天然產(chǎn)物化學(xué)劉湘版 第四章 糖苷和多糖改

1、掌握：糖苷的分類，苷鍵的裂解掌握：糖苷的分類，苷鍵的裂解熟悉：糖苷的結(jié)構(gòu)鑒定方法熟悉：糖苷的結(jié)構(gòu)鑒定方法v糖類又稱碳水化合物糖類又稱碳水化合物(carbohydrates)，是植物光合作用的初生產(chǎn)物，通過它們進(jìn)是植物光合作用的初生產(chǎn)物，通過它們進(jìn)一步合成了植物中的絕大部分成分。一步合成了植物中的絕大部分成分。v糖類在天然藥物治療疾病中，可以看作糖類在天然藥物治療疾病中，可以看作是藥效學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)的運載體。是藥效學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)的運載體。v研究十分活躍，尤其是由糖與非糖物質(zhì)研究十分活躍，尤其是由糖與非糖物質(zhì)結(jié)合成的苷類結(jié)合成的苷類(glycosides)化合物不少都是化合物不少都是天然藥物的生物活性成分

2、。天然藥物的生物活性成分。單糖單糖(monosaccharides)是多羥基醛和酮，是多羥基醛和酮，是組成糖類及其衍生物的基本單元。是組成糖類及其衍生物的基本單元。(略講略講,P45)單糖的結(jié)構(gòu)可以單糖的結(jié)構(gòu)可以Fischer投影式和投影式和 Haworth投影投影式式表示，多以表示，多以Haworth投影式表示。投影式表示。CHOCH OH2HHOHHOHHOHOHOHHOHHHHOH2CH OHOHHOHHHHOH2CH OHHOHOHOHOOO-D-glucose(Fischer式式) Haworth式式 糖及其衍生物苷類在植物性天然產(chǎn)物中糖及其衍生物苷類在植物性天然產(chǎn)物中存存在十分廣泛

3、在十分廣泛，是研究生命過程，是研究生命過程十分重要十分重要的領(lǐng)域的領(lǐng)域尤其是苷類化合物廣泛而尤其是苷類化合物廣泛而明顯的生物活性明顯的生物活性，又，又是從天然界是從天然界創(chuàng)制新藥研究十分活躍的領(lǐng)域創(chuàng)制新藥研究十分活躍的領(lǐng)域。OHOHOOHOHOHaBBaOHOHHOHOOHOHOOHOHOOHOHaBOHOHBaOHOHHOHOOHO一、天然界常見的單糖一、天然界常見的單糖v五碳醛糖（五碳醛糖（aldopentoses）:L-arabinose（阿拉伯糖）（阿拉伯糖） D-xylose（木糖）（木糖）v六碳醛糖（六碳醛糖（aldohexoses）:D-glucose（葡萄糖）（葡萄糖） D-g

4、lactose（半乳糖）（半乳糖）OOHOHOHOR1R2R2R1HOHOHOR1R2a: CH2OH OHB: OH CH2OHOHOHOHOOHOHaBCH3v六碳酮糖（六碳酮糖（ketohexose）:D-fructose（果糖）（果糖）v甲基五碳醛糖：甲基五碳醛糖：L-rhamonose（鼠李糖）（鼠李糖）OOHOHOHHOCH2OHaBOHOOHOHNH2H,OHv支鏈糖：支鏈糖：D-apiose（芹糖）（芹糖）v氨基糖（氨基糖（amino-sugar）: 慶大霉素、新霉素慶大霉素、新霉素 卡那霉素、鏈霉素卡那霉素、鏈霉素（氨基糖苷類抗生素）（氨基糖苷類抗生素）2-amino-2-d

5、eoxy-D-glucoseOOCH3CH3HOOHOHHOCH3OCH3Ov去氧糖（去氧糖（deoxy-sugars）：）：常見的有常見的有6-去氧糖、甲基五碳糖、去氧糖、甲基五碳糖、2，6-二去氧二去氧糖及其衍生物，糖及其衍生物，多見于強(qiáng)心苷、微生物代謝產(chǎn)多見于強(qiáng)心苷、微生物代謝產(chǎn)物中，具有一些特殊性質(zhì)物中，具有一些特殊性質(zhì).oleandrose（夾竹桃糖）（夾竹桃糖） cymarose（磁麻糖）（磁麻糖）BaOHOHHOHOOHOCOOHOHCH2OHOHOHOHOHv糖醛酸：糖醛酸：glucquronic acid（D-葡萄糖醛酸）v糖醇：糖醇：D-sorbitol（D-山梨醇）OHO

6、HOHHOHOHOOHOHOHHOHOHOHOHOOHOHv環(huán)醇類（環(huán)醇類（cyclitols)cis-inositols（肌醇）（肌醇）cyclitols（牛奶菜醇）（牛奶菜醇） cyclitolsene（牛奶菜醇烯）（牛奶菜醇烯）OHHOHOOHOHOPOHOHO+-v糖的磷酸酯：糖的磷酸酯： phosphoglucoside(葡萄糖磷酸酯葡萄糖磷酸酯 )是生命過程中糖類的重要衍生物。在親核取代是生命過程中糖類的重要衍生物。在親核取代中磷酸酯離子比氫氧離子更易離去，在中磷酸酯離子比氫氧離子更易離去，在目前尋目前尋找找anticancer and anti-HIV新藥開發(fā)中備受關(guān)新藥開發(fā)中備

