂解规律和影响因素糖的核磁共振谱学特征：糖上的质子在糖的核磁共振谱学特征：糖上的质子在1H-NMR谱及碳原子谱及碳原子 信号在信号在13C-NMR上出现的大致位置。根据上出现的大致位置。根据J值判断多数糖苷值判断多数糖苷 端基碳原子构型。苷化位移规律。端基碳原子构型。苷化位移规律。345 1、糖（、糖（saccharide

2、s）是多羟基醛或多羟基酮及）是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。其衍生物、聚合物的总称。2、一般具有、一般具有Cx（H2O）y的通式，所以，糖又称的通式，所以，糖又称为碳水化合物（为碳水化合物（carbohydrates）。在自然界中，糖的分布极广。可分布于在自然界中，糖的分布极广。可分布于植物的各个部位，植物的根、茎、叶、花植物的各个部位，植物的根、茎、叶、花、果实、种子等大多含有葡萄糖、果糖、果实、种子等大多含有葡萄糖、果糖、淀粉和纤维素等糖类物质。淀粉和纤维素等糖类物质。1 1、多具有抗肿瘤活性（香菇多糖等）、多具有抗肿瘤活性（香菇多糖等）2 2、增强免疫功能（人参多糖、黄芪多

3、糖等）、增强免疫功能（人参多糖、黄芪多糖等）（一）单糖（一）单糖(monosaccharides)：不能再被简单地水解：不能再被简单地水解成更小分子的糖，如葡萄糖、鼠李糖等。成更小分子的糖，如葡萄糖、鼠李糖等。：由：由29个单糖聚合而个单糖聚合而成成，也称为寡糖。如蔗糖、麦芽糖等。，也称为寡糖。如蔗糖、麦芽糖等。：由由10个以上的单糖聚合个以上的单糖聚合而成，分子量很大。其性质也大大不同于单糖和低聚而成，分子量很大。其性质也大大不同于单糖和低聚糖。如淀粉、纤维素等。糖。如淀粉、纤维素等。9单糖（单糖（monosaccharide）：糖的基本单位，）：糖的基本单位，又称碳水又称碳水 化合物化合物

4、Carbohydrates),为多羟基的醛为多羟基的醛（polyhydroxylaldehyde)或多羟基酮或多羟基酮（polyhydroxyketone）.为重要的一次代谢产物为重要的一次代谢产物.具有醛基的单糖称为醛糖（具有醛基的单糖称为醛糖（aldose），具有酮基），具有酮基 为酮糖（为酮糖（ketose）。）。10以以D-葡萄糖（葡萄糖（D-glucose）为例：）为例：CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHFischer投影式投影式OHHHHOOHHHCH2OHHOHOOCH2OHOHHHOHOHHHOHHaworth式式OHaworth简式简式O优势构优势构象式象式单糖的表示

5、方法：单糖的表示方法：11 D-glucoseCHOCOHCHHOCOHHCCH2OHOHHHCHOCOHCHHOCOHHCCH2OHOHHHHOHHOHCH2OH456HOH2CHOH456OHCOHCHHOCOHHCHHOH2CHCHOCOHCHHOCOHHCOHHHOH2CHCHOOOHOHOHOHCH2OHH12 1.单糖的单糖的Fischer、Haworth和构象式和构象式天然界的单糖从三碳糖至八碳糖都有存在。天然界的单糖从三碳糖至八碳糖都有存在。最简单的醛糖最简单的醛糖 甘油醛（甘油醛（glyceraldehyde）最简单的酮糖最简单的酮糖 二羟基丙酮（二羟基丙酮（1,3dihyd

6、roxyacetone）CHOCH-OHCH2OHCH2OHC=OCH2OH甘油醛甘油醛二羟基丙酮二羟基丙酮13(1)最早系统反应单糖立体结构的为最早系统反应单糖立体结构的为Fischer投影式投影式CHOCCH2OHOHHCHOCCH2OHHHOD、L-甘油醛甘油醛CHOCCH2OHHHO规则：规则：碳主链竖直放置，碳主链竖直放置，醛基（羰基靠近）位于顶醛基（羰基靠近）位于顶端，羟甲基位于底端，链端，羟甲基位于底端，链上中间碳上的取代基水平上中间碳上的取代基水平放置两端。放置两端。投影式中，水投影式中，水平键朝向平面前，竖直健平键朝向平面前，竖直健位于平面后位于平面后。14部分单糖的部分单糖

7、的Fischer投影式如下：投影式如下：CHOCOHHCHHOCOHHCH2OHCHOCOHCHHOCOHHCCH2OHOHHHCH2OHCOCHHOCOHHCCH2OHOHHCHOCOHCOHHCHHOCCH3HHOHD木糖 D果糖 D葡萄糖 L鼠李糖D-xylose D-fructose D-glucose L-rhamnose15(2)Fischer投影式中单糖投影式中单糖D、L构型的规定构型的规定 相对于左右旋（相对于左右旋（L、D）甘油醛而来，以距离醛基）甘油醛而来，以距离醛基（或羰基）（或羰基）最远的手性碳原子上的最远的手性碳原子上的OH而定而定，向，向右右为为D-构型构型；向；向

