糖与苷类化合物(3)课件

1、关于糖和苷类化合物 (3)第一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO第一节 糖类化合物第二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO【目的要求】1. 掌握糖和苷的一般理化性质：溶解性、旋光性、化学性质和检识方法。2. 掌握糖和苷的一般提取、分离方法。3. 熟悉糖和苷的结构研究方法。4. 了解糖和苷的含义、分类和分布。第三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO一、概述1、含 义2、分 布3、主要生物活性第四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 1 、糖（saccharides）是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。 2、一般具

2、有Cx（H2O）y的通式，所以，糖又称为碳水化合物（carbohydrates） 。1、含 义第五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 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、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。 2、分 布第六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO1、多具有抗肿瘤活性（香菇多糖等）2、增强免疫功能（人参多糖、黄芪多糖等）3、主要生物活性第七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO根据糖能否水解和分子量的大小可分为： （一）单糖(monosaccharides) ：不能再被简单

3、地水解成更小分子的糖，如葡萄糖、鼠李糖等。（二）低聚糖(oligosaccharides)：由29个单糖聚合而成 ，也称为寡糖。如蔗糖、麦芽糖等。 （三）多（聚）糖(polysaccharides)： 由10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糖。如淀粉、纤维素等。二、糖的结构与分类第八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO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。具有六元环结构的糖吡喃糖（pyranose）具有五元环结构的糖呋喃糖（furanose）第九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO1、常见的单糖及其衍生物（1）五

4、碳醛糖： D-木糖（D-xylose，xyl） L-阿拉伯糖（L-arabinose，ara）（一）单 糖 D-木糖 L-阿拉伯糖 第十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（2）甲基五碳糖： L-夫糖（L-fucose，fuc） D-鸡纳糖（D-quinovose） L-鼠李糖（L-rhamnose，rha）L-鼠李糖第十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（3）六碳醛糖： D-葡萄糖（D-glucose，glc） D-甘露糖（D-mannose，man） D-半乳糖（D-galactose，gal） D-葡萄糖D-甘露糖 D-半乳糖第十二张，PPT共一百

5、二十九页，创作于2022年6月LOGO（4）六碳酮糖：D-果糖（fructose，fru） 第十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO （6）糖醛酸： D-葡萄糖醛酸（D-glucuronic acid） D-半乳糖醛酸（D-galacturonic acid）等。 D-葡萄糖醛酸 D-半乳糖醛酸 第十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月（7）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。糖醇在天然界分布也很广，亦多有甜味，如卫矛醇、D-甘露醇、D-山梨醇。卫矛醇 D-甘露醇D-山梨醇 环醇第十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（8）

6、其他： 去氧塘：在单糖的2，6位失去氧，主要存在于强心苷等成分中。 氨基糖：单糖的伯或仲羟基被置换为氨基,存在于动物和菌类中较多。 第十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月 （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、四糖等。常见的二糖： 龙胆二糖 麦芽糖芸香糖rutinose第十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO1.低聚糖在自然界的存在形式：非游离型2.按单糖个数：分二糖、三糖、四糖等3.按还原性分： 还原：具有游离醛基或酮基的糖称为还原糖， 即有C1-OH 非还原糖：两个单糖都以半缩醛或半缩酮上的羟基通过脱水缩合而成的聚糖。定义：由29个

7、单糖结合而成的直链或支链聚糖称低聚糖第十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO （三）多糖 多糖分子量较大，一般由几百个甚至几万个单糖分子组成。 1、均多糖（homosaccharides）：由一种单糖组成的多糖，如淀粉、纤维素等。 2、杂多糖（heterosaccharides）：由二种以上单糖组成的多糖，分为中性杂多糖和酸性粘多糖。第十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多糖植物多糖动物多糖菌类多糖纤维素淀 粉猪苓多糖甲壳素粘液质树 胶肝 素茯苓多糖灵芝多糖THE END 第二十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 纤维素 第二

