天然药物化学课件第三章糖和苷

1、天天 然然 药药 物物 化化 学学natural medicine chemistry生物工程学院生物工程学院郑一敏郑一敏 教授教授第三章第三章糖与苷糖与苷 天天 然然 药药 物物 化化 学学主要内容主要内容 单糖的绝对构型、端基差向异构体、构象、主要化学性质（氧化、糠醛反应、羟基反应等）。 检视方法；苷类化合物的结构特征和分类及苷类化合物的定义，苷键酸催化水解、碱催化水解、酶催化水解、过碘酸氧化裂解、乙酰解；糖和苷的提取方法与核磁共振特征。 重点重点 糖和苷类化合物的结构、分类、性质、苷键裂解的规律及波谱糖和苷类化合物的结构、分类、性质、苷键裂解的规律及波谱特征，检视方法。特征，检视方法。一

2、一 概述概述 糖类又称碳水化合物（carbohydrates）一类最丰富的天然产物，其与人类关系极为密切，食用的蔗糖、粮食的主要成分淀粉、棉布的棉纤维。 糖类在中草药中分布十分广泛，常常占植物干重的80%90%。糖类与核酸、蛋白质、脂质一起合称生命活动所必需的四大类化合物。从化学结构上看是多羟基内半缩醛（酮）及其缩聚物。根据其分子水解反应的情况，可以分为单糖、低聚糖和多糖。 1单糖：不能水解的最简单的多羟基内半缩醛（酮）。 如葡萄糖等。 2低聚糖：水解后能生成2个以上10个以下的单糖分子。 如：蔗糖（d-葡萄糖-d果糖） 麦芽糖（葡萄糖14葡萄糖） 3多糖：水解后能生成多个单分子。 如：淀粉、

3、纤维素等 由一种单糖组成由一种单糖组成均多糖均多糖 由二种以上单糖组成由二种以上单糖组成杂多糖杂多糖 苷苷糖糖+ +非糖。如：黄酮苷、皂苷等。非糖。如：黄酮苷、皂苷等。二二 结构类型结构类型 （一）、糖的表示式（一）、糖的表示式 单糖是多羟基醛或酮。从三碳糖至八碳糖自然界都有存在。以fischer式表示天然常见糖如下：ch2ohchochoch3choch2ohochoch2ohd-木糖l-鼠李糖d-葡萄糖d-果糖五碳醛糖甲基五碳醛糖六碳醛糖六碳酮糖 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。 具有六元六元环结构的糖吡喃糖（pyranose） 具有五元五元环结构的糖呋喃糖（fura

4、nose） 单糖处于环状结构时，可用haworth式表示。 如：葡萄糖c h oc h2o hod-葡 萄 糖（二）、（二）、fischer与与haworth的转换及其相对构型的转换及其相对构型单糖成环后新形成的一个不对称碳原子称为端基碳（anomeric carbon）。生成的一对差向异构体（anomer）有、二种构型。从fischer式看（c1与c5的相对构型）c1-oh与原c5（六碳糖）或c4（五碳糖）-oh，顺式为顺式为，反式为，反式为。从haworth式看c1-oh与c5（或c4）上取代基之间的关系：同侧为，异侧为。choch2ohoocch2ohhohocch2ohohhod-葡萄

5、糖异侧同侧异侧同侧cch2ohohhchocch2ohhohcho-oh甘油醛d 型l 型occh2ohohhchochoch2ohchoch3ch3o-oh甘油醛d 型d-葡萄糖l-鼠李糖-d-葡萄糖-l-鼠李糖（三）、（三）、 糖的绝对构型（糖的绝对构型（d d、l l）以以-oh甘油醛为标准，将单糖分子的编号最大的不对称碳原子的构型与甘油醛作比较而命名分子构型的方法。fischer式中最后第二个碳原子上-oh向右的为d型，向左的为l型。haworth式中c5向上为向上为d d型型，向下为向下为l l型型。（四）、（四）、环的构象环的构象呋喃糖五元环接近在同一平面上。唯醛糖的呋喃糖五元环接

6、近在同一平面上。唯醛糖的c3、酮糖的c4超出平面0.5a，几乎是固定的结构。呋喃糖六元环有船式和椅式构象，在溶液或固体状态是都是椅式构象，不是c1便是1c。c表示椅式（chair form）。ooo1234(2)(3)(4)(5)ooc1式1c式1234512345ooo-d-葡萄糖c1式1c式以c2、c3、c5、o四个原子构成的平面为准，c4处面上，c1处面下的标为4c1，简称c1，反之1c4简称1c。angyal用总自由能来分析构象式的稳定性，比较二种构象式的总自由能差值，能量低的是优势构象。如：葡萄糖的二种构象式的比较：第三节第三节 糖和苷分类糖和苷分类糖匀体糖匀体指均由糖组成的物质。如