8、左左为为L-构型构型。CHOCCH2OHOHHCHOCOHHCHHOCOHHCH2OHCHOCCH2OHHHOCHOCOHCOHHCHHOCCH3HHOHD-构型构型L-构型构型16 单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构，即成呋喃糖单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构，即成呋喃糖和吡喃糖。和吡喃糖。单糖的单糖的Haworth 式及构象式式及构象式Fischer投影式与投影式与Haworth 式的转化式的转化 以以D-葡萄糖为例葡萄糖为例五元氧环称呋喃型糖五元氧环称呋喃型糖六元氧环称吡喃型糖六元氧环称吡喃型糖.OOHOHOHCH2OHOHOOHOHOHOHOH17 D-glucoseCHOCOHCHHO

9、COHHCCH2OHOHHHCHOCOHCHHOCOHHCCH2OHOHHHHOHHOHCH2OH456HOH2CHOH456OHCOHCHHOCOHHCHHOH2CHCHOCOHCHHOCOHHCOHHHOH2CHCHOOOHOHOHOHCH2OHH18(3)Haworth式中，构型的判定：式中，构型的判定：1)六碳醛糖构成的吡喃糖：六碳醛糖构成的吡喃糖：C5上的取代基：向上的取代基：向上上为为D型，向型，向下下为为L型。型。OOHCH2OHHOOHCH2OHHD-L-D-L-六碳醛糖构成的呋喃型，六碳醛糖构成的呋喃型，因因C5、C6部分成为环外侧链部分成为环外侧链，构型判断仍以，构型判断仍

10、以C5为标准，为标准，C5-R者为者为D型糖型糖,C5-S者为者为L型糖。型糖。OOHHOHOHOHOHR192)戊醛糖和已酮糖的绝对构型判断戊醛糖和已酮糖的绝对构型判断：在二者吡喃型在二者吡喃型Haworth式，因原结构中式，因原结构中C4和和C5-OH不参与成环，故可直接根据其位置判断构型。不参与成环，故可直接根据其位置判断构型。戊醛糖的戊醛糖的C4或已酮糖的或已酮糖的C5-OH处于环上者为处于环上者为L构型；构型；环下者为环下者为D构型。构型。OORRCH2OHOCH2OHCHOCH2OH4520（4）单糖的构象式）单糖的构象式 呋喃型糖呋喃型糖:五元氧环五元氧环,信封式信封式 吡喃型糖

11、吡喃型糖:椅式构象为优势构象椅式构象为优势构象(C1,1C式式)O12345O123454C1式式,简称简称C1式式1C4式式,简称简称1C式式212.单糖的端基差向异构体单糖的端基差向异构体(,-构型，构型，anomer)Fischer投影式投影式:C1-OH（端基碳，（端基碳，anomeric carbon)）与距离与距离羰基羰基最远的手性碳原子上最远的手性碳原子上的的OH在在同侧者同侧者为为型型,异侧者为异侧者为型型.Haworth投影式投影式:习惯上将习惯上将D型型糖中糖中C1-OH处处环上环上者为者为体，体，环下环下者为者为体。在体。在L型糖中相反。型糖中相反。22CHOCH2OHO

12、OCCH2OHHOHOCCH2OHOHHOD-葡萄糖异侧同侧异侧同侧Fisher 式式Haworth 式式23CHOOHHHHOOHHOHHCH2OHD-glucoseCHOHHOOHHHHOHHOCH2OHL-glucoseD型糖型糖L型糖型糖RSRRSSRS 以以DL-葡葡萄萄糖糖为为例例总总结：结：OOHOHOHOHOHCH2OH-D-D-LOOHOHOHOHOHCH2OH-L-D-DOHOHOOHOHOHOH-L-LOHOH2CHOHOOHOHOH3、常见的单糖及其衍生物、常见的单糖及其衍生物（1）五碳醛糖：）五碳醛糖：D-木糖（木糖（D-xylose，）L-阿拉伯糖（阿拉伯糖（L-a

13、rabinose，）OOHOHOHH,OHD-木糖木糖OOHOHOHH,OHL-阿拉伯糖阿拉伯糖3、常见的单糖及其衍生物、常见的单糖及其衍生物（2）甲基五碳糖：）甲基五碳糖：L-夫糖（夫糖（L-fucose，）D-鸡纳糖（鸡纳糖（D-quinovose）L-鼠李糖（鼠李糖（L-rhamnose，）OOHOHOHCH3H,OHL-鼠李糖鼠李糖3、常见的单糖及其衍生物、常见的单糖及其衍生物（3）六碳醛糖：）六碳醛糖：D-葡萄糖（葡萄糖（D-glucose，glc）D-甘露糖（甘露糖（D-mannose，man）D-半乳糖（半乳糖（D-galactose，gal）H,OHOHOHOOHHOH,OHH