8、十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 淀粉 starch_600 x第二十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 淀粉 胶淀粉遇碘呈紫红色 糖淀粉遇碘呈蓝色 第二十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 粘液质 第二十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 树胶 第二十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 菌类多糖 用于恶性肿瘤的辅助治疗 第二十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 菌类多糖 能提高机体免疫力，提高机体耐缺氧能力，消除自由基，抑

9、制肿瘤、抗辐射，提高肝脏、骨髓、血液合成DNA、RNA、蛋白质能力，延长寿命等第二十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO天然保湿因子，广泛用于化妆品中 多聚糖 动物多糖 第二十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO多聚糖 动物多糖 预防血栓 第二十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO三、糖的理化性质（一）、糖的性状单糖和低聚糖一般为无色或白色晶体，分子量大的低聚糖较难结晶，常为非结晶性的白色固体，分子量较小的糖有甜味。第三十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（二）、糖的溶解性糖为极性大的物质。单糖和低聚糖易溶于水。可

10、溶于热醇，微溶于冷醇。不溶于极性小的溶剂。第三十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（三）、糖的构型和旋光性1、绝大多数糖都有使平面偏振光发生偏转的能力，即糖的旋光性，是因为糖都具有手性碳。糖的旋光性和旋光度由糖分子中的所有手性碳上的羟基方向所决定。糖的旋光性以右旋（以+表示）或左旋（以-表示）。第三十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO2、构型：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的较稳定的立体结构。第三十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO单糖的构型以甘油醛为参照标准，甘油醛C2为手性碳，与其相连的

11、-OH在右边的为右旋（D型）、在左边的为左旋（L型），D型和L型互为立体异构体，是一对对映体（entipode。第三十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO糖的构型与旋光性之间不一定相对应，即D型不一定代表右旋、L型也不一定代表左旋，因为两者的规定性不同。对于葡萄糖来说，D型正好是右旋，即D-（+）-Glc、L型也正好是左旋，即L-（）-Glc。天然葡萄糖为右旋，属于D型。第三十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 五碳吡喃型糖 ：C4-OH在面上为L型糖，在面下为D型糖五碳呋喃型糖 ：C4-R在面上为D型糖，在面下为L型糖甲基五碳和六碳吡喃型糖 ：C5-

12、R在面上为D型糖，在面下为L型糖Haworth投影式D-吡喃木糖 D-呋喃木糖 D-葡萄糖 L-鼠李糖第三十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO糖的差向异构体单糖成环后形成一新的不对称碳原子称为端基碳，端基碳生成的一对差向异构体(anomers)有、两种构型称为相对构型Fischer投影式： C1-OH与最后一个手性碳上的OH同侧(顺式)为构型，异侧（反式）为 构型第三十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGOHaworth投影式： 五碳吡喃型糖 ：C1-OH与C4-OH同侧为，异侧为 五碳呋喃型糖:C1-OH与C4-R同侧为 ，异侧为 甲基五碳和六碳吡喃型

13、糖： C1-OH 与C5-R上的羟基为同侧者称型，异侧者为型。同側为-D-D-吡喃木糖 -L-鼠李糖异側为-D-第三十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO(四)、糖的显色反应和沉淀反应1. -萘酚 反应（Molish反应 ）单糖在浓酸的作用下，失去三分子水，生成糠醛及其衍生物。第三十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO2.菲林反应还原糖能与碱性酒石酸铜试剂反应，使高价铜离子被还原成低价铜离子，产生砖红色沉淀。Cu(OH)2+R-CHO加热Cu2O+R-COONa+3H 2O第四十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO3.多伦反应还原糖能与

14、氨性硝酸银反应，使银离子还原，生成银镜或黑褐色的银沉淀。R-CHO+AgNO3+NH3.H2O RCOONH4+2Ag+H2O 第四十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO4.碘呈色反应碘分子或碘离子排列进入多糖螺环中形成的有色包结化合物产生的成色反应。如直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色，糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。 5.其他。苷部分讲解。第四十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO四、糖的提取与分离（一）糖的提取糖的溶解性决定提取方法。注意：1.水或者稀醇提取。2.抑制酶3.碳酸钙，碳酸钠中和酸性。第四十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022