7、受關(guān)注。注。二、低聚糖（二、低聚糖（Oligosaccharides）v定義：是指由定義：是指由210個單糖基通過苷鍵鍵個單糖基通過苷鍵鍵合合而成的直糖鏈或支糖糖的聚糖。而成的直糖鏈或支糖糖的聚糖。v低聚糖在天然界的存在形式：低聚糖在天然界的存在形式：非游離非游離，為多聚糖的酶或酸水降解產(chǎn)物或苷的糖元為多聚糖的酶或酸水降解產(chǎn)物或苷的糖元部分。部分。v低聚糖的分類：低聚糖的分類：按個數(shù)有二糖、三糖、四糖按個數(shù)有二糖、三糖、四糖CH OH2HOOHOHOHOH2CH OHOOOOHmaltoseOOOOHHOCH O3OCH3oOOCH3OHPachybiose三、多聚糖三、多聚糖(Polysac

8、charides)，簡稱多糖，簡稱多糖v定義：多糖是定義：多糖是由十個以上的單糖基通過由十個以上的單糖基通過苷鍵連接苷鍵連接而成的一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子化而成的一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子化合物。一般多糖都由合物。一般多糖都由100個以上甚至幾千個以上甚至幾千個單糖組成。個單糖組成。v基本性質(zhì)：基本性質(zhì)：甜味、強(qiáng)還原性的消失甜味、強(qiáng)還原性的消失而不而不同于單糖。同于單糖。v多糖的研究與應(yīng)用多糖的研究與應(yīng)用 多糖由于多糖由于結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，且具有一定的水，且具有一定的水溶性，故溶性，故研究難度極大研究難度極大，但由于多糖，但由于多糖特殊生物特殊生物活性活性的逐漸顯露又極大地激發(fā)著天然產(chǎn)物化學(xué)的逐

9、漸顯露又極大地激發(fā)著天然產(chǎn)物化學(xué)工作者的極大研究興趣。工作者的極大研究興趣。 如：黃芪多糖的免疫促進(jìn)功能；香菇多糖的腫瘤抑制功如：黃芪多糖的免疫促進(jìn)功能；香菇多糖的腫瘤抑制功能及其衍生物抗能及其衍生物抗HIVHIV活性；夏枯草多糖抑制活性；夏枯草多糖抑制HIVHIV的復(fù)制等。的復(fù)制等。v多糖的分類：多糖的分類：按生物體內(nèi)功能分按生物體內(nèi)功能分支持組織支持組織（水不溶水不溶性多糖，性多糖，如纖維素、甲殼等。如纖維素、甲殼等。分子呈直糖鏈型分子呈直糖鏈型）和）和養(yǎng)料養(yǎng)料貯存組織貯存組織（可溶于熱水可溶于熱水成膠體溶液，可經(jīng)酶催成膠體溶液，可經(jīng)酶催化水解釋放單糖以供應(yīng)能量，如淀粉、肝糖原化水解釋放單

10、糖以供應(yīng)能量，如淀粉、肝糖原等。等。分子為支糖鏈型分子為支糖鏈型）。）。按單糖組成種類分按單糖組成種類分均多糖均多糖（homosaccharide),即由即由一種一種單糖組成和單糖組成和雜多糖雜多糖(heterosaccharide),即由即由二種以上二種以上單糖組成。單糖組成。v多糖的系統(tǒng)命名：多糖的系統(tǒng)命名：均多糖的系統(tǒng)命名是在糖名后均多糖的系統(tǒng)命名是在糖名后加字尾加字尾-an,如葡聚糖如葡聚糖 (glucan)、果聚糖、果聚糖 (fructan)、木、木聚糖聚糖(xylan)。雜多糖的系統(tǒng)命名是用幾種糖名雜多糖的系統(tǒng)命名是用幾種糖名按字母按字母順序排列先后，再加字尾順序排列先后，再加字尾

11、-an,如葡萄甘露如葡萄甘露聚糖聚糖(glucomannan)、半乳甘露聚糖、半乳甘露聚糖(galactomannan)。v常見的植物多糖常見的植物多糖 淀粉、纖維素、葡聚淀粉、纖維素、葡聚糖、果聚糖、半纖維素、樹膠、粘液質(zhì)、卡拉糖、果聚糖、半纖維素、樹膠、粘液質(zhì)、卡拉膠等。膠等。v常見的動物多糖常見的動物多糖 肝糖元（肝糖元（glycogan）：與淀粉相似，分枝更）：與淀粉相似，分枝更甚，遇碘不呈蘭色而呈紅褐色。甚，遇碘不呈蘭色而呈紅褐色。甲殼素（甲殼素（chitinchitin）：似纖維素；）：似纖維素；肝素（肝素（heparinheparin）：為高度硫酸酯化的）：為高度硫酸酯化的右旋多

12、糖，具有強(qiáng)的抗凝血作用，用于右旋多糖，具有強(qiáng)的抗凝血作用，用于治療和預(yù)防血栓的形成，也有保護(hù)人體治療和預(yù)防血栓的形成，也有保護(hù)人體細(xì)胞不受細(xì)胞不受HIVHIV破壞，抑制病毒抗原在人體破壞，抑制病毒抗原在人體中的表達(dá)作用，其作用均與硫酸酯基有中的表達(dá)作用，其作用均與硫酸酯基有關(guān)。關(guān)。硫酸軟骨素（硫酸軟骨素（chondroitin sulfate）：）：是動物組織的基礎(chǔ)物質(zhì)，用以保護(hù)動物是動物組織的基礎(chǔ)物質(zhì)，用以保護(hù)動物組織的水分和彈性，目前發(fā)現(xiàn)其有降低組織的水分和彈性，目前發(fā)現(xiàn)其有降低血脂、改善動脈粥樣硬化之功?，F(xiàn)有鯊血脂、改善動脈粥樣硬化之功?，F(xiàn)有鯊魚軟骨素上市。魚軟骨素上市。透明質(zhì)酸（透明質(zhì)