14、OHOH,OHHOOHOHOOHOHOHOD-葡萄糖葡萄糖 D-甘露糖甘露糖 D-半乳糖半乳糖3、常见的单糖及其衍生物、常见的单糖及其衍生物 （4）六碳酮糖：）六碳酮糖：D-果糖（果糖（fructose，fru）OOOOHHH(OH)CH2OHD-果糖果糖3、常见的单糖及其衍生物、常见的单糖及其衍生物（5）糖醛酸：）糖醛酸：D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸(D-glucuronic acid)、D-半乳糖醛酸半乳糖醛酸(D-galacturonic acid)。D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸OHH,OHOHOOHCOOH3、常见的单糖及其衍生物、常见的单糖及其衍生物（6）糖醇：单糖的醛或酮基还原成羟基后所得

15、到的多元）糖醇：单糖的醛或酮基还原成羟基后所得到的多元醇称糖醇。如卫矛醇醇称糖醇。如卫矛醇(ducitol)、D-甘露醇甘露醇(D-mannitol)、D-山山梨醇梨醇(D-sorbitol)。OHOHOHHOOHCH2OHCH2OHOHOHHOHOHOCH2OHCH2OHCH2OHHOOHCH2OH卫矛醇卫矛醇 D-甘露醇甘露醇 D-山梨醇山梨醇3、常见的单糖及其衍生物、常见的单糖及其衍生物（7）去氧塘：在单糖的去氧塘：在单糖的2，6位失去氧，主要存在于强位失去氧，主要存在于强心苷等成分中。心苷等成分中。氨基糖：单糖的伯或仲羟基被置换为氨基氨基糖：单糖的伯或仲羟基被置换为氨基,存在于动物存在

16、于动物和菌类中较多。和菌类中较多。31D-GlucoseD-mannoseD-alloseD-galactoseOHOHOOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOHOOHOHOH葡甘2阿3半4123456D-xyloseD-lyxoseD-riboseL-arabinose木来2核3阿4D-rhamnoseOHOHOOHOHD-fucoseOOHHOOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOOHOHOHOOHHOOHOH（二）低聚糖（二）低聚糖 按组成低聚糖的单糖基数目，低聚糖分为二糖、三糖、四糖按组成低聚糖的单糖基数目，低聚糖分为二糖、三糖、四糖等。常见的二糖

17、等。常见的二糖：OHOHOHOHOOHOHOOH,OHHOOHOOHOHOHOOHOHOH,OHCH3OOHHOHOOHOHOOHOHOH,OH麦芽糖麦芽糖芸香糖芸香糖龙胆二糖龙胆二糖还原糖还原糖非还原糖非还原糖（三）多糖（三）多糖 多糖分子量较大，一般由几百个甚至几万个单糖多糖分子量较大，一般由几百个甚至几万个单糖分子组成。分子组成。1、均多糖、均多糖（homosaccharides）：由一种单糖组）：由一种单糖组成的多糖，如淀粉、纤维素等。成的多糖，如淀粉、纤维素等。2、杂多糖、杂多糖（heterosaccharides）：由二种以上单）：由二种以上单糖组成的多糖，分为中性杂多糖和酸性粘

18、多糖糖组成的多糖，分为中性杂多糖和酸性粘多糖。（三）多糖（三）多糖 植物多糖动物多糖菌类多糖纤维素纤维素淀淀 粉粉猪苓多糖猪苓多糖甲壳素甲壳素粘液质粘液质树树 胶胶肝肝 素素茯苓多糖茯苓多糖灵芝多糖灵芝多糖（三）多糖（三）多糖 (1)(1)植物多糖植物多糖:纤维素纤维素（三）多糖（三）多糖 (2)(2)动物多糖：动物多糖：肝素肝素 抗凝血作用抗凝血作用（三）多糖（三）多糖 (3)(3)菌类多糖：菌类多糖：茯苓多糖、灵芝多糖、猪苓多糖茯苓多糖、灵芝多糖、猪苓多糖 3839苷类苷类(配糖体配糖体):由糖或衍生物与非糖物质通过糖由糖或衍生物与非糖物质通过糖的端基碳原子的端基碳原子（半缩醛或半缩酮羟基

19、半缩醛或半缩酮羟基）脱水形成的脱水形成的.OHHORH OORH OHOHHOR+2-2-+糖 糖糖苷元 苷 苷元苷键原子苷键原子 苷元苷元苷键苷键端基碳原子端基碳原子D葡萄糖苷 OOHOHOHORO1H2345640 根据生物体内的存在形式根据生物体内的存在形式:原生苷原生苷,次生苷次生苷 根据所连单糖的个数根据所连单糖的个数:单糖苷单糖苷,双糖苷等双糖苷等 根据糖链的数目根据糖链的数目:单糖链苷单糖链苷,双糖链苷双糖链苷 根据苷元的不同根据苷元的不同:黄酮苷黄酮苷,蒽醌苷蒽醌苷 根据生物活性或特性根据生物活性或特性:强心苷强心苷,皂苷皂苷 根据根据苷键原子苷键原子:氧苷氧苷,氮苷氮苷,