15、年6月LOGO第四十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO第四十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO第四十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（二）、糖的分离方法1结晶或重结晶法：如含量很高，可用结晶方法分离。2色谱法：活性炭、大孔吸附树脂、纤维素、硅胶及反相硅胶。（1）活性炭柱色谱： 先用水洗脱，最先洗下的是无机盐和氨基酸；同时或稍后洗下的是单糖；10%的稀醇可洗下二糖；15%的稀醇可洗下三糖； 35%45%的稀醇可洗下所有的单糖和低聚糖。第四十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（2）大孔树脂：洗脱的溶剂系统和方

16、法基本同活性炭柱色谱。（3）纤维素：溶剂系统可用水、稀乙醇、稀丙酮、水饱和正丁醇或异丙醇等。3分级沉淀法：多糖水提取液适当浓缩后，加入乙醇（丙酮）至不同的浓度，使多糖分级沉淀。4凝胶滤过色谱法：常用的葡聚糖凝胶有Sephadex G-50、G-75、G-150等。分子量大的多糖先流出。5电泳法：酸性多糖可用电泳法分离。6超速离心法：可用超速离心法分离多糖。第四十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO五、糖的检识利用糖的还原性和糖的脱水反应所产生的眼神变化或沉淀现象进行。色谱检识利用薄层和纸色谱。第四十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（一）、理化检识1.

17、Molish反应 取样品的提取液1ml，加5-萘酚乙醇液13滴，摇匀后沿试管壁缓缓加入浓硫酸，若在两液面间有紫色环产生，说明样品组成中含有糖或苷类。2.样品与菲林试剂或多伦试剂反应呈阳性，说明存在还原糖，呈阴性，说明非还原糖和苷类第五十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（二）、色谱检识1.纸色谱（固定相）一般用水饱和的有机溶剂为展开剂，如：正丁醇-乙酸-水（4：5：1，上层）、正丁醇-乙醇-水（4：2：1）、水饱和的苯酚等。第五十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO2.波层色谱纤维素薄层色谱：条件与纸色谱同。硅胶薄层色谱：常用极性较大的含水三元溶剂系统为

18、展开剂如：正丁醇-乙酸-水（4：5：1，上层）、三氯甲烷-甲醇-水（65：35：10，下层）等。反相硅胶薄层色谱时，常用含水溶剂，如：甲醇-水、乙腈-水。第五十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO3.色谱的显色喷显色剂后一般要在100左右加热数分钟至斑点显现。常用的显色剂有：苯胺-邻苯二甲酸试剂、三苯四氮盐试剂（TTC试剂）、间苯二酚-盐酸试剂、双甲酮-磷酸试剂等、茴香醛-硫酸试剂、间苯二酚-硫酸试剂、-萘酚-硫酸试剂、酚-硫酸试剂等。第五十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO第二节 苷类化合物苷类：甙或配糖体1、（glycosides）是糖或糖的衍生物

19、与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的一类化合物，又称为配糖体。苷中的非糖部分称为苷元或配基。第五十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 2、植物分布：苷类的分布广泛，是普遍存在的天然产物，由于苷元的结构类型不同，各种结构类型的苷类在植物中的分布情况亦不一样。如黄酮苷在近200个科的植物中都有分布；强心苷主要分布于玄参科、夹竹桃科等10多个科。对多数中草药，根及根茎往往是苷类分布的一个重要部位。 3、生物活性：苷类化合物多具有广泛的生物活性，如天麻苷是天麻安神镇静的主要活性成分；三七皂苷是三七活血化瘀的活性成分；强心苷有强心作用；黄酮苷有抗菌、止咳、平喘、扩张冠状动脉血

