第二章糖和苷1

1、 第二章 糖和苷 p.55 （sugars and glycosede）学习本章要求：1. 掌握糖的分类，单糖、低聚糖、 多糖的结构特点及命名。2. 能写出常见糖的结构（fischer 式；haworth式和优势构象） 从结构式能写出糖的名称。 3. 掌握糖的理化性质：（1）过碘酸氧化反应及其在糖苷 结构鉴定中的应用；（2）糠醛反应，甲基化，乙酰化 反应； 1.单糖的立体化学 单糖（monosaccharide）是多羟基醛或多羟基酮类化合物，是组成糖类及其衍生物的基本单元。单糖的结构表示方法有三种： （1）fischer投影式 （2）haworth投影式 （3）优势构象式以葡萄糖为例子： （分

2、子式）cccchohohhhohhocch2ohoh.choccccch2ohhohohhhohhohd-glucose -d -glucosehaworth式优势构象式oohhhohohhch2ohohhcccchohohhhohhcch2ohhooh.oo -d -glucoseohhhohhohohch2ohohoo d-glucose haworth式优势构象式 d-glucose -d-glucose2. 糖和苷的分类一、单糖类（一）五碳醛糖（aldopentose） l阿拉伯糖(larabinose,ara) d木糖(dxylose,xyl)ooohohohohohh.ohohh.

3、oh（二）、六碳醛糖（aldohexoses）dglucose, glcoh .o h（三）六碳酮糖（ketohexose,hexulose）ch2ohccccch2ohoohhhohhohoohohohhhch2ohhoh2c d 果糖（dfructose,fru) d果糖 (dfructose,fru)（四）甲基五碳糖choccccch3hohhohohhohh l-鼠李糖（l-rhamaose,rha）oohch3h,oh l鼠李糖 (lrhamaose,rha)（五）氨基糖（amino sugar）氨基2去氧d葡萄糖 （dglucosamine） h,ohoohnh2oh（六）糖醛酸（

4、uronic acid） h,ohd葡萄糖醛酸 （dglucuronic acid） ocoohohohoh d葡萄糖醛酸(d glucuronic acid)二、低聚糖类 由29个单糖通过苷键结 合而成的直链或支链聚糖， 称为低聚糖。 （oligosaccharides） 蔗糖（非还原糖）oooch3oh，oh芸香糖（还原糖）o 蔗糖(非还原糖)芸香糖 (还原糖)三、多聚糖类（多糖类） 由十个以上单糖通过苷 键连接而成的糖称为多 糖（polysaccharides）。 多糖中的单糖在100个以 上，甜味及还原性消失。（一）植物多糖1.淀粉（starch）2. 纤维素（cellulose）3.

5、 树胶（gum）4. 粘液类（mucilage）和 粘胶质（pectic substance）（二）动物多糖 1. 糖原（glycogam） 2. 甲壳素（chitin） 3. 肝素（heparin） 4. 硫酸软骨素（chondrotin sulfate） 5. 透明质酸（hyaluronic acid）含多糖的中药有： 人参、黄芪、枸杞、刺五加、当归、猕猴桃、灵芝、银耳、茯苓等含有的多糖是具有抗肿瘤，增强免疫，降血脂，降血糖，抗肝炎，抗衰老等生物活性。四. 苷类（glycosides）(一) 定义 苷类又称配糖体，是糖或糖的衍生物与另一非糖物质（苷元或配糖体）通过糖的端基碳原子连接而成化合

6、物。黄芩苷oohohohcoohoohohoo黄芩苷# 按连接单糖基的个数分为 单糖苷、双糖苷。# 按连接糖链数分为单糖链 苷，双糖链苷，三糖链苷等。(二) 苷的结构分类# 原生苷和次级苷。# 按苷键原子不同分为氧苷、 硫苷、氮苷、碳苷。# 按苷的特殊性质及物理活 性分为皂苷、强心苷。# 按苷元化学结构类型分为 黄酮苷、蒽醌苷、生物碱 苷、三萜苷等。重点介绍按苷键原子分类： 1.氧苷（o苷） 醇苷 通过苷元上醇羟基与 糖或糖的衍生物的半 缩醛或半缩酮羟基脱 掉一分子水缩合而成 的化合物。ooh红景天苷(rhodioloside)1.来源：中药红景天2.生物活性：抗衰老o 红景天苷(rhodio