13、酸（hyaluronic acid）：是一種）：是一種酸性粘多糖，為動物皮膚中的天然成分，酸性粘多糖，為動物皮膚中的天然成分，近年多用于護(hù)膚霜基質(zhì)，日常生活中也近年多用于護(hù)膚霜基質(zhì)，日常生活中也知豬蹄及膀皮有美容之功。知豬蹄及膀皮有美容之功。果膠果膠（多用于食品工作，膠凍、增（多用于食品工作，膠凍、增稠劑、軟糖等）稠劑、軟糖等）真菌多糖真菌多糖（香菇、云芝、豬苓、銀（香菇、云芝、豬苓、銀耳、茯苓、蟲草等）耳、茯苓、蟲草等）多糖的生理作用多糖的生理作用 p125參考：參考：天然產(chǎn)物化學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué)（第版）（第版）四、苷類四、苷類(Glycosides)苷類苷類又叫配糖體或糖雜體等，是一類又叫配糖

14、體或糖雜體等，是一類極為極為復(fù)雜、涉及面極廣、數(shù)目龐大復(fù)雜、涉及面極廣、數(shù)目龐大的天然產(chǎn)物的天然產(chǎn)物化學(xué)成分，其生物活性及藥物效用化學(xué)成分，其生物活性及藥物效用涉及醫(yī)涉及醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域?qū)W的各個領(lǐng)域，是極為重要的一類化學(xué)成，是極為重要的一類化學(xué)成分。英文命名常以分。英文命名常以-in or -oside作后綴作后綴，如，如葛根黃素葛根黃素(puerarin)、葛根黃素木糖、葛根黃素木糖甙甙(puerarin xyloside)。CH OH2OOOHOHOHHOH O3+-H O2CH OHOH2+OOHHOOHOHHOv苷的定義：苷的定義：苷是糖的衍生物，是糖在植物體內(nèi)的一種儲存形式，苷是糖的衍

15、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：因為苷經(jīng)水解后能釋放出糖。如：凡水解后能生成糖和非糖物質(zhì)的一類化合物，凡水解后能生成糖和非糖物質(zhì)的一類化合物，通稱為苷類通稱為苷類。CH OH2OOOHOHOHHOH O3+-H O2CH OHOH2+OOHHOOHOHHO由上面逆反應(yīng)可見，苷類可定義為由上面逆反應(yīng)可見，苷類可定義為是糖或糖的是糖或糖的衍生物衍生物(氨基糖、糖醛酸等氨基糖、糖醛酸等)與另一非糖物質(zhì)與另一非糖物質(zhì)(苷苷元或配基，元或配基，aglycone 或或genin)通過糖的端基碳通過糖的端基碳原子連接而成的化合物原子連接而成的化合物，故有，故有-苷和苷和-苷

16、之分，苷之分，天然界常見的多為天然界常見的多為-構(gòu)型。構(gòu)型。v苷的分類：苷的分類：苷類由結(jié)構(gòu)看主要由苷類由結(jié)構(gòu)看主要由三部分組成（三部分組成（糖糖+苷鍵苷鍵+苷元）苷元），可變因素較多，尤其是，可變因素較多，尤其是非糖物質(zhì)，即苷元部分，種類繁多，十非糖物質(zhì)，即苷元部分，種類繁多，十分復(fù)雜。因此，苷的分類也有多種方法：分復(fù)雜。因此，苷的分類也有多種方法：按按苷鍵原子苷鍵原子不同分：不同分：O-苷苷(O鍵苷鍵苷)：苷鍵原子為苷鍵原子為O,因苷元不同分：因苷元不同分：醇苷：醇苷：由苷元的醇羥基與糖端系質(zhì)子脫水由苷元的醇羥基與糖端系質(zhì)子脫水而成的苷。而成的苷。OOHHOOHOHOOOHOHHOOHOO

17、ORhodioloside(紅景天苷紅景天苷) Ranunculin(毛茛苷毛茛苷)COOHOOOHHOOHOOOHHOOHOCOHOOC醇苷苷元中不少屬于萜類和甾醇類化合物醇苷苷元中不少屬于萜類和甾醇類化合物Glycyrrhizin(甘草皂苷甘草皂苷A)CHOCOCHCH33OHOOOOO3OCHOOHCH O OHOCH33OHOHOCOCH3Marsdekoiside COOHOHOHHOHOH CO2酚苷：酚苷：由苷元的由苷元的酚羥基與糖酚羥基與糖上的半縮醛羥基上的半縮醛羥基脫水縮合而成的苷。天然產(chǎn)物中為數(shù)甚多，根脫水縮合而成的苷。天然產(chǎn)物中為數(shù)甚多，根據(jù)苷元不同又有：據(jù)苷元不同又有：

18、苯酚苷苯酚苷，如：，如：Gastrodin(天麻苷天麻苷)萘酚苷，萘酚苷，如：如：OHOOHOHOHOOHOHHydrojuglone (氫化胡桃葉醌苷氫化胡桃葉醌苷)蒽醌苷，蒽醌苷，如：如：OHHOOOOCH3HOOHOHOHO大黃酚苷大黃酚苷Chrysophamol monoglycosideOOOHOHHOOHOCOOHOHO香豆素苷香豆素苷，如：，如：OOCH OH2HOOHOHOHOOEsculin(七葉苷七葉苷)黃酮苷黃酮苷，如：，如：Baicalin(黃芩苷黃芩苷)OOHOHHO2CH OHOCNCH氰苷氰苷(cyanogenic glycosides)，是一類，是一類羥基腈羥基