7、单糖、低聚糖、多糖等。指均由糖组成的物质。如单糖、低聚糖、多糖等。 1常见单糖常见单糖ochoch2ohchoch3ch3ochoch2ohochoch2ohochoch2ohooochoch2ohor1r2or1r2-oh-ohd-葡萄糖l-鼠李糖d-半乳糖d-甘露糖d-木糖d-果糖当构成二糖或多糖时呋喃当游离存在时吡喃2氨基糖氨基糖是指单糖的伯或仲醇基置换成氨基的糖类。是指单糖的伯或仲醇基置换成氨基的糖类。oohonh2ohnh32-氨基-2-去氧-d-glucose 3糖醇糖醇 单糖的醛或酮基还原成羟基后所得的单糖的醛或酮基还原成羟基后所得的多元醇称糖醇。多元醇称糖醇。c h2o hc

8、h2o hd - 山 梨 醇4去氧糖去氧糖通常在c2上无-oh，强心苷中较多见。单糖分子的一个或二个羟基为氢原子代替的糖叫去氧糖。单糖分子的一个或二个羟基为氢原子代替的糖叫去氧糖。ch2choch3d-毛地黄毒糖（2,6-二去氧糖）糖类功能1. 生命活动所需能量来源；2. 重要的中间代谢产物；3. 构成生物大分子；4. 分子识别作用。组成：c:h:o=1:2:1单糖分类己糖丙糖戊糖丁糖重要的单糖重要的单糖 甘油醛甘油醛 核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖半缩醛羟基半缩醛羟基葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 半乳糖半乳糖寡糖 麦芽糖 (maltose) 两分子葡萄糖由糖苷键连接，具还原性 蔗糖 (sucrose)

9、 由一分子葡萄糖和一分子果糖通过糖苷键连接而成，无还原性, 主要的糖。乳糖(lactose)半乳糖和葡萄糖结合而成存在于哺乳动物的乳汁中寡寡 糖（糖（oligosaccharides）双糖：麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等双糖：麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等-麦芽糖多糖多糖均一多糖 淀粉 植物细胞（谷粒，块根，果实）糖原 动物细胞（如肝细胞中的糖原）纤维素 植物细胞木材-50%纤维素，棉花-90%纤维素非均一多糖 透明质酸 软骨素多糖（多糖（polysaccharides）多糖：由很多单糖分子缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子，如淀粉、糖原、纤维素纤维素- 葡萄糖（二）苷（二）苷( (糖杂体糖

10、杂体)糖及其衍生物与非糖组成的糖及其衍生物与非糖组成的化合物化合物苷苷分类：1按苷原子不同分类按苷原子不同分类氧苷ohohoohohoh红景天苷红景天苷氧苷氧苷天麻苷天麻苷och3ohohohohoh氧苷白黎芦醇苷白黎芦醇苷ohochohchohohohoh 氮苷举出四种你知道的氮苷举出四种你知道的氮苷?2hoonnohohnhnnho（3）硫苷）硫苷oso2kglcscnch2=chch2萝卜苷萝卜苷（4）碳苷）碳苷ohohoohoohoohohohhoohohohoohoohoohohoh芒果苷芒果苷异芒果苷异芒果苷碳苷碳苷och2ohohohohohohooh芦荟苷芦荟苷碳苷碳苷ohoh

11、oohoohohohohooh荭草素荭草素2按苷元不同分类按苷元不同分类如：黄酮苷、蒽醌、香豆素、强心苷、皂苷等。如：黄酮苷、蒽醌、香豆素、强心苷、皂苷等。3按苷键按苷键醇苷：醇羟基与糖端基羟基脱水而成的苷。红景天苷oohohohohoh酚苷：酚羟基而成的苷。如天麻苷。天麻苷天麻苷ch2ohoglc酯苷：苷元以-cooh和糖的端基碳相连接的是酯苷。如山慈菇苷a。山慈姑苷山慈姑苷oooch3oh氰苷：是指一类羟腈的苷。如野樱苷。r=h 野樱桃苷野樱桃苷r= -d-glc 苦杏仁苷苦杏仁苷ncocorh4按端基碳构型分按端基碳构型分 苷，多为l型； 苷，多为d型。5按连接单糖个数分按连接单糖个数分