7、loside) 1.来源:中药红景天 2.生物活性:抗衰老 酚苷 由苷元酚羟基与糖分子端基羟 基脱水缩合而成。天麻苷（gastrodin）1.来源：中药天麻2.生理活性：镇静、止痛。ch2ohoo 天麻苷(gastrodin) 1.来源:中药天麻 2.生理活性:镇静、止痛 氰苷（cyanogenic glycoside） 主要指一类具有羟基腈 基的苷元与糖组成的氧苷。o苦杏仁苷（amygdain）1.来源：中药杏仁2.生理活性：镇咳ochcnoochcno野樱苷（prunasin）o 苦杏仁苷（amygdain） 1.来源：中药杏仁 2.生理活性：镇咳野樱苷（prunasin）酯苷 由苷元羧基

8、和糖的半缩 醛羟基脱水连接而成。och2ohrch2oo山慈姑苷 a r=h山慈姑苷 b r=oh1.来源：中药山慈姑2.生理活性：抗酶菌三慈姑苷 a r=h 1.来源：中药三慈姑三慈姑苷 b r=oh 2.生理活性：抗霉菌硫苷（s苷） 由苷元上巯基与糖分子 端基羟基脱水缩合而成。occch2ch2chchsoch3snoso3萝卜苷萝卜苷氮苷（n苷） 是由苷元上氮原子与糖 分子的端基碳直接相连 而成。nnnh2ohnno巴豆苷（crotonside）1.来源：中药巴豆2.生理活性：抗菌巴豆苷（crotonside）1.来源：中药巴豆2.生理活性：抗菌碳苷（c苷） 苷元碳上的氢原子与糖的 半缩

9、醛羟基脱水缩合而成。ohoohch2ohho芦荟苷1.来源：中药芦荟2.生理活性：致泻 芦荟苷1.来源：中药芦荟2.生理活性：致泻3 糖的化学性质1. 氧化反应：（过碘酸氧化反应）2. 糠醛形成应： （糠醛与许多胺类，酚类试剂 反应，如：萘酚和硫酸） 3.羟基反应：醚化反应： (甲醚化，三甲基硅醚化， 三苯甲醚化）酰化反应： （乙酰化，甲苯磺酰化）缩醛缩酮反应硼酸络合反应一. 酸催化水解酸水解易难顺序为： n-苷o-苷s-苷c-苷酮糖较醛糖易水解4 苷的裂解吡喃环上c5上取代基越大 越难水解，其水解速度为： 五碳糖甲基五碳糖六碳糖 七碳糖糖醛酸去氧糖羟基糖氨基糖乙酰化ooacoacoacoro

10、achoor二. 乙酰化反应（acetolysis）常用试剂：醋酐和酸常用的酸：硫酸和高氯酸乙酰化三. 酶催化水解反应 常用于苷键水解的酶有：2.麦芽糖酶（maltase） 水解-d葡萄糖苷1.转化糖酶（invertase） 水解-果糖苷键5.蜗牛酶 水解-苷键4.纤维素酶（cellulase） -d葡萄糖苷3.杏仁苷酶（emulsin） -d六碳醛糖oh.ohoooh. oh.ch2o 纤维素酶 室温4天oooh. oh.ch2oh+穿心莲内酯19 d葡萄糖苷穿心莲内酯纤维素酶室温4天穿心莲内酯穿心莲内酯19d葡萄糖苷四. 过碘酸裂解反应 （smith降解法）常用试剂：naio4 、 nab

11、h4 、 hclio4-ooroohcohcorbh4ohoh2choh2corh+rohch2ohchohch2ohchoch2ohohglcglc o6glcglc o2hoac io4-bh4-h+ohohho20（s）原人参二醇ohglcglc o2oh20（r）次皂苷 hclt -buo-h+20（s）20（r）人参二醇ohoho20（s）原人参二醇20（r）次皂苷20（s）20（r）人参二醇 三.单糖的鉴定 （1）用25mol/l hcl或h2so4 将聚糖水解成单糖。 （2）有pc或tlc与已知糖对照， 可决定单糖的种类。 （3）用薄层扫描法测定糖的相对 含量。 （4）用gc或h

12、plc对各单糖进行 定性定量分析。 四.糖连接位置的测定 1. 甲基化法的方法与步骤：（1）全甲基化。（2）用h+水解。（3）用tlc法与已知单糖的各 种不同位置的甲基化衍生 物对照鉴定。（4）用 gc 对水解物进行定性 定量分析。or，oor，oooor，ooome ome ome ome meomeooome ome meoohh,ohome oome meoh,oh全甲基化6%hcl / meoh回流水解+全甲基化回流水解 五.糖链连接顺序的测定 常用的方法有部分水解法和 质谱法。（1）糖苷 各种低聚糖 各种抵聚糖h+水解柱层分离拼凑 确定糖链顺序。分别测定（1）糖苷 各种低聚糖 各种低