19、腈與糖分子的端基羥基間縮合與糖分子的端基羥基間縮合的衍生物，根據(jù)羥的衍生物，根據(jù)羥基與腈基的位置不同有：基與腈基的位置不同有：-羥基腈苷羥基腈苷，如：，如：Prunasin(野櫻苷野櫻苷)OOHOHHO2CH OHOCNCH OH2-羥基腈苷羥基腈苷，如：，如：Sarmentosin(垂盆草苷垂盆草苷)CH2R1CR2O-Glu.CNcon. Hdil. Hdil. OH+_R2CR1OHCOOHOHR1CR2CNR2CR1+ NH + Glu.C=OR2R1+ HCN + Glu.4+OGlu.COOHdil. H+CR1R2OHCOOH+ NH + Glu.3！Cyanogenic gly

20、coside即生成氰的苷，尤其即生成氰的苷，尤其-羥基腈很不穩(wěn)定，一經(jīng)酶或酸、堿作用，立羥基腈很不穩(wěn)定，一經(jīng)酶或酸、堿作用，立即即生成氫氰酸生成氫氰酸，誤食該類植物有中毒危險。，誤食該類植物有中毒危險。食品安全：含氰食物中毒：苦杏仁、苦桃仁、李子仁、櫻桃仁、木薯等OHOHHO2CH OHOOOCH OH2酯苷酯苷：是苷元的：是苷元的羧基與糖上端羥基縮合羧基與糖上端羥基縮合而而成的苷類，此類苷鍵既有縮醛的性質(zhì)，又有酯成的苷類，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：的性質(zhì)，易為稀酸或稀堿水解。如：Tuliposide A(山慈菇苷山慈菇苷A)OOHOHOHHOONH吲哚苷吲

21、哚苷：是：是吲哚醇羥基與糖脫水縮吲哚醇羥基與糖脫水縮合的苷合的苷類。如：類。如：indicum(靛苷靛苷)OHOHHOOCOOHSCCH CH CH=CHSCH3O22NOSO3-硫苷硫苷(S鍵苷鍵苷)：苷鍵原子為硫，是苷鍵原子為硫，是糖上端基羥糖上端基羥基與苷元上的巰基縮合基與苷元上的巰基縮合而成的苷。如：而成的苷。如：glucoraphenin(蘿卜苷蘿卜苷)NNNNOHOHOOHNH22NHOHHOHOONNNNHO氮苷氮苷(N鍵苷鍵苷)：苷鍵原子為苷鍵原子為N，是苷元上，是苷元上胺基與胺基與糖縮合糖縮合而成的一類苷。如核苷是核酸的重要組而成的一類苷。如核苷是核酸的重要組成部分，成部分，

22、N苷是生化領(lǐng)域的重要物質(zhì)。如：苷是生化領(lǐng)域的重要物質(zhì)。如：Adenosine(腺苷腺苷) crotonside(巴豆苷巴豆苷)OOHOOHOOHOHOHOHCH OH2碳苷碳苷(C鍵苷鍵苷)：是是糖基直接接在碳原子上糖基直接接在碳原子上的的苷類。天然產(chǎn)物中常見的碳苷以黃酮類為多。苷類。天然產(chǎn)物中常見的碳苷以黃酮類為多。如：如：Vitexin(牡荊素牡荊素)按按苷元結(jié)構(gòu)類型苷元結(jié)構(gòu)類型不同分：黃酮苷類、香不同分：黃酮苷類、香豆素苷類、蒽醌苷類、生物堿苷類、豆素苷類、蒽醌苷類、生物堿苷類、C21C21甾苷類、三萜皂苷類等。甾苷類、三萜皂苷類等。突出特殊性質(zhì)和生物活性突出特殊性質(zhì)和生物活性分：皂苷類

23、、分：皂苷類、強(qiáng)心苷類等。強(qiáng)心苷類等。按按糖的數(shù)目多少糖的數(shù)目多少分：單糖苷類、低聚糖分：單糖苷類、低聚糖苷類等。苷類等。按按糖的種類糖的種類分：去氧糖苷類、非去氧糖分：去氧糖苷類、非去氧糖苷類。苷類。按按成苷數(shù)目成苷數(shù)目分：單糖鏈苷、二糖鏈苷、分：單糖鏈苷、二糖鏈苷、三糖鏈苷等。三糖鏈苷等。按按苷的存在狀態(tài)苷的存在狀態(tài)分：原生苷、次生苷。分：原生苷、次生苷。目前的天然產(chǎn)物化學(xué)苷類成分類型的分類目前的天然產(chǎn)物化學(xué)苷類成分類型的分類多多穿叉應(yīng)用穿叉應(yīng)用。 由苷類的基本結(jié)構(gòu)分析，分子中都有由苷類的基本結(jié)構(gòu)分析，分子中都有糖糖通通過過苷鍵苷鍵與與苷元苷元相連，故苷類的理化性質(zhì)不外乎相連，故苷類的理化

24、性質(zhì)不外乎受三者的支配受三者的支配，它們將表現(xiàn)各自的，它們將表現(xiàn)各自的個性個性，尤其，尤其是苷元部分差異極大，致使苷類的性質(zhì)差別明是苷元部分差異極大，致使苷類的性質(zhì)差別明顯，各種不同的苷往往都有各自的特殊性質(zhì)，顯，各種不同的苷往往都有各自的特殊性質(zhì)，然而，它們又相互形成一個整體，必然相互制然而，它們又相互形成一個整體，必然相互制約，相互影響，從而表現(xiàn)出一定的約，相互影響，從而表現(xiàn)出一定的共性共性。v溶解性溶解性多多OH：親水性，苷比苷元水溶性強(qiáng)；：親水性，苷比苷元水溶性強(qiáng)；糖分子中糖分子中OH減少，親水性下降。如去氧糖、減少，親水性下降。如去氧糖、甲基糖、甲氧基糖苷的水溶性均小于非去氧甲基糖、