20、硫苷硫苷,碳苷碳苷41根据苷键原子分类根据苷键原子分类:1.氧苷氧苷(O-苷苷)醇苷醇苷:苷元为醇。如：苷元为醇。如：红景天苷红景天苷OOOH酚苷：酚苷：苷元为酚。如：苷元为酚。如：天麻苷天麻苷CH2OHGlcO 氰苷氰苷:指苷元为指苷元为-羟基腈羟基腈形成的苷形成的苷,易易分解成醛或酮和氢氰酸。分解成醛或酮和氢氰酸。如：苦杏仁苷如：苦杏仁苷OOCNCHGlcO红景天红景天4243 酯苷酯苷(酰苷酰苷):):苷元的苷元的羧酸羧酸基与糖或糖衍生物的半缩醛基与糖或糖衍生物的半缩醛(半缩酮半缩酮)羟羟基脱水缩合成苷基脱水缩合成苷.如：如：山慈菇苷山慈菇苷A1.氧苷氧苷(O-苷苷)根据苷键原子分类根据

21、苷键原子分类:OOHOCH2OHOCH2442.硫苷硫苷:苷元的苷元的巯基巯基与糖或糖的衍生物的半缩醛与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮半缩酮)羟基脱水缩合成苷羟基脱水缩合成苷.如：白芥子苷如：白芥子苷根据苷键原子分类根据苷键原子分类:HOH2CCNSOSO3KGlc 3.氮苷氮苷(N-苷苷):苷元的苷元的胺基胺基与糖或糖的衍生物的半缩醛与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩半缩酮酮)羟基脱水缩合成苷化合物羟基脱水缩合成苷化合物.如：腺苷如：腺苷NNNNNH2O45 4.碳苷（碳苷（C-苷）苷）:苷元苷元碳上的氢碳上的氢与糖或糖的衍生物的半缩醛与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮半缩酮)羟基脱水缩合成苷羟基

22、脱水缩合成苷.苷元多为间苯二酚、间苯三酚类化苷元多为间苯二酚、间苯三酚类化合物，常见黄酮、蒽醌、酚酸类。合物，常见黄酮、蒽醌、酚酸类。如：牡荆素如：牡荆素根据苷键原子分类根据苷键原子分类:OHOOHOOHO46（一）性状：（一）性状：形态形态 均为固体，含糖基少均为固体，含糖基少 可成结晶可成结晶 含糖基多含糖基多 无定型粉末，有吸湿性无定型粉末，有吸湿性 颜色颜色 取决于苷元（共轭系统的大小及助色团的取决于苷元（共轭系统的大小及助色团的有无）有无）气味气味 一般无味，也有很苦或很甜的；个别对黏一般无味，也有很苦或很甜的；个别对黏膜有刺激性（皂苷）膜有刺激性（皂苷）（二）旋光性：（二）旋光性：

23、苷都有旋光性，多数呈左旋，糖为右旋。苷都有旋光性，多数呈左旋，糖为右旋。水解前后旋光性的变化提示可能含有苷类化合物。水解前后旋光性的变化提示可能含有苷类化合物。47（三）（三）溶解性：溶解性：苷元（亲脂性）苷元（亲脂性）苷（亲水性）：甲醇、乙醇、含水正丁醇苷（亲水性）：甲醇、乙醇、含水正丁醇苷的糖基增多，极性增大，亲水性增强，在水中的溶解苷的糖基增多，极性增大，亲水性增强，在水中的溶解度也就增加。度也就增加。甾醇单糖苷、萜醇单糖苷、去氧糖苷（甾醇单糖苷、萜醇单糖苷、去氧糖苷（亲脂性）亲脂性）碳苷（在水和其它溶剂中的溶解度一般都比较小）。碳苷（在水和其它溶剂中的溶解度一般都比较小）。六、苷键的裂

24、解 为鉴定苷的结构，如糖和糖的连接方式、苷为鉴定苷的结构，如糖和糖的连接方式、苷元和糖的连接方式、糖的种类、个数等。元和糖的连接方式、糖的种类、个数等。.酸催化水解反应酸催化水解反应 .乙酰解反应乙酰解反应 .碱催化水解碱催化水解 .酶催化水解反应酶催化水解反应 .氧化开裂法（氧化开裂法（Smith降解法）降解法）（四）苷键的裂解（四）苷键的裂解（四）（四）.酸催化水解反应酸催化水解反应 苷键属缩醛结构，易为稀酸水解。苷键属缩醛结构，易为稀酸水解。反应机理反应机理：苷原子先质子化，然后断键生成阳碳：苷原子先质子化，然后断键生成阳碳离子或半椅型的中间体，在水中溶剂化而成糖。离子或半椅型的中间体，