13、聚糖 拼凑 确定糖链顺序h+水解柱层分离分别测定（2）用二维核磁技术： 如用noecosy谱，可以不 仅经水解分离，直接测定糖 和糖连接顺序。（3）用m.s谱 可以根据ms中裂解规律 和裂解碎片，推测低聚糖、 糖与糖、糖与苷连接顺序。 举例： 皂苷i经酸水解，测得其糖 为d核糖、l鼠李糖、 d葡萄糖，分子比为1：1：1。在fabms谱中，主要碎片峰有 m/z：855（m+ +1）、721、575、413、397。oooo413397oooch3o575721皂苷皂苷i7 糖及苷的提取分离 一、提取（extrction）: 1.单糖、低聚糖、苷类化合物的 提取。 常用溶剂：h2o、稀醇 2.原生

14、苷的提取： 在提取过程中尽量避免 酸、碱接触，以免苷类 水解。常用方法是在中 药中加入一定量的碳酸 钙。 3.次生苷或苷元的提取： 在提取溶剂中，加入12% 稀酸（hcl或h2so4)4.多糖的提取： 常用溶剂： h2o 、0.1 mol1mol/l naoh (koh)、1%hac 提取方法：热提二、分离 1.季铵盐沉淀法 常用的季铵盐有catoh （氢氧化物） ctab （十六烷基三甲胺的溴化物） cpoh（十六烷基吡啶）常用浓度：110% 季铵盐可与酸性多糖产生 沉淀。可与中性多糖不产 生沉淀。 2.分级沉淀法 常用的分级沉淀法是在混 合多糖的浓水溶液中，逐 步按比例由小到大的浓度 加入

15、乙醇（甲醇、丙酮）。 收集不同浓度下析出的沉淀。 中性多糖ph调至7 酸性多糖ph调至243.离子交换色谱法（层析法） 常用的阳离子交换纤维素有： cmcellulose、 se cellulose、 pcellulose 、 smcellulose； 阴离子交换纤维素有： deaeolacellulose、 pabcellulose、 ecteolacellulose 、 teaecellulose。 阳离子交换纤维素分离酸性多 糖、中性多糖、粘多糖较好。4.纤维素柱层析： 常用洗脱剂： 水和不同浓度的乙醇水溶液。 流出柱体顺序： 水溶性大的先流出柱，水溶性 小的后流出柱。5.凝胶柱层析：

16、常用的凝胶有： （1）葡萄糖凝胶 （sephadex g） （2）琼脂糖凝胶 (sepharose biogel a) （3）聚丙烯酰胺凝胶 (biogel p)常用洗脱剂： 各种浓度的盐酸溶液及缓冲液.流出柱的顺序： 大分子先流出柱，小分子后 流出柱。分离分子量小的物质： 用交链度大，网孔小（孔隙小） 的凝胶。分离分子量大的物质： 用交链度小，网孔大（孔隙小） 的凝胶。分离低聚糖、苷类：用孔隙小的 sephadex g25,g50。纯化多糖： 用孔隙小的 sephadex g15,g25，去除无机盐和 小分子化合物。分离多糖： 用孔隙大的 sephadex g200。注：商品凝胶的型号是按交

17、链度的大小分类的，以每克干凝胶吸水量10倍的数值来表示，如g25型凝胶表示为每克吸水2.5ml 的葡萄糖凝胶。 6.制备性区域电泳 适合分子大小，负电荷不 同的多糖分离。 电泳常用载体：玻璃粉 操作方法： 1.用水将玻璃粉调拌成胶状， 装柱。 2.用电泳缓冲液 （0.05mol/l 硼砂水溶液，ph9.3 ）平衡3天。 3.将多糖加于柱上端，接通电源。 4.电泳时间为512小时。 5.电泳完毕后将玻璃粉载体推出 柱外，分割后分别洗脱。 6.检测。三.分离实例 1.苷类常用提取方法： 中药 etoh提取 etoh提取物 减压回收etoh 浓缩物 石油醚提取 石油醚 残留物 （油脂类） et2o或

18、chcl3提取 et2o或chcl3提取 et2o或chcl3 残留物（提取物为苷元 ） etoac提取 etoac提取物 残留物 （含糖较小的苷） nbuoh提取 nbuoh提取物 （含糖较多的苷）2.香菇多糖的分离实例： 从香菇(lentinus edodis(berk) sing) 分离出6种多糖。 其中香菇多糖（lentinan）及 lc11的肿瘤抑制率较高。 香菇200kg 热水提取 提取物 1etoh沉淀 3 etoh 溶液 沉淀物l 水溶液 0.2mol/l ctaoh, ph 2.8 沉淀 20%hoac 不溶物lc3 溶液 6%naoh 3 etoh 溶液部分 沉淀lc1（30g） 3 etoh h2o离心 沉淀 上清液 seveg 法去蛋白质 catoh 0.2mol/l 香菇多糖 渐增ph，分步沉淀 （接下页） lc1a