25、甲氧基糖苷的水溶性均小于非去氧糖。糖。v氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)糖分子中的醛酮基、醇羥基，易進(jìn)一步氧化，糖分子中的醛酮基、醇羥基，易進(jìn)一步氧化，然而，天然產(chǎn)物中的糖多與非糖物質(zhì)形成苷，然而，天然產(chǎn)物中的糖多與非糖物質(zhì)形成苷，故有應(yīng)用意義的主要是故有應(yīng)用意義的主要是醇羥基醇羥基的氧化，尤其的氧化，尤其是是選擇性作用于鄰二羥基的氧化反應(yīng)將有助選擇性作用于鄰二羥基的氧化反應(yīng)將有助于糖的立體結(jié)構(gòu)推斷。于糖的立體結(jié)構(gòu)推斷。過碘酸裂解反應(yīng)過碘酸裂解反應(yīng)(Smith裂解裂解) 用過碘酸氧化用過碘酸氧化1,2-二元醇的反應(yīng)可以用于苷鍵的二元醇的反應(yīng)可以用于苷鍵的水解水解,稱為稱為Smith裂解裂解,是一種溫和的水解方

26、法是一種溫和的水解方法.反應(yīng)的基本方法反應(yīng)的基本方法:該反應(yīng)的應(yīng)用該反應(yīng)的應(yīng)用: 苷元不穩(wěn)定的苷苷元不穩(wěn)定的苷(酸水解酸水解)，以及碳苷用此法進(jìn)行，以及碳苷用此法進(jìn)行水解水解,可得到完整的苷元，這對苷元的研究具有重要可得到完整的苷元，這對苷元的研究具有重要的意義。此外，從降解得到的多元醇的意義。此外，從降解得到的多元醇,還可確定苷中還可確定苷中糖的類型。如糖的類型。如聯(lián)有葡萄糖聯(lián)有葡萄糖,甘露糖甘露糖,半乳糖或果糖的半乳糖或果糖的C-苷經(jīng)過降解后苷經(jīng)過降解后,其降解產(chǎn)物中有其降解產(chǎn)物中有丙三醇丙三醇;聯(lián)有阿拉伯糖聯(lián)有阿拉伯糖,木糖的木糖的C-苷經(jīng)過降解后苷經(jīng)過降解后,其降解產(chǎn)物中有其降解產(chǎn)物中

27、有乙二醇乙二醇;而聯(lián)有鼠李糖的而聯(lián)有鼠李糖的C-苷經(jīng)過降解后苷經(jīng)過降解后,其降解產(chǎn)物中應(yīng)有其降解產(chǎn)物中應(yīng)有丙二醇丙二醇.OCH2OHOHOHRIO4-BH4-H+CH2OHCH2OHCHOHRCH2OHIO4-R CHOHCOOHOCH3OHOHOHRIO4-BH4-H+CH3CH2OHOHCHOHRCH2OHIO4-R CHOHCOOH+C-鼠 李糖苷阿拉伯糖阿拉伯糖v糠醛糠醛(酚醛縮合酚醛縮合)反應(yīng)反應(yīng)，也叫，也叫Molish反應(yīng)反應(yīng)是糖的檢識反應(yīng)，也是苷類的檢識反應(yīng)。是糖的檢識反應(yīng)，也是苷類的檢識反應(yīng)。特征特征是：糖或苷類遇濃硫酸是：糖或苷類遇濃硫酸/-萘酚試劑將呈紫色環(huán)萘酚試劑將呈紫色

28、環(huán)于界面上。于界面上。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理：在濃硫酸作用下，苷分子中糖內(nèi)部：在濃硫酸作用下，苷分子中糖內(nèi)部脫水成糠醛衍生物，再與酚類試劑脫水成糠醛衍生物，再與酚類試劑縮合形成有縮合形成有色物色物。即：。即：CHOHCHOHHOCH 2CHOHCHOHCHOcon. H SO24OHOCH2CHOCOHOCH2OOHHO S3SO H3硫 酸 / 萘酚a-紫紅色紫紅色為了研究苷類的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與療效的關(guān)系，常有必為了研究苷類的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與療效的關(guān)系，常有必要采取適當(dāng)?shù)姆绞揭扇∵m當(dāng)?shù)姆绞角袛嘬真I切斷苷鍵。天然產(chǎn)物化學(xué)研究中，根據(jù)分子中糖的數(shù)目，切斷苷天然產(chǎn)物化學(xué)研究中，根據(jù)分子中糖的數(shù)目，切斷苷鍵

29、的程度有鍵的程度有原生苷、次生苷等稱謂原生苷、次生苷等稱謂。原生苷：原生苷：是指天然產(chǎn)物中是指天然產(chǎn)物中原始存在狀態(tài)原始存在狀態(tài)的苷，的苷，也稱第一苷；也稱第一苷；次生苷：次生苷：是指原始苷被是指原始苷被部分切去糖部分切去糖后生成的后生成的苷，也叫第二苷。苷，也叫第二苷。徹底切去糖徹底切去糖的非糖部分稱為苷元。的非糖部分稱為苷元。v酸催化水解反應(yīng)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(jī)制，以易被稀酸所水解，其反應(yīng)機(jī)制，以O(shè)苷為例可表苷為例可表述如下。述如下。OOCH OH2HOOHOHRROHOHHO2CH OHOO