20、管等等作用。 第五十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 苷元(配基)：非糖的物质，常见的有黄酮，蒽醌， 三萜等。苷类 苷键：将二者连接起来的化学键，可通过O,N,S等 原子或直接通过C-C键相连。 糖(或其衍生物): 如氨基糖，糖醛酸等。苷类化合物的命名:以 -in 或 oside 作后缀。二、苷类的结构与分类1.苷的结构 糖 苷元 苷 糖 苷元第五十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO苷类的结构 糖糖苷键 原子 苷键 第五十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO1）苷键：苷中的苷元与糖之间的化学键称为苷键。2）苷原子：苷元上形成苷键

21、以连接糖的原子，称为苷键原子，也称为苷原子。苷键原子通常是氧原子，也有硫原子、氮原子；少数情况下，苷元碳原子上的氢与糖的半缩醛羟基缩合，形成碳-碳直接相连的苷键。3）苷的构型：由于单糖有及二种端基异构体，因此在形成苷类时就有二种构型的苷，即-苷和-苷。在天然的苷类中，由D-型糖衍生而成的苷多为-苷，而由L-型糖衍生而成的苷多为-苷。4）成苷的常见糖：主要是单糖，常为D-葡萄糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、L-鼠李糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-果糖、D-葡萄糖醛酸以及D-半乳糖醛酸等，也有去氧糖等其他糖。 第五十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO1)氧苷： 苷元与糖基通过氧原

22、子相连，根据苷元与糖缩合的基团的性质不同，分为以下几类： 醇苷：是通过醇羟基与糖端基脱水而成的苷。比较常见，如本书所讲皂苷，强心苷均属此类。毛茛苷 红景天苷2. 苷类的分类：根据苷键原子的不同：氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。 第五十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 酚苷：苷元的酚羟基与糖端基脱水而成的苷。较常见，如黄酮苷、蒽醌苷多属此类。熊果苷 天麻苷 丹皮苷第六十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（3）酯苷：苷元中羧基与糖缩合而成的苷。 具有缩醛和酯的双重性质，可以酸水解和碱水解。第六十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（4）氰苷：

23、主要是指-羟基腈的苷。 该类化合物多为水溶性，不易结晶，在酸和酶催化时易于水解。生成的苷元-羟基腈很不稳定，立即分解为醛(酮)和氢氰酸。而在碱性条件下苷元易发生异构化。 该类化合物中的芳香族氰苷，分解后生成苯甲醛（有典型的苦杏仁味）和氢氰酸，因而可以用于镇咳。如苦杏仁可用于镇咳，正是由于其中的苦杏仁苷(amygdalin)分解后可释放少量HCN的结果。第六十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO2） 硫苷：是糖的端基OH与苷元上巯基缩合而成的苷。 如萝卜中的萝卜苷。 芥子苷是存在于十字花科植物中的一类硫苷，其通式如下，几乎都是以钾盐的形式存在。经其伴存的芥子酶水解，生成的芥子

24、油含有异硫氰酸酯类、葡萄糖和硫酸盐，具有止痛和消炎作用。第六十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO3）氮苷： 糖上的端基碳与苷元上氮原子相连接而成的苷称为氮苷。氮苷在生物化学领域中是十分重要的物质，腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷等是核酸的重要组成部分。另外，中药巴豆中的巴豆苷（crotonside），其化学结构与腺苷相似。巴豆苷 第六十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO4） 碳苷： 是一类糖基的端基碳原子直接与苷元碳原子相连接而成的苷类化合物。组成碳苷的苷元多为酚性化合物，如黄酮、查耳酮、色酮、蒽醌和没食子酸等。芦荟苷 牡荆素葛根素第六十五张，PPT共一百二十

25、九页，创作于2022年6月LOGO3其它分类方法 （1）按苷元的化学结构类型：分为香豆素苷、蒽醌苷、黄酮苷、吲哚苷等。（2）按苷类在植物体内的存在状况：分为原生苷（primary glycosides原存在于植物体内），和次生苷（secondary glycosides原生苷水解失去一部分糖后生成的）。如苦杏仁苷是原生苷，野樱苷是次生苷。（3）按苷的生理作用分类：强心苷。（4）按苷的特殊物理性质分类：皂苷。（5）按糖的种类或名称分类：葡萄糖苷、木糖苷、去氧糖苷等。（6）按苷分子所含单糖的数目分类，可分为单糖苷、双糖苷、三糖苷等。（7）按苷分子中的糖链数目分类，可分为单糖链苷、双糖链苷等。（8）