12、 1个糖单糖苷 2个糖双糖苷 3个糖叁糖苷6按糖链个数分按糖链个数分 1个位置成苷单糖链 2个位置成苷双糖链7按生物体内存在分按生物体内存在分 原级苷在植物体内原存在的苷； 次级苷原级苷水解掉一个糖或结构发生改变。例：oochcnooochcon野樱苷苦杏仁苷+glc 苦杏仁酶四、四、 糖和苷的物理性质糖和苷的物理性质 （一）、（一）、 溶解性溶解性 糖糖小分子极性大，水溶性好，随着聚合度增高，水溶性下降。小分子极性大，水溶性好，随着聚合度增高，水溶性下降。 多糖难溶于冷水，或溶于热水成胶体溶液。 单糖极性单糖极性 双糖极性双糖极性 （与羟基和碳的分担比有关，即按-oh/c 的分担情况而定）苷

13、亲水性（其大小与连接糖的数目、位置有关）。苷元为亲脂性。（二）、味觉（二）、味觉 单糖低聚糖甜味。 多糖无甜味（随着糖的聚合度增高，则甜味减小）。 苷类苦（人参皂苷）、甜（甜菊苷）等。（二）、旋光性及其在构型测定中的应用（二）、旋光性及其在构型测定中的应用具有多个不对称碳原子具有多个不对称碳原子用于苷键构型的测定（即用于苷键构型的测定（即、苷键）。苷键）。多数苷类呈左旋。利用旋光性旋光性 测定苷键构型测定苷键构型方法方法klyneklyne法：法：将苷和苷元的分子旋光差与组成该苷的糖的一对甲苷的分将苷和苷元的分子旋光差与组成该苷的糖的一对甲苷的分子旋光度进行比较，数值上相接近的一个便是与之有相

14、同苷键的一个。子旋光度进行比较，数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个。 例：有一苷 =-273.03（g代表苷），知是豆甾醇的葡萄糖苷，苷元豆甾醇ma=-210.04（a代表苷元），求苷的构型？gdm（已知：葡萄糖甲苷=+308.6 =-66.4）解：mg-ma=m= - 273.03-(-210.04)=- 62.99与题给出的型-66.4接近，故该苷构型为型。ch2ohchoch2ohcoohcoohcoohbr2 / h2o稀 hno3rcohhhrcohhohrcohrcoohrchrohrcohrohrcoroo- h2oo- h2o伯醇醛羧酸仲醇酮（三）、糖的化学性质（三）、

15、糖的化学性质糖的化学性质在普通有机化学中已有所涉及，下面介绍的主要是糖的化学性质在普通有机化学中已有所涉及，下面介绍的主要是一些与糖的分离和结构测定密切相关的化学反应。一些与糖的分离和结构测定密切相关的化学反应。1、氧化反应、氧化反应单糖的分子有醛（酮）、伯醇、仲醇和邻二醇等结构，氧化条件单糖的分子有醛（酮）、伯醇、仲醇和邻二醇等结构，氧化条件不同其产物也不同，如：不同其产物也不同，如：化学反应的活泼性：端基碳原子 伯碳 仲碳（即c1-oh、c6-oh、c2c3c4-oh）以过碘酸反应为例来了解糖的氧化反应的应用。过碘酸反应主要作用于：邻二醇、-氨基醇、-羟基醛（酮）、邻二酮和某些活性次甲基等

16、结构。rccrhho ho hrccrho hoccchho ho hho hcchhn h2o hccoorri o4i o4i o4i o4i o4r - c h or- c h or - c h or- c h oh c o o hr - c h or - c o o hr - c h or- c h on h3r - c o o hr - c o o hcchho ho-2-+邻 二 醇- 羟 基 酮- 氨 基 醇邻 二 酮反应特点：反应特点：（）反应反应定量进行（试剂与反应物基本是1：1）；在在水溶液中进行或有水溶液（否则不反应）；反应速度：反应速度：顺式 反式（因顺式易形成环式中间

17、体）；游离游离单糖，产物及消耗过碘酸用fischer式计算；式计算； 成苷时糖，产物及消耗过碘酸用haworth式计算；式计算；choch2ohoio4ochoohcohohohcio4d-葡萄糖需消耗5分子过碘酸3-+2 hcooh醚键开袭+hcooh2-hcho+2 hcoohoohohoohoohohooh611,6-d-葡萄呋喃糖酐1,6-d-半乳呋喃糖酐在异边而无扭转余地的邻二醇不起反应，如：在异边而无扭转余地的邻二醇不起反应，如：用途：用途：（）推测糖中邻二推测糖中邻二-oh多少；（试剂与反应物基本是1：1）；对同一分子式的糖来说，推测对同一分子式的糖来说，推测吡喃糖吡喃糖还是还是