25、在水中溶剂化而成糖。OO ROO ROHOHOOH2OH,OH H+H+-ROH+阳碳离子?中间体+H2O+-H+半椅型苷原子的碱性苷原子周围的电子云密度空间环境酸水解的规律：酸水解的规律：难易顺序难易顺序:C-苷苷S-苷苷O-苷苷N-苷苷 醇苷醇苷酚苷酚苷,烯醇苷烯醇苷 2-氨基糖氨基糖2-羟基糖羟基糖3-去氧糖去氧糖2-去氧糖去氧糖 2,3-二二去氧糖去氧糖(苷苷)吡喃糖苷吡喃糖苷呋喃糖苷呋喃糖苷;醛糖苷醛糖苷酮糖苷酮糖苷 糖醛酸糖醛酸七碳糖七碳糖六碳糖六碳糖甲基五碳糖甲基五碳糖五碳糖五碳糖在构象相同的糖中在构象相同的糖中:a键键(竖键竖键)-OH多则易水解多则易水解。芳香苷较脂肪属苷易水

26、解芳香苷较脂肪属苷易水解。如：酚苷如：酚苷 萜苷、甾苷萜苷、甾苷（因苷元部分有供电结构，而脂肪属苷元无供电（因苷元部分有供电结构，而脂肪属苷元无供电结构）结构）苷元为小基团苷元为小基团苷键苷键横横键比键比竖竖键易水解键易水解(e a)（横键易质子化）（横键易质子化）苷元为大基团苷元为大基团苷键苷键竖竖键比键比横横键易水解键易水解(a e)（苷的不稳定性促使其易水解）（苷的不稳定性促使其易水解）练习练习1.判断下列化合物酸水解的难易程度：判断下列化合物酸水解的难易程度：易易难：难：CAB2.abdc OCH2OHOHOHHOSCNCH2CHCH2OSO3K OOHOHOOHOHHOOHHCH2O

27、H OCH2OHOHOHHOOOHBC .乙酰解反应乙酰解反应 常用试剂：常用试剂：醋酐醋酐+酸酸 所用酸如：所用酸如：H2SO4、HClO4、CF3COOH或或Lewis酸（酸（ZnCl2、BF3）等。）等。反应条件：反应条件：一般是在室温放置数天。一般是在室温放置数天。反应机理：反应机理：与酸催化水解相似，以与酸催化水解相似，以CH3CO+(乙酰基，乙酰基，Ac）为进攻基团。为进攻基团。乙酰解反应易发生糖的端基异构化。乙酰解反应易发生糖的端基异构化。OOAcOAcOAcOROAcOOAcOAcOAcOROAcOAcOAcOAcOAcOAcORHOOAcOAcOAcOAcOAcAcOOAcO

28、AcCH2OAcAcOOAcH,OAcOAcOAcOAcOAc+_乙酰解应用乙酰解应用 酰化可以保护苷元上的酰化可以保护苷元上的-OH，使苷元增加亲脂，使苷元增加亲脂性，可用于提纯和鉴定。性，可用于提纯和鉴定。乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留另一部分乙酰解法可以开裂一部分苷键而保留另一部分苷键。苷键。-苷键的葡萄糖双糖的反应速率：苷键的葡萄糖双糖的反应速率：（乙酰解易难程度）（乙酰解易难程度）（16）（14）（13）（12）.碱催化水解碱催化水解 一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷易一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷易为碱水解，如：为碱水解，如：酯苷、酚苷、与羰基共轭的烯醇苷、酯苷、酚

29、苷、与羰基共轭的烯醇苷、-吸电子吸电子基取代的苷基取代的苷 OOHO C6H5OOOC6H5OOOOOOHOH脱水-OH-苯 酚-葡萄糖苷1,6-葡萄糖酐C1-OH与与C2-OH：反式易水解，其产物为反式易水解，其产物为1,6-葡萄糖酐；葡萄糖酐；顺式产物为正常的糖。顺式产物为正常的糖。利用水解产物可判断苷键构型利用水解产物可判断苷键构型。.酶催化水解反应酶催化水解反应 特点特点：反应条件温和，专属性高；保持苷元结：反应条件温和，专属性高；保持苷元结构不变，判断苷键构型。构不变，判断苷键构型。常用的水解酶：常用的水解酶：杏仁苷酶：只水解杏仁苷酶：只水解-六碳醛糖苷键六碳醛糖苷键麦芽糖酶：麦芽糖

30、酶：只水解只水解-D-葡萄糖糖苷键葡萄糖糖苷键纤维素酶：纤维素酶：只水解只水解-D-葡萄糖糖苷键葡萄糖糖苷键蜗牛酶：蜗牛酶：只水解只水解-苷键苷键转化糖酶：转化糖酶：只水解只水解-果糖苷键果糖苷键.氧化开裂法（氧化开裂法（Smith降解法）降解法）试剂：试剂：过碘酸过碘酸(HIO4)、四氢硼钠、四氢硼钠(NaBH4)、稀酸、稀酸 反应过程：反应过程：分三步反应。分三步反应。(1)NaIO4氧化开裂成醛氧化开裂成醛;(2)NaBH4还原成醇还原成醇;(3)酸化水解酸化水解.OOROHIO4-OOHCOROHCOHOHOH2CORHOH2COHBH4-H+CH2OHCH2OHOHCH2OHCHO+