26、按其植物来源分类，例如人参皂苷、柴胡皂苷等。 第六十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO三、苷类的一般性质 1）物理性质（1）苷类均为固体，无定形粉末状物或结晶。（2）多具有吸湿性。（3）刺激性：有些苷类对粘膜具有刺激作用，如皂苷、强心苷等。（4）苷类具有旋光性：多数苷呈左旋。苷类水解后由于生成的糖是右旋的，因而使混合物呈右旋。（5）溶解性 苷：在中药各类化学成分中，苷类属于极性较大的物质，在甲醇、乙醇、含水正丁醇等极性大的有机溶剂中有较大的溶解度，一般也能溶于水。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。碳苷的溶解性较为特殊，和一般苷类不同，无论是在水还

27、是在其它溶剂中，碳苷的溶解度一般都较小。 苷元：易溶于亲脂性有机溶剂或不同浓度的醇。 第六十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO2）化学性质 （1）苷键的裂解 苷键具有缩醛结构，在稀酸或酶的作用下，苷键可发生断裂，水解成为苷元和糖。通过苷键的裂解反应将有助于了解苷元的结构、糖的种类和组成，确定苷元与糖、糖与糖之间的连接方式。苷键裂解的方法主要有酸水解、酶水解、碱水解和氧化开裂等。第六十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO酸催化水解 苷键易被稀酸催化水解，反应一般在水或稀醇中进行，所用的酸有盐酸、硫酸、乙酸和甲酸等。苷发生酸催化水解反应的机理是：苷键原子首

28、先发生质子化，然后苷键断裂生成苷元和糖的阳碳离子中间体，在水中阳碳离子经溶剂化，再脱去氢离子而形成糖分子。下面以氧苷中的葡萄糖苷为例，说明其反应历程。 阳碳离子苷键原子质子化苷键断裂阳碳离子溶剂化去氢第六十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 上述机理可以看出，影响水解难易程度的关键因素在于苷键原子的质子化是否容易进行，有利于苷原子质子化的因素，就可使水解容易进行。主要包括两个方面的因素： (1) 苷原子上的电子云密度 (2) 苷原子的空间环境第七十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO具体到化合物的结构，则有以下规律：(1)按苷键原子的不同，酸水解易难程度

29、为： N- 苷O-苷S-苷C-苷 原因：N最易接受质子，而C上无未共享电子对，不能质子化。(2)呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解，水解速率大50 100倍。 原因：呋喃环平面性，各键重叠，张力大。 第七十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO(3)酮糖较醛糖易水解。 原因：酮糖多呋喃环结构，且端基上接大基团-CH2OH 。 (4)吡喃糖苷中，吡喃环C5上的取代基越大越难水解, 故有： 五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖5位接-COOH的糖 原因：吡喃环C5上的取代基对质子进攻有立体阻碍。C5-上R会对质子进攻苷键造成一定的位阻，故R越大愈难水解第七十二张，PPT共一百二十九页，创作于202

30、2年6月LOGO(5) 氨基糖苷类较羟基糖难于水解，而羟基糖较去氧糖难于水解2、6-去氧糖 2-去氧糖 6-去氧糖2-羟基糖2-氨基糖 原因：羟基及氨基与苷原子对质子的竞争性吸引第七十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO(6) 芳香属苷（如酚苷）因苷元部分有供电子结构，水解比脂肪属苷（如萜苷、甾苷等）容易得多。某些酚苷，如蒽醌苷、香豆素苷不用酸，只加热也可能水解。即芳香苷脂肪苷 原因：苷元的供电子效应使苷原子的电子云密度增大。第七十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO一、酸催化水解反应（8）、苷元大小的影响（苷元为大基团，苷键竖键比横键易水解(a e )