18、呋呋喃糖喃糖；oohohohoroohch2ohorhio4hio4具邻三-oh可产生甲酸无甲酸产生corhohrrcohhorrohrchororclhclh+气气半缩醛羟基半缩醛缩醛醛醇推测低聚糖和多聚糖的聚合度；推测低聚糖和多聚糖的聚合度；推测推测1,3连接还是1,4连接（糖与糖连接位置）（糖与糖连接都是半缩醛-oh连接，即端基碳连接）单 糖矿 酸（10% hcl）单 糖脱 水多 糖浓 酸（410n）加 热-3h2o呋 喃 环 结 构rcho葡萄糖c-h2so4-3 h2o糠醛5-羟甲糠醛r= hr= ch2oh糠醛衍生物+芳胺或酚类（苯酚、萘酚、苯胺、蒽酮等）缩合显色molish反应：

19、 样品 + 浓h2so4 + -萘酚 棕色环*多糖、低聚糖、单糖、苷类，与molish反应均为（+）2、糠醛形成反应（、糠醛形成反应（molish反应）反应）3、羟基反应、羟基反应糖的糖的-oh反应：醚化、酯化和缩醛（酮）化。活性最高的半缩醛羟基（c1-oh），其次是伯醇基（c6-oh），仲醇次之。（伯醇因其处于末端的空间，对反应有利，因此活性高于仲醇。）（1）醚化反应（甲基化）醚化反应（甲基化）除苷键上甲氧基外，其余甲醚键对稀酸碱都很稳定，须用浓氢碘酸或氢溴酸除苷键上甲氧基外，其余甲醚键对稀酸碱都很稳定，须用浓氢碘酸或氢溴酸才能开裂。（才能开裂。（）haworth法（不常用） 含糖样品 +

20、me2so4 + 30%naoh 醇-oh全甲基化全甲基化（需反复（需反复68次） （硫酸二甲酯） （浓碱）（甲基化物可用红外光谱测试直到无-oh吸收峰为止）制备成甲苷用限量试剂，即克分子比1 1时，可得甲苷。purdie法 样品 + mei + ag2o 全甲基化全甲基化（醇（醇-oh）只能用于苷，不宜用于还原糖（即有c1-oh的糖）。因ag2o有氧化作用，可使c1-oh氧化。hakomori法（箱守法） 样品 + dmso + nah + mei 全甲基化（一次即可）该反应是在非水溶剂中，即二甲基亚砜（dmso）溶液中进行反应。重氮甲烷法（重氮甲烷法（ch2n2）样品 + ch2n2 /

21、et2o + meoh 部分甲基化部分甲基化（-cooh、-cho等）（2）酰化反应（酯化反应）酰化反应（酯化反应）羟基活性与甲基化反应相同（羟基活性与甲基化反应相同（c1-oh、c6-oh、c3最难）由于c2位取代后，引起的空间障碍，使得c3最难被酰化。利用酰化可判断糖上-oh数目、保护-oh等。（3）缩酮和缩醛化反应缩酮和缩醛化反应酮或醛在脱水剂如矿酸、无水酮或醛在脱水剂如矿酸、无水zncl2、无水cuso4等存在下可与多元醇的二个有适当空间位置的羟基易形成环状缩酮（ketal）和缩醛（acetal）。酮酮类易与类易与顺邻顺邻-oh生成生成五元环五元环状物状物醛醛类易与类易与1,3-双双-

22、oh生成生成六元环六元环状物状物糖 + 丙酮 五元环缩酮 称：异丙叉衍生物，即丙酮加成物。糖 + 丙酮 六元环缩酮 双异丙叉衍生物。例：当糖具有顺邻有顺邻-oh时：oomemeooooo+h2so4- h2o-d-半乳糖1,2;3,4-二-o-异丙叉-d-半乳吡喃糖当单糖制成缩醛或缩酮之后，氧环大小氧环大小不一定和原来游离糖相同。不一定和原来游离糖相同。糖 + 苯甲醛 六元环状缩醛（称：苯甲叉衍生物） 例：ooohc6h5ome反式的4,6-o-苯甲叉-d-葡萄吡喃糖甲苷葡萄糖甲苷（具有1,3双-oh结构） + 苯甲醛 ooc6h5hoomeooohc6h5ome顺式（o-内位）顺式（h-内位

23、）4,6-o-苯甲叉-d-半乳吡喃糖甲苷ooohooh(ch3)2so4naohoooohmeoomeo1,2;5,6-二-o-异丙叉-d-葡萄糖3-o-甲基葡萄糖缩醛对酸敏感缩醛对碱稳定hclh2o苯甲叉衍生物分：顺式、反式顺式有两种构象o内位（c1式）较稳，h-内位（1c式）稳定性差如：半乳吡喃糖甲苷利用缩醛或缩酮反应可以保护游离的羟基。例如例如：制备：制备3-o-甲基葡萄糖的反应总之，以上方法主要目的是保护-oh。例如 确定苷元与糖、糖与糖之间的连接位置方法如下：将糖进行-oh保护后，经水解，再通过光谱分析，游离-oh为糖与糖与苷元的连接位置。4、羰基反应、羰基反应还原糖还原糖 + 苯肼