31、ROH+60 特点特点:条件温和，易得到原苷元条件温和，易得到原苷元 适合于苷元不稳定的苷和碳苷的裂解适合于苷元不稳定的苷和碳苷的裂解.OROH(1)IO4-(2)BH4-(3)H+CH2OHCH2OHOHCOHR+CH2OHIO4-RCHO+HCOOH氧化开裂法（氧化开裂法（Smith降解法）降解法）6162提取与分离提取与分离1 1 提取提取 单糖、低聚糖常用水或稀醇提取。单糖、低聚糖常用水或稀醇提取。多糖用水或稀碱液提取多糖用水或稀碱液提取2 2 分离分离 1.活性炭柱色谱：活性炭柱色谱：烯醇洗脱烯醇洗脱 2.纤维素柱色谱：纤维素柱色谱：兼有吸附色谱和分配色谱的性质兼有吸附色谱和分配色谱

32、的性质 3.大孔吸附色谱：大孔吸附色谱：4.纸色谱纸色谱:单糖的鉴定单糖的鉴定,展开剂展开剂BAW(n-BuOH:HAc:H2O 4:1:5,上相上相);极性小极性小,Rf值大值大.提取：提取：苷的存在状态苷的存在状态 苷与酶共存苷与酶共存 提取目的提取目的（原生苷、次（原生苷、次生苷、苷元）生苷、苷元）原生苷原生苷 （科研、生产）（科研、生产）溶解性差异溶解性差异 酶解酶解 次生苷、苷元次生苷、苷元 （生产）（生产）提取原生苷提取原生苷 提取次生苷、苷元提取次生苷、苷元 设法抑制酶的活性设法抑制酶的活性（加热、拌碳酸钙、醇）（加热、拌碳酸钙、醇）避免与酸、碱接触避免与酸、碱接触 极性溶剂（甲

33、醇、乙醇、极性溶剂（甲醇、乙醇、沸水）提取沸水）提取 利用酶的活性利用酶的活性（加水、（加水、3040、2448）加酸水解或碱水解、预发酵等加酸水解或碱水解、预发酵等 有机溶剂（醇、苯、氯仿、有机溶剂（醇、苯、氯仿、石油醚）提取石油醚）提取 提取液提取液 浓缩浓缩浓缩液（含大量极性杂质）浓缩液（含大量极性杂质）溶剂法（溶剂沉淀溶剂法（溶剂沉淀-水液加丙酮或乙醚；水液加丙酮或乙醚；溶剂萃取法溶剂萃取法-乙酸乙酯、正丁醇）乙酸乙酯、正丁醇）大孔树脂法（先水洗大孔树脂法（先水洗-无机盐、糖、肽类，无机盐、糖、肽类，不同浓度的乙醇洗苷类）不同浓度的乙醇洗苷类）分离：分离：色谱方法（为主）色谱方法（为主

34、反相硅胶色谱：反相硅胶色谱：Rp-18、Rp-8（极性成分适用）；（极性成分适用）；水水-甲醇或水甲醇或水-乙腈为流动相乙腈为流动相葡聚糖凝胶色谱：葡聚糖凝胶色谱：SephedexLH-20(有机相适用有机相适用)不同浓度的乙醇为洗脱剂不同浓度的乙醇为洗脱剂各种单体成分各种单体成分 66（一）（一）.糠醛形成反应糠醛形成反应（Molish反应）矿酸(10%HCl)单糖脱水多糖RCHO糠 醛5-?R=HR=CH2OH羟甲糠醛单单糖糖浓酸（410N）加热-3H2O呋 喃 环 结 构Molish反应：反应：样品样品+浓浓H2SO4 +-萘酚萘酚 棕色环棕色环多糖、低聚糖、单糖、苷类多糖、低聚糖、单

35、糖、苷类Molish反应反应均为阳性均为阳性?+?(?)?糠醛衍生物+芳胺或酚类（苯酚、萘酚、苯胺、蒽酮等）缩合显色（二）（二）菲林反应和多伦反应菲林反应和多伦反应 多伦反应多伦反应(Tollen reaction):以以Ag+为氧化剂为氧化剂 费林反应费林反应(Fehling reaction):以以Cu2+为氧化剂为氧化剂 四四 糖的检识糖的检识 （一）理化检识（一）理化检识 （二）色谱检识（二）色谱检识 纸色谱和薄层色谱纸色谱和薄层色谱常用展开系统：常用展开系统：BAW(n-BuOH:HAc:H2O,4:1:5,上相上相)常用显色剂常用显色剂邻苯二甲酸邻苯二甲酸-苯胺、苯胺、硝酸银试剂硝