31、(苷的不稳定性促使其易水解)苷元为小基团，苷键横键比竖键易水解(ea)(横键易质子化) 第七十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO(三) 酸水解催化反应的应用1、强酸条件下，苷水解后得到糖与苷元；2、弱酸条件下，苷水解后得到糖与次级苷。3、用甲醇水解的方法，可以确定糖在苷中氧环的大小。 以甲醇对苷水解，生成的是糖的甲苷(非游离的糖！)。而呋喃型糖甲苷与吡喃型糖甲苷的色谱行为不同，可资辨别。第七十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO酸水解时，当苷元对酸不稳定时将导致苷元的结构变化，遇此种情况时可采用二相水解反应，即在反应混合物中加入与水不相混溶的有机溶剂（

32、如苯/氯仿），使水解后的苷元及时转溶于有机溶剂相，以避免苷元与酸的长时间接触。(四) 酸催化水解反应注意事情第七十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO碱催化水解 由于一般的苷键属缩醛结构，对稀碱较稳定，不易被碱催化水解，故苷很少用碱催化水解，但酯苷、酚苷、烯醇苷和位吸电子基团的苷类易为碱催化水解。第七十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO碱催化水解和-消除反应： 一般苷键对稀碱是稳定的，但某些特殊的苷如： 酯苷、酚苷、氰苷、烯醇苷和-吸电子基取代的苷易为碱所水解, 但有时得到的是脱水苷元。例如藏红花苦苷的水解： 原因：其中藏红花苦苷苷键的邻位碳原子上有受

33、吸电子基团活化的氢原子，当用碱水解时引起消除反应而生成双烯结构。第七十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO酶催化水解 对难以水解或不稳定的苷，应用酸水解法往往会使苷元脱水、异构化等反应，而得不到真正的苷元，而酶水解条件温和（3040），不会破坏苷元的结构，可得到真正的苷元。 酶具有高度专属性，-苷酶一般只能水解-苷，-苷酶一般只能水解-苷，例如麦芽糖酶（maltase）是一种-苷酶，它只能使-葡萄糖苷水解；苦杏仁酶（emulsin）是-苷酶，它主要水解-葡萄糖，但专属性较差，也能水解一些其它六碳糖的-苷键。 由于酶的专属性，苷类水解还产生部分水解的次生苷。因此，通过酶水解可

34、以获知有关糖的类型、苷键及糖苷键的构型、连接方式等信息。 第八十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO酶催化水解酶水解的优点: 专属性高,条件温和. 用酶水解苷键可以获知苷键的构型，可以保持苷元的结构不变，还可以保留部分苷键得到次级苷或低聚糖，以便获知苷元和糖、糖和糖之间的连接方式。酶降解反应的效果取决于酶的纯度以及对酶的专一性的认识. 例 转化糖酶-水解-果糖苷键 麦芽糖酶-水解-葡萄糖苷键 杏仁苷酶-水解-葡萄糖苷键,专属性较低 纤维素酶-水解-葡萄糖苷键目前使用的多为未提纯的混合酶。第八十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO4.甲醇解反应在对多糖苷的结

35、构研究中，为了确定糖和糖的连接顺序和位置，采用甲醇解。先将苷进行全甲基化，然后用含6%-9%盐酸的甲醇进行甲醇解。第八十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO乙酰解反应 为了确定糖与糖之间的连接位置，常应用乙酰解开裂一部分苷键，保留另一部分苷键，然后用薄层或气相色谱鉴定在水解产物中得到的乙酰化单糖和乙酰化低聚糖。第八十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO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。3反应机理： 与酸催化水解相似，以CH3CO+

36、（即 乙酰基，Ac）为进攻基团。第八十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO4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：（乙酰解易难程度） （16）（14）（13）（12）5用途 酰化可以保护苷元上的-OH，使苷元增加亲脂性，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苷键。注意：乙酰解反应易发生糖的端基异构化。 第八十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO苷键的裂解 乙酰化反应的操作较为简单，条件较温和。一般可将苷类溶于醋酐或醋酐与冰醋酸的混合液中，加入3一5量的浓硫酸，在室温下放置11