24、 糖腙 （多为水溶性的）还原糖 + 3分子苯肼 糖脎 （较难溶于水）chohrchophnhnh2chohrch=nhnh2phphnhnh2crch=nhnh2phophnhnh2nnhnnhrohhphph糖脎糖腙糖c22-去氧糖不能成脎（因c2上无-oh）。应用应用糖的鉴定、分离和纯化。糖的鉴定、分离和纯化。（5）、硼酸络合反应）、硼酸络合反应糖的邻二糖的邻二-oh可与许多试剂生成络合物，借生成络合物的某些物理常数的改变，可以有助于糖的分离、鉴定和构型推定。重要的如：硼酸络合物、钼酸络合物、铜氨离子络合物等。糖 + 硼酸 络合物 （酸性增加、可离子化）h3bo3是接受电子对的lewis酸

25、。1络合反应分二步进行先生成1：1的络合物，易失水而成平面形的中性酯。 ohohh3bo3oobohohhoh2oobohoh2+-+二个-oh地位不适宜易产生中性脂i以上i、ii、iii三种状态在硼酸溶液中同时存在，彼此间处于平衡状态。oobohohhohohoobooh-+ +-+iiiii二个-oh地位适宜，则继续生成2：1的螺环状络合物，四面体结构固定，增加酸性。2对二-oh的空间要求开环化合物： 碳链上-oh越多，越易造成有利地位（顺邻二-oh）； （如：乙二醇，二个-oh互相排斥成180角，而不利于反应）环上的二-oh：（） 芳环芳环-oh邻位易，间、对位次之； 五元、六元脂环五元

26、、六元脂环顺易，反邻二顺易，反邻二-oh不作用； -羟酸（ho-c-cooh）可络合可络合（-cooh水化成-c(oh)3后再络合）； -羟酸 无作用无作用。3应用（） 络合后，中性可变为酸性，因此可进行酸碱中和滴定； 可进行离子交换法分离； 可进行电泳鉴定； 在混有硼砂缓冲液的硅胶薄层上色谱。 研究苷类的化学结构，必须了解苷元结构、糖的组成、糖和糖的连接方式，以及苷元和糖的连接方式等。为此必先使用某种方法使苷键切断。酸催化水解反应酸催化水解反应苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解。苷键属于缩醛结构，易为稀酸催化水解。水解反应是苷原子先质子化，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

27、成糖。oo roo rohohooh2oh,oh h+ h+- roh+阳碳离子半椅式中间体+h2o+- h+六、苷键的裂解六、苷键的裂解反应机制表明，苷原子的碱度，亦即苷原子上的电子密度，以及它的空间环境，对水解难易有很大关系。酸水解的规律：苷原子不同，酸水解难易顺序为：n o s c （c-苷最难水解，从碱度比较也是上述顺序）呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解。因五元呋喃环的颊性使各取代基处在重叠位置，形成水解中间体可使张力减小，故有利于水解。酮糖较醛糖易水解酮糖多为呋喃结构，而且酮糖端基碳原子上有-ch2oh大基团取代，水解反应可使张力减小。吡喃糖苷中： 吡喃环c5上取代基越大越难水解，水解速度为

28、： 五碳糖 甲基五碳糖 六碳糖 七碳糖 c5上有-cooh取代时，最难水解（因诱导使苷原子电子密度降低）。有氨基取代的糖较-oh糖难水解，-oh糖又较去氧糖难水解。2,3-二去氧糖 2-去氧糖 3-去氧糖 羟基糖 2-氨基糖在构象相同的糖中：a键（竖键）-oh多则易水解。芳香属芳香属苷较苷较脂肪属脂肪属苷苷易水解易水解。如：酚苷。如：酚苷 萜苷、甾苷（因苷元部分有供电结构，而脂肪属苷元无供电结构）苷元为小小基团基团苷键苷键横横键比键比竖竖键键易水解易水解，即，即e a （横键易质子化） 苷元为大大基团基团苷键苷键竖竖键比键比横横键键易水解易水解，即，即a e （苷的不稳定性促使其易水解）ooa