30、H+OCH OH2HOOHOHOHOHHO2CH OHOHH+-ROH.OHOHHO2CH OHOOH O2OHOHHO2CH OHOOH2+-HH苷鍵原子質(zhì)子化苷鍵原子質(zhì)子化碳正離子碳正離子半椅式中間體半椅式中間體苷鍵斷裂苷鍵斷裂釋放質(zhì)子釋放質(zhì)子酸催化水解反應(yīng)機(jī)理酸催化水解反應(yīng)機(jī)理由上反應(yīng)可見酸催化水解是由上反應(yīng)可見酸催化水解是苷鍵先質(zhì)子化苷鍵先質(zhì)子化，然后，然后斷鍵生斷鍵生成糖陽離子中間體成糖陽離子中間體，然后在水中溶劑化而成糖。因此，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

31、中多種因素的影響。電子狀態(tài)、空間環(huán)境及整個甙分子中多種因素的影響。影響酸催化水解反應(yīng)難易的因素影響酸催化水解反應(yīng)難易的因素苷鍵原子的電子密度苷鍵原子的電子密度：電子密度升高，質(zhì)子化能力增：電子密度升高，質(zhì)子化能力增強(qiáng)，水解易發(fā)生。如強(qiáng)，水解易發(fā)生。如N與與C，故故NOSC。苷鍵原子的空間環(huán)境苷鍵原子的空間環(huán)境：位阻越大，隱蔽越深，水解越：位阻越大，隱蔽越深，水解越難。難。OHOHROOCOOHOROOHOHOHOHCHHHOROCH OH2OHOHOHOH2CH OHROOOHOHROOOROCH OH2OHOHNH2OHCH3糖上取代基糖上取代基：一般說：一般說取代基增多取代基增多，水解難度

32、增大；同，水解難度增大；同時，時，取代基的性質(zhì)取代基的性質(zhì)不同也將直接影響其水解難易。如：不同也將直接影響其水解難易。如：苷分子的穩(wěn)定性及其水解產(chǎn)物的穩(wěn)定性苷分子的穩(wěn)定性及其水解產(chǎn)物的穩(wěn)定性苷分子苷分子內(nèi)張力內(nèi)張力增大，有利于水解。如五元環(huán)糖易于增大，有利于水解。如五元環(huán)糖易于六元環(huán)糖；六元環(huán)糖；苷元苷元分子大分子大的易于小的；的易于小的；苷鍵為苷鍵為豎鍵豎鍵的易于橫鍵。的易于橫鍵。水解產(chǎn)物的水解產(chǎn)物的穩(wěn)定性穩(wěn)定性：產(chǎn)物苷元和糖穩(wěn)定將有利于水：產(chǎn)物苷元和糖穩(wěn)定將有利于水解，如：芳苷易于脂苷解，如：芳苷易于脂苷 難難易易酸催化水解反應(yīng)注意事項酸催化水解反應(yīng)注意事項！酸水解時，當(dāng)苷元對酸不穩(wěn)定時將

33、導(dǎo)致酸水解時，當(dāng)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苷元的結(jié)構(gòu)變化，遇此種情況時可采用二相水二相水解反應(yīng)解反應(yīng):即在反應(yīng)混合物中加入與水不相混溶的有機(jī)溶即在反應(yīng)混合物中加入與水不相混溶的有機(jī)溶劑（如苯劑（如苯/氯仿），使水解后的苷元及時轉(zhuǎn)溶于氯仿），使水解后的苷元及時轉(zhuǎn)溶于有機(jī)溶劑相，以避免苷元與酸的長時間接觸。有機(jī)溶劑相，以避免苷元與酸的長時間接觸。v乙酰解反應(yīng)（乙酰解反應(yīng)（ACETOLYSIS）乙酰解法可以乙酰解法可以開裂部分苷鍵而保存另一部分苷鍵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?；牡途厶牵纱私?jīng)從而在水解產(chǎn)物中得到乙?；牡途厶牵纱私?jīng)TLC、

34、GC分析獲得糖種類及其連接方式的部分信息。分析獲得糖種類及其連接方式的部分信息。影響乙酰解反應(yīng)影響乙酰解反應(yīng)難易的因素難易的因素苷鍵苷鍵鄰位有鄰位有OH可被乙?；瘯r可被乙?；瘯r，酰化難度加大；，?；y度加大；苷鍵苷鍵鄰位有環(huán)氧基時鄰位有環(huán)氧基時，酰化速度變慢；，?；俣茸兟?；糖間糖間連接位置不同連接位置不同，酰化速度不同。，?；俣炔煌?。如如-葡萄糖間，葡萄糖間， 16（易）（易）141312（難）（難）OOOOHCH OH2OHHOOHOH-+Glc.v堿催化水解和堿催化水解和消除反應(yīng)消除反應(yīng)苷鍵為縮醛型醚鍵，理當(dāng)對堿穩(wěn)定，但若苷元苷鍵為縮醛型醚鍵，理當(dāng)對堿穩(wěn)定，但若苷元中中成苷羥基的成苷羥

35、基的位有負(fù)電性取代基時位有負(fù)電性取代基時，苷鍵便，苷鍵便具有一定的酯的性質(zhì)，能被堿催化水解。如：具有一定的酯的性質(zhì)，能被堿催化水解。如：堿催化水解可用以此類特殊苷的苷鍵構(gòu)型確堿催化水解可用以此類特殊苷的苷鍵構(gòu)型確定，因為定，因為C2-OH與與C1-苷鍵反式時較順式易水苷鍵反式時較順式易水解，且解，且反式水解產(chǎn)物為反式水解產(chǎn)物為1，6-糖酐，而順式為糖酐，而順式為正常的糖正常的糖。所謂的所謂的-消除反應(yīng)消除反應(yīng)是苷鍵的是苷鍵的-位有吸電子基位有吸電子基團(tuán)時，團(tuán)時，-位氫活化，在堿液中與苷鍵起消除反位氫活化，在堿液中與苷鍵起消除反應(yīng)而開裂稱之，常用于多糖的結(jié)構(gòu)研究。應(yīng)而開裂稱之，常用于多糖的結(jié)構(gòu)研