36、酸银试剂(使还原糖显棕黑色使还原糖显棕黑色)、三苯四氮唑盐试剂（单糖和还原性低聚糖呈红色）、三苯四氮唑盐试剂（单糖和还原性低聚糖呈红色）、3,5-二羟基甲苯盐酸试剂（酮糖呈红色）二羟基甲苯盐酸试剂（酮糖呈红色）等。等。7172 1.1.纯度测定纯度测定 多糖纯品实质上是一定分子量范围的均一组分多糖纯品实质上是一定分子量范围的均一组分.常用方法常用方法:超离心法超离心法 高压电泳法高压电泳法(制成硼酸络合物制成硼酸络合物)凝胶色谱法凝胶色谱法 旋光测定法旋光测定法(分级沉淀分级沉淀,测比旋测比旋度度)732.分子量测定分子量测定 质谱法质谱法vFDMS（场解析质谱）（场解析质谱）vFABMS（快

37、原子轰击质谱）（快原子轰击质谱）vESIMS（电喷雾质谱）（电喷雾质谱）vMALDI-TOF-MS（基质辅助激光解析电离飞（基质辅助激光解析电离飞行时间质谱）行时间质谱）743.单糖的鉴定单糖的鉴定 全水解全水解 PC,TLC:与单糖对照品比较与单糖对照品比较-鉴定糖的种类鉴定糖的种类 薄层扫描薄层扫描:测定单糖的分子比测定单糖的分子比 气相色谱气相色谱,HPLC等定性定量分析等定性定量分析75 4.糖连接位置的测定糖连接位置的测定 糖链糖链(多糖多糖,苷苷)全甲基化全甲基化水解水解甲基化单糖甲基化单糖气相气相色谱定性定量分析色谱定性定量分析(游离羟基的部位为糖的连接位置游离羟基的部位为糖的连

38、接位置)1HNMR:全乙酰化全乙酰化,测测1HNMR,CHOAc(4.75-5.4),CHOR,CH2OAc,CH2OR(3.0-4.3)的质子信号化学位移不同的质子信号化学位移不同 苷化位移苷化位移76 5.糖链连接顺序的确定糖链连接顺序的确定部分水解法部分水解法:稀酸水解稀酸水解,甲醇解甲醇解,乙酰解乙酰解,碱水解等碱水解等质谱分析质谱分析:FABMS,FDMS,CIMS等等,分析质谱碎片分析质谱碎片(从外侧糖依次裂解从外侧糖依次裂解)13CNMR的弛豫时间的弛豫时间:外侧糖的自旋弛豫时间外侧糖的自旋弛豫时间T1比比内侧糖大内侧糖大.2DNMR(H-H COSY,HMQC,HMBC,NOE

39、SY,HOHAHA等等)77 6.苷键构型的确定苷键构型的确定(和和 型型)v核磁共振法；核磁共振法；糖端基质子糖端基质子JH1,2;端基碳端基碳JC1,H1和和 化学位移化学位移v酶解法；酶解法；v分子旋光差法分子旋光差法(Klyne法法):将苷和苷元的分子旋将苷和苷元的分子旋 光差与组成该苷的糖的一对甲苷光差与组成该苷的糖的一对甲苷(和和 型型)的的 分子旋光度比较分子旋光度比较,数值相近的一个便是与之有数值相近的一个便是与之有 相同苷键者相同苷键者.v红外法红外法：-L吡喃糖苷在吡喃糖苷在840 cm-1有吸收有吸收 峰、峰、-D吡喃糖苷在吡喃糖苷在890 cm-1有吸收峰。有吸收峰。7

40、81.化学位移化学位移：糖端基质子：糖端基质子：C6-CH3（鼠李糖）（鼠李糖）:1.0(3H,d,J=6Hz),其它碳上质子其它碳上质子2.偶合常数偶合常数:J1,2判断苷键构型判断苷键构型 H-2为为 键的糖，如木糖键的糖，如木糖、葡萄糖葡萄糖、半乳糖，可以半乳糖，可以根据偶合常数判断苷键的构型。根据偶合常数判断苷键的构型。型型,J=6-8Hz;型型,J=2-4Hz.鼠李糖、甘露糖。鼠李糖、甘露糖。79OORHHOHOORHHOH18060。-D-glucose-D-glucoseC1-HC2-H近180（双面角）J=68 Hz。C1-HC2-H近60（双面角）J=34 Hz。D-葡萄糖葡

41、萄糖可通过可通过J J值来判定端基碳构型值来判定端基碳构型80OORMeHOHHOORMeHOHHC1-HC2-H都约为60（双面角）-L-鼠李糖-L-鼠李糖?J?无法通过无法通过J值来判定值来判定81OORHOHHOOROHHH-D-甘露糖-D-甘露糖C1-HC2-H都约为60（双面角）。?J?所以无法通过所以无法通过J值来判断构型值来判断构型 呋喃型糖偶合常数变化不大呋喃型糖偶合常数变化不大,不能用端基质子不能用端基质子偶合常数判断苷键构型偶合常数判断苷键构型82 1.化学位移及化学位移及偶合常数偶合常数 端基碳：端基碳：95-105;CH-OH(C2、C3、C4)7085 CH2-OH(