29、coacoacoacoacooacoacoacoacoacoacoacoacoacoacorhooacoacoacoacoacacooacoacch2oacacooach,oacoacoacoacoac+ +_乙酰解反应乙酰解反应1常用试剂：醋酐 + 酸 所用酸如：h2so4、hclo4、cf3cooh或lewis酸（zncl2、bf3）等。2反应条件：一般是在室温放置数天。与酸催化水解相似，以ch3co+（即乙酰基，ac）为进攻基团。3反应机理：注意：乙酰解反应易发生糖的端基异构化。4反应速率： 苷键邻位有电负性强的基团（如环氧基）可使反应变慢。 -苷键的葡萄糖双糖的反应速率：（乙酰解易难程

30、度） （16）（14）（13）（12）5用途酰化可以保护苷元上的保护苷元上的-oh-oh，使苷元，使苷元增加亲脂性增加亲脂性，可用于，可用于提纯和提纯和鉴定鉴定。乙酰解法可以开袭一部分开袭一部分苷键而苷键而保留另一部分保留另一部分苷键。苷键。碱催化水解和碱催化水解和消除反应消除反应一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷如：一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷如：酯苷酯苷、酚苷酚苷、烯醇苷烯醇苷、-吸电子基取代的苷吸电子基取代的苷易为碱水解易为碱水解c1-oh与c2-oh：反式易水解，其产物为1,6-葡萄糖酐； 顺式产物为正常的糖。利用水解产物可判断苷键构型ooho c6h5oooc6h5oo

31、oooohoh脱水-oh-苯酚-葡萄糖苷1,6-葡萄糖酐-消除反应：消除反应： 苷键的-位有吸电子基团者，使-位氢活化，在碱液中与苷键起消除反应而开裂，称-消除反应。作用机理：在13或14连接的聚糖中，还原端的游离醛（或酮）邻位氢活化而与3-o-或4-o-苷键起消除反应。这样碱能使碱能使多糖还原端多糖还原端的单糖逐个被剥落，对非还原端则无影响。剥落生的单糖逐个被剥落，对非还原端则无影响。剥落生成的是成的是-羟基糖酸羟基糖酸。ohroohohch2ohchohohohroohohch2ohchochohohohch2ohchoch2oohohch2ohchoch2ohohohch2ohcoohc

32、h2ohohohch2ohcooh- or+互变重排-3-脱氧-d-阿拉伯已糖酸核已糖酸3-脱氧-d-苷键位苷键3-o-代糖4-o-代的糖可形成3-脱氧-2-羟甲基糖酸二个以上取代的还原糖难生成糖酸用途：用途：可从多糖剥落反应生成的糖酸中了解还原糖的取代还原糖的取代方式方式。3-o-代的糖可形成3-脱氧糖酸酶催化水解反应酶催化水解反应用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可保持苷元结构不变的用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可保持苷元结构不变的真正苷元真正苷元。酶的专属性高，选择性地催化水解某一构型的苷。如：苦杏仁酶（emulsin）水解-葡萄糖苷键 纤维素酶（cellulase）同上。 麦芽糖酶（m

33、altase）水解-葡萄糖苷键 转化糖酶（invertase）水解-果糖苷键氧化开裂法（氧化开裂法（smithsmith降解法）降解法）可得到原苷元。（除酶解外，其它方法可能得到的是次级苷元）可得到原苷元。（除酶解外，其它方法可能得到的是次级苷元）试剂：过碘酸（hio4）、四氢硼钠（nabh4）、稀酸以上简要介绍了主要苷键的水解方法，对于一些特殊的苷键，要采取一些特殊的水解方法。如：糖醛酸的苷键很难用稀酸水解 可采用特殊的选择性水解反应紫外光照射法、四醋酸铅分解法等。值得注意的是：有些苷键极不稳定，在较弱的酸性或在水或稀醇液中稍长时间加热即能水解。因此，在保存苷时，要注意环境，防止水解。oor

34、oorohcohchoh2cch2ohoorrohch2ohchoch2ohhoh2coh+io4-bh4-h+氧 化还 原水 解苷二 元 醛二 元 醇苷 元反应过程：七、糖的提取分离七、糖的提取分离提取提取主要为溶剂法主要为溶剂法水、稀醇（单糖、低聚糖、多糖）水、稀醇（单糖、低聚糖、多糖）糖类糖类的提取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同，而采用冷热水、的提取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同，而采用冷热水、冷热稀醇等条件。冷热稀醇等条件。苷类苷类分子的极性随着糖基的增多而增大。可根据其极性大小，来选分子的极性随着糖基的增多而增大。可根据其极性大小，来选择相适应的溶剂。择相适应的溶剂。由于植物体内