36、究。v酶催化水解酶催化水解酶是酶是活性高，專屬性強(qiáng)活性高，專屬性強(qiáng)的生物催化劑，其割裂的生物催化劑，其割裂苷鍵的苷鍵的條件比較溫和條件比較溫和，苷元不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，苷元不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，且又能獲得有關(guān)苷鍵構(gòu)型情況且又能獲得有關(guān)苷鍵構(gòu)型情況轉(zhuǎn)化糖酶轉(zhuǎn)化糖酶(invertase)解解-果糖苷鍵；果糖苷鍵；麥芽糖酶麥芽糖酶(maltase)解解-葡萄糖苷鍵葡萄糖苷鍵苦杏仁酶苦杏仁酶(emulsin)解解-葡萄糖和葡萄糖和-半乳糖半乳糖苷鍵苷鍵v過碘酸裂解反應(yīng)過碘酸裂解反應(yīng)是過碘酸氧化反應(yīng)經(jīng)改進(jìn)，是過碘酸氧化反應(yīng)經(jīng)改進(jìn)，用于割裂具有用于割裂具有1，2-二元醇糖苷鍵的溫和反應(yīng)二元醇糖苷鍵的溫和反應(yīng)，（該方

37、法又稱，（該方法又稱SMITH裂解法）。這種方法對苷元結(jié)構(gòu)容易裂解法）。這種方法對苷元結(jié)構(gòu)容易改變的苷以及改變的苷以及C-甙的水解特別適宜。而甙的水解特別適宜。而不適宜不適宜苷元上也具有苷元上也具有1，2-二元醇結(jié)構(gòu)的苷類二元醇結(jié)構(gòu)的苷類；該反；該反應(yīng)在水解產(chǎn)物中得不到完整的糖分子。應(yīng)在水解產(chǎn)物中得不到完整的糖分子。第五節(jié)第五節(jié) 糖鏈的結(jié)構(gòu)測定糖鏈的結(jié)構(gòu)測定Structural Elucidation of Saccharide Chain一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序純度鑒定純度鑒定多糖多糖的純度鑒定：多用的純度鑒定：多用比旋度法比旋度法(恒定不改變恒定不改變)；高壓電

38、泳法高壓電泳法（硼酸鹽緩沖液（硼酸鹽緩沖液PH9-12，醋酸薄，醋酸薄膜支持，顯色劑多為膜支持，顯色劑多為P-茴香胺硫酸試劑，即茴香胺硫酸試劑，即anisidine/H2SO4）。）。 糖的衍生物糖的衍生物苷苷的純度鑒定：的純度鑒定：MP、TLC、HPLC。 一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序分子量測定分子量測定單糖、低聚糖及其苷單糖、低聚糖及其苷的分子量測定：目前的分子量測定：目前主要主要用用MS法法，但由于它們?yōu)槎嗔u基化合物，普通，但由于它們?yōu)槎嗔u基化合物，普通EI-MS往往測得的最高質(zhì)量峰為往往測得的最高質(zhì)量峰為M-H2O，而，而并非分子離子峰；所以，并非分子離子峰；所

39、以，多采用多采用FD-MS、FAB-MS等。等。多糖多糖的分子量測定：目前仍的分子量測定：目前仍沿用經(jīng)典沿用經(jīng)典高分子化高分子化合物分子量的測定方法，如粘度法、沉降法等，合物分子量的測定方法，如粘度法、沉降法等，甚至僅僅測定標(biāo)示其平均分子量。甚至僅僅測定標(biāo)示其平均分子量。單糖的鑒定單糖的鑒定 為了鑒定低聚糖、苷類乃至多糖分為了鑒定低聚糖、苷類乃至多糖分子中的子中的單糖種類單糖種類及其比例，通常是及其比例，通常是將其苷鍵將其苷鍵全部水解全部水解（乙酰解），然（乙酰解），然后后經(jīng)經(jīng)TLC、PC、GC或或HPLC檢出檢出。 一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序單糖間、糖與苷元間連接位

40、置的確定單糖間、糖與苷元間連接位置的確定 確定苷鍵的連接位置，目前主要是應(yīng)用確定苷鍵的連接位置，目前主要是應(yīng)用13C-NMR中的中的苷化位移法苷化位移法，其方法是：，其方法是： 將苷化合物或低聚糖先行甲醚化或乙?；?，測將苷化合物或低聚糖先行甲醚化或乙?；?，測得其得其13C-NMR譜，然后將其水解，再測其水譜，然后將其水解，再測其水解產(chǎn)物的解產(chǎn)物的13C-NMR譜，歸屬比較其變化，以譜，歸屬比較其變化，以推斷苷鍵的連接位置。推斷苷鍵的連接位置。 如：如： 一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序水解前后水解前后 ： C2 29.7 32.0 -2.3 C3 77.0 70.9 +6.