42、C6)62 左右左右 CH3 20831007862C1C3 C5C2C4C6Glc的一般的一般13C-NMR谱规律谱规律84 偶合常数偶合常数1JC1-H1:-型甲苷型甲苷,170Hz;型甲苷键型甲苷键,160Hz，用于苷键的判定。，用于苷键的判定。852.苷化位移苷化位移(Glycosylation shift,GS)定义定义：糖与苷元成苷后：糖与苷元成苷后,苷元的苷元的-C,-C和糖的和糖的端基碳的化学位移值发生了变化端基碳的化学位移值发生了变化,这种变化称这种变化称苷苷化位移化位移.应用应用:推测糖与苷元推测糖与苷元,糖与糖的连接位置糖与糖的连接位置,苷元被苷元被苷化碳的绝对构型及碳氢

43、信号归属苷化碳的绝对构型及碳氢信号归属.OOCH2CH2R+5.06.5-3.55.086酯苷、酚苷的苷化位移：酯苷、酚苷的苷化位移：当糖与当糖与-OH形成酯苷键或酚苷键时，其苷化位移形成酯苷键或酚苷键时，其苷化位移值较特殊，值较特殊，-碳均向高场位移。碳均向高场位移。OOHOHHOOH-D-GlcC1=101.1-0.7-0.9+1.6+0.8酚酚苷苷键键87酯苷、酚苷的苷化位移：酯苷、酚苷的苷化位移：CCHOCOOH-D-Glc-D-GlcC1=106.9C1=95.7+0.3-0.8-0.2-3.9-1.2+10.3+0.334172215酯酯苷苷键键醇醇苷苷键键881H NMR(300

44、 MHz,DMSO-d6)：6.23(1H,d,J=4.5 Hz)，4.90(1H,t,J=4.2 Hz)，4.78(1H,d,J=5.4 Hz)，4.65(1H,d,J=4.8 Hz)，4.47(1H,d,J=6.6 Hz)，4.38(1H,t,J=6.0 Hz)。8913C NMR(75 MHz,DMSO-d6)：92.3(C-1)，72.1(C-2)，73.2(C-3)，70.7(C-4)，72.5(C-5)，61.3(C-6)。OHOHOOHOHOH90填空题1.苷类根据是生物体内原存的,还是次生的分为_和_；根据连接单糖基的个数分为_、_等;根据苷键原子的不同分为_、_、_和_，其中

45、为最常见。2.利用1HNMR谱中糖的端基质子的_判断苷键的构型是目前常因用方法。对于葡萄糖苷来说，J=68Hz，应为_构型，J=23Hz,为_。3._和_类化合物对Molish试剂呈正反应。4.苦杏仁酶只能水解_葡萄糖苷，纤维素酶只能水解_葡萄糖苷；麦芽糖酶只能水解_葡萄糖苷。5.苷化位移使糖的端基碳向_移动。91OHOOHOHOROHOOHOROHOOHOHOROHOOHOHORNH2abcd 选择题1.糖类的纸层析常用展开剂：A.n-BuOH-HOAc-H2O(4：1：5;上层)B.CHCl3-MeOH(9：1)C.EtOAc-EtOH(6：4)D.苯-MeOH(9：1)2.酸催化水解时

46、较难水解的苷键是：A.氨基糖苷键 B.羟基糖苷键 C.6-去氧糖苷键 D.2,6-去氧糖苷键3.Molish试剂的组成是：A.-萘酚-浓硫酸 B.-萘酚-浓流酸 C.氧化铜-氢氧化钠 D.硝酸银-氨水4.提取苷类成分时，为抑制或破坏酶常加入一定量的（）A.硫酸 B.酒石酸 C.碳酸钙D.氢氧化钠 E.碳酸钠5.下列几种糖苷中，最易被酸水解的是（）92 6.糖的纸色谱中常用的显色剂是（）Amolisch试剂 B苯胺-邻苯二甲酸试剂 CKeller-Kiliani试剂 D醋酐-浓硫酸试剂 E香草醛-浓硫酸试剂7大多数-D-和-L-苷端基碳上质子的偶合常数为（）A12Hz B3 4Hz C6 8 Hz 8下列哪个不属于多糖（）A.树胶 B.粘液质 C.蛋白质 D.纤维素 E.果胶9苦杏仁苷属于下列何种苷类()A醇苷 B硫苷 C氮苷 D碳苷 E.氰苷10苷类化合物糖的端基质子的化学位移值在（）A1.01.5 B2.53.5 C4.3 6.0 D6.5 7.5 E.7.5 8.5