35、有水解酶共存，必须采用适当的破坏或抑制酶的方法，才能提制出原存形式的糖和苷类。方法： 采集新鲜材料迅速加热干燥冷冻保存等。 分离分离1 1活性炭柱色谱活性炭柱色谱概述概述用途用途分离水溶性物质较好，如：氨基酸、糖类及某些苷类。分离水溶性物质较好，如：氨基酸、糖类及某些苷类。特点特点对于活性炭柱色谱来说：对于活性炭柱色谱来说： 样品上柱量大，分离效果较好，适合大量制备； 来源容易，价格廉； 缺点：无测定其吸附力级别的理想方法。分类分类： 粉末状活性炭颗粒细，总表面积大，吸附力及吸附量大。 颗粒状活性炭颗粒较上者大，吸附力及吸附量也较上者次之。 绵纶-活性炭以锦纶为粘合剂，将粉末状活性炭制成颗粒，

36、吸附力最弱。活性炭对物质的吸附规律活性炭对物质的吸附规律 活性炭因为是非极性吸附剂，故与硅胶、氧化铝相反，对非极性物质具有较强的亲和能力，在水中对该类物质表现出强的吸附能力。溶剂极性降低，则活性炭对该类物质的吸附能力也随之降低。活性炭在水溶液中的吸附力最强，在有机溶剂中吸附力较弱。吸附规律：吸附规律：（）对极性基团（如对极性基团（如-cooh、-nh2、-oh等）多的化合物吸附力大于极性基团少的化合物。（指分子量相当的两个化合物的比较）对芳香族化合物吸附力大于脂肪族化合物。（极性基团相同）对芳香族化合物吸附力大于脂肪族化合物。（极性基团相同）对分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物，即：多

37、糖对分子量大的化合物吸附力大于分子量小的化合物，即：多糖 单糖。对于糖的吸附力吸附力：多糖：多糖 低聚糖 单糖活性炭的预处理活性炭的预处理一般预处理： 活性炭（加热150，45小时）除去大多数被吸附的气体严格预处理： 0.2mol/l枸橼酸缓冲液洗涤后用蒸馏水反复洗 23mol/l hcl煮沸几次后用蒸馏水反复洗 目的除去混杂的金属离子，如：fe+、ca+、na+等，使活力增强。柱色谱柱色谱装柱装柱： 活性炭 + 蒸馏水 （浸泡1小时）搅拌（排除气泡） 活性炭/h2o 倒入柱中（若流速慢，则需与硅藻土（1：1）混合后，再用蒸馏水调成糊状装柱。）上样上样： 样品/h2o，浓度2550%（可适当增

38、加或减少，如为10%浓度）； 上样量适情况而定，一般一般1克糖用克糖用100克活性炭克活性炭。洗脱洗脱：洗脱顺序为h2o、10%、20%、30%、50%、70%的乙醇液 无机盐 二糖 三糖 多糖 单糖等2纤维素色谱纤维素色谱原理与原理与pc相同，属分配色谱。溶剂系统：水、丙酮、水饱和的正丁醇等。用水溶性的溶剂如hac：h2o进行展开时，其原理属吸附色谱。3 3离子交换柱色谱离子交换柱色谱除水提液中的酸、碱性成分和无机离子；制成硼酸络合物强碱性阴离子交换树脂（不同浓度硼酸盐液洗脱） 4凝胶柱色谱凝胶柱色谱葡聚糖凝胶的性质及其类型葡聚糖凝胶的性质及其类型葡聚糖 + 交联剂（环氧氯丙烷） 交联葡聚糖

39、特点: 醚桥形式，交联成网状结构 水不溶性的白色球状颗粒。 酸性环境中能水解，碱中稳定。 凝胶颗粒的表面有许多孔隙，孔隙大小决定于葡聚糖与交联剂的配比及反应条件。交联度大网状结构紧密孔隙小吸水膨胀少 小 疏松 大 大常用商品名称及型号：葡聚糖凝胶（商品名：sephadex g） g代表葡聚糖凝胶 g-10 10表示吸水量乘以10，即 g-15 1.0ml/g的吸水量 g-200等琼脂糖凝胶（sepharose，bio-gel a）聚丙烯酰胺凝胶（bio-gel p）羟丙酰基交联葡聚糖凝胶（sephadex lh-20）（为亲脂性的，可在有机溶剂中进行分离的分子筛）操作过程将凝胶在适当的溶液中浸