41、1 C4 34.3 38.4 -4.1因成苷引起的化學(xué)位移變化，專業(yè)上稱之為苷化位移因成苷引起的化學(xué)位移變化，專業(yè)上稱之為苷化位移（glycosidation shift）。）。 OOOOOOCH=CHOCOCHOHOHOHOCH3OCH3OHH CO3HOOH234糖鏈連接順序的確定糖鏈連接順序的確定經(jīng)典方法經(jīng)典方法：緩和水解；酶解；乙酰解等：緩和水解；酶解；乙酰解等 這些方法都是將苷部分裂解成次級苷或低聚這些方法都是將苷部分裂解成次級苷或低聚糖，再分析鑒定糖的碎片。糖，再分析鑒定糖的碎片。 雖然經(jīng)典方法至今尚有一定的實際應(yīng)用價值，雖然經(jīng)典方法至今尚有一定的實際應(yīng)用價值，但但日新月異的波譜技

42、術(shù)已正在取代其角色日新月異的波譜技術(shù)已正在取代其角色。 一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序 MS法測定糖鏈連接順序法測定糖鏈連接順序技術(shù)技術(shù)FDMS、FABMS等。等。優(yōu)點優(yōu)點不必制備衍生物不必制備衍生物,用量小用量小,準(zhǔn)確準(zhǔn)確,簡便。簡便。OOOOOOCH=CHOCOCHOHOHOHOCH3OCH3OHH CO3HOOH234m/z 305m/z 161M-305=657M-161=801FDMS of marsdekoiside A M =962+NMR法測定糖鏈連接順序法測定糖鏈連接順序 是將糖及其苷類衍生物全乙?；?，測定觀察是將糖及其苷類衍生物全乙?；?，測定觀察兩

43、糖之間質(zhì)子的遠(yuǎn)程偶合或兩糖之間質(zhì)子的遠(yuǎn)程偶合或NOE效應(yīng)效應(yīng)，以期確，以期確定糖的連接順序。定糖的連接順序。OOOOOOAcOH C2AcOAcOAcOAcOAcOAcOAcOHHHHHH3.893.66苷鍵構(gòu)型的確定：苷鍵構(gòu)型的確定：經(jīng)典方法：經(jīng)典方法：苷鍵構(gòu)型的確定雖然苷鍵構(gòu)型的確定雖然經(jīng)典經(jīng)典的的酶水解法、分子旋光法酶水解法、分子旋光法*（即（即Klyne法法）仍時有應(yīng)用，但目前仍時有應(yīng)用，但目前多被多被NMR法所代替法所代替。p55 一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序一、研究糖鏈結(jié)構(gòu)的一般程序 NMR法法確定苷鍵構(gòu)型：主要是利用成苷確定苷鍵構(gòu)型：主要是利用成苷糖的糖的端基質(zhì)子端基質(zhì)子在在5.0

44、左右，少被覆蓋，依左右，少被覆蓋，依據(jù)其據(jù)其與與C2上質(zhì)子偶合裂分上質(zhì)子偶合裂分的不同進(jìn)行判的不同進(jìn)行判斷的。如斷的。如glucose： e(5.97)=2.0-3.5Hz1,2OHOHOOHOHORHHJ aaa=8.0Hz1,2J (5.53)HHOROHOHHOHOO 可見可見-甙鍵的甙鍵的Anomeric-H J多在多在6.0-8.0Hz，而，而-則多在則多在2.0-4.0Hz，非常易于區(qū)別，但對于諸，非常易于區(qū)別，但對于諸如甘露糖和鼠李糖之類則因如甘露糖和鼠李糖之類則因C2-H處在橫鍵上，處在橫鍵上，雙面角相近，其雙面角相近，其J值差別不大，不足以區(qū)分值差別不大，不足以區(qū)分-和和-異

45、構(gòu)體，遇到此種情況，多采用異構(gòu)體，遇到此種情況，多采用13C-NMR的門控去偶技術(shù)的門控去偶技術(shù)測其端基碳與端基質(zhì)子的偶測其端基碳與端基質(zhì)子的偶合常數(shù)，即合常數(shù)，即JC1-H1來區(qū)別。如：來區(qū)別。如： 吡喃糖苷吡喃糖苷C1-H是是e鍵時鍵時(-苷苷)1JC1-H1=170Hz C1-H是是a鍵時鍵時(-苷苷)1JC1-H1=160Hz NMR法法確定苷鍵構(gòu)型確定苷鍵構(gòu)型第六節(jié)第六節(jié) 糖和苷的提取與分離糖和苷的提取與分離Extraction and Isolation of Saccharides and Glycosides 如同其他天然產(chǎn)物化學(xué)成分提取分離一樣，如同其他天然產(chǎn)物化學(xué)成分提取分

46、離一樣，糖和苷類的提取分離也必須糖和苷類的提取分離也必須首先全面分析所首先全面分析所研究的天然產(chǎn)物中糖和苷類成分的性質(zhì)及共研究的天然產(chǎn)物中糖和苷類成分的性質(zhì)及共存成分的情況，存成分的情況，方能設(shè)計合理的方案，但要方能設(shè)計合理的方案，但要對類型繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)差異明顯的糖對類型繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)差異明顯的糖及其苷類提出共同的基本提取分離方案，實及其苷類提出共同的基本提取分離方案，實屬難事。但以下問題則是提取分離糖及其苷屬難事。但以下問題則是提取分離糖及其苷類成分時類成分時必須考慮的共同點必須考慮的共同點。酶對糖及其苷類提取的影響酶對糖及其苷類提取的影響 通常含糖及其苷類化合物的天然藥材組織中往往同通常含糖及其苷類化合物的天然藥材組織中往往同時含有酶，時含有酶，共存酶能促使苷鍵裂解共存酶能促使苷鍵裂解，故藥材粉碎后，故藥材粉碎后，受潮、冷水浸泡都能促使它們的相互接觸致使苷鍵受潮、冷水浸泡都能促使它們的相互接觸致使苷鍵裂解，生成次生苷乃至苷元，影響原有成分