40、泡（一般为洗脱剂）；待充分膨胀后装入色谱柱；用洗脱液洗脱；收集、回收溶液，干燥。5季铵氢氧化物沉淀法季铵氢氧化物沉淀法季铵氢氧化物是一类乳化剂。季铵氢氧化物是一类乳化剂。c16h33nmememeoh季铵氢氧化物+ +酸性糖（含-cooh）沉淀cta-oh(cetyl trimethyl ammonium hydroxide).-+6分级沉淀或分级溶解法分级沉淀或分级溶解法 在糖的水溶液中，逐步加入乙醇，即逐渐增大etoh浓度，可得到各部分的沉淀物。7蛋白质除去法蛋白质除去法用分级沉淀法得到的多糖，常夹杂有较多的蛋白质，为除之，通常选择能使蛋用分级沉淀法得到的多糖，常夹杂有较多的蛋白质，为除之

41、，通常选择能使蛋白质沉淀而使多糖不沉淀的试剂来处理，如：酚、三氯乙酸、鞣酸等。白质沉淀而使多糖不沉淀的试剂来处理，如：酚、三氯乙酸、鞣酸等。注意：处理时间要短，温度要低避免多糖降解。三氟三氯乙烷法和sevag法（用氯仿：戊醇或丁醇4：1混合）在避免降解上有较好效果。 多糖液（含蛋白质） （加蛋白质水解酶如：胰蛋白酶、胃蛋白酶等） 使蛋白质大分子进行降解 sevag法八、糖的鉴定和糖链结构的测定八、糖的鉴定和糖链结构的测定 糖的鉴定糖的鉴定在中草药成分分离工作中，或在苷和多糖的水解产物中，常常会得到一在中草药成分分离工作中，或在苷和多糖的水解产物中，常常会得到一些单糖成分，须要加以证明。目前发现

42、新单糖须要进行结构决定的机会较些单糖成分，须要加以证明。目前发现新单糖须要进行结构决定的机会较少，多数工作为进行糖的印证。少，多数工作为进行糖的印证。糖的水溶性很大，且不易获得结晶，有些物理常数不易测定，给印证工作带来困难，以往用化学方法制成衍生物，再作分离鉴定，手续繁复。现多采用各种色谱技术，对糖类进行鉴定。1 1纸色谱纸色谱展开系统：常用水饱和的有机溶剂展开。如：展开系统：常用水饱和的有机溶剂展开。如： 正丁醇：醋酸：水（4：1：5上层）baw 正丁醇：乙醇：水（4：1：2.2）bew 水饱和苯酚等溶剂系统。展开方式：上行、下行、径向显色剂： 可利用糖的还原性或形成糠醛后引起的一些呈色反应

43、。 如：邻苯二甲酸苯胺 硝酸银试剂（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） 3,5-二羟基甲苯盐酸试剂（酮糖呈红色） 过碘酸-联苯胺（糖、苷和多元醇中有邻二-oh结构显兰底白斑）2 2薄层色谱薄层色谱可采用可采用（硼酸液（硼酸液 + 无机盐）+ 硅胶 制板吸附剂：硅胶（用0.03m硼酸液或无机盐的水液代水制板）常用的无机盐0.3m磷酸氢二钠或磷酸二氢钠 0.02m乙酸钠 0.02m硼酸盐缓冲液 0.1m亚硫酸氢钠/h2o特点增加糖在固定相中的溶解度，使硅胶薄层吸附能力下降，利于斑点集中，又可增加样品的承载量。显色剂：除纸色谱应用的以外，还有h2so4/h2o或乙醇液

44、茴香醛-硫酸试剂 苯胺-二苯胺磷酸试剂等3气相色谱气相色谱将糖制备成三甲基硅醚（增加其挥发性）将糖制备成三甲基硅醚（增加其挥发性）醛糖用nabh4还原成多元醇（制成乙酰化物或三氟乙酰化物） （避免形成端基异构体）4离子交换色谱离子交换色谱糖的硼酸络合物糖的硼酸络合物可进行离子交换色谱可进行离子交换色谱优：不必制成衍生物，而直接用水溶液进行分离（与气相比较）仪器糖自动分析仪（automatic carbohydrate analyzer） 显色：3,5-二羟基甲苯-浓硫酸 波长：425nm 上样量：每种组成不超过1mg 洗脱剂：四硼酸钾的缓冲溶液5 5液相色谱液相色谱填充材料填充材料化学修饰的硅胶化学修饰的硅胶优：不必制备成衍生物。适合分析对热不稳定的、不挥发的低聚糖和多糖。分析单糖和低聚糖，其灵敏度不及气相色谱。 糖链结构的测定糖链结构的测定主要解决三个问题主要解决三个问题单糖的组成、糖之间的连接位置和顺序、苷键构型1单糖的组成单糖的组成低聚糖、多糖的结构分析，首先要了解由哪些单糖所组低聚糖、多糖的结构分析，首先要了解由哪些单糖所组成，各种单糖之间的比例如何。成，各种单糖之间的比例如何。一般是将苷键全水解，用pc检出单糖的种类，经显色后用