37、0天，将反应液倒入冰水中并以碳酸氢钠中和至pH34，再用氯仿萃取其中的乙酰化糖，然后通过柱色谱分离，就可获得单一的成分，这些单一成分再用TLC或GC进行鉴定。第八十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO第八十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO氧化开裂反应（重要） 苷类分子中的糖基具有邻二醇结构，可以被过碘酸氧化开裂。Smith降解法是常用的氧化开裂法。此法先用过碘酸氧化糖苷，使之生成二元醛以及甲酸，再用四氢硼钠还原成相应的二元醇。这种二元醇具有简单的缩醛结构，比苷的稳定性差得多，在室温下与稀酸作用即可水解成苷元、多元醇和羟基乙醛等产物。 OHHOHOOH

38、OROHOHOROOHCOHCOHOROHOH2CHOH2CCH2OHCH2OHCHOHCH2OHCHOROH+IO4-BH4-第八十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO五、过碘酸裂解反应法1、特 点：反应条件温和、易得到原苷元2、反应试剂：过碘酸钠（NaIO4）与四氢硼钠（NaBH4）3、反应过程：分三步进行（如下）第八十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO Smith降解法在苷的结构研究中，具有重要的作用。对难水解的碳苷，也可用此法进行水解，以避免使用剧烈的酸进行水解，可获得连有一个醛基、但其它结构保持不变的苷元。此外，对一些苷元结构不太稳定的苷类，

39、如某些皂苷，为了避免酸水解使苷元发生脱水或结构上的变化以获取真正的苷元，也常用Smith降解法进行水解。第九十张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO第一节、糖类化合物第二节、苷类化合物第三节、糖和苷类的提取与分离第四节、糖和苷类的检识第五节、苷类的结构研究第三章 糖和苷第九十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 一 .苷类的提取 植物体内，苷类常与水解苷类的酶共存，因此在提取时，必须抑制酶的活性，常用的方法是在中药中加入CaCO3,或用甲醇、乙醇或沸水提取，同时提取过程中要尽量勿与酸或碱接触，以免苷类水解，如不加注意，则往往提到的就不是原生苷。在提取时还必明

40、确提取的目的即要求提取的是原生苷、次生苷，还是苷元，然后根据要求进行提取，因为其提取方法是有差别的。 各种苷类，由于苷元的结构不同，所连接的糖也不一样，很难有统一的提取方法，如用极性不同的溶剂循极性从小到大次序提取，则在每一提取部分，都可能有苷的存在。以下是最常用的提取方法。四、苷的提取与分离第九十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO苷类的提取和分离流程流程图第九十三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO （二）苷类的提取原生苷：先灭活酶，避免酸、碱水解。次生苷：控制和利用酶、酸、碱的水解。 （三）苷元的提取水解全部糖基，避免苷元破坏。第九十四张，PPT共一

41、百二十九页，创作于2022年6月LOGO 大孔树脂 葡聚糖凝胶(Sephadex ) 硅胶 反相硅胶 离子交换 活性炭 纤维素色谱分离（二）苷类的分离第九十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO一、糖类化合物二、苷类化合物三、糖和苷类的提取与分离四、糖和苷类的检识五、苷类的结构研究第三章 糖和苷第九十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO五、糖和苷类的检识苷的检识:苷由糖和苷元组成，含有糖基是苷类的共性。因此，其共性检识的方法是检识分子中是否含有糖，这和糖类的检识类似。其苷元部分的检识将在相应的章节中介绍。第九十七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6

42、月LOGO一.理化检识糖的检识：纯化后进行。苷的检识：排除游离糖的干扰。（一）Molish反应 样品提取液+5%-萘酚乙醇液1-3滴，摇匀后沿试管壁加入浓硫酸两液面间有紫色环产生。（含糖化合物均为阳性）（二）菲林反应和多伦反应 样品与菲林试剂或多伦试剂反应呈阳性还原糖， 反应呈阴性有多糖（非还原糖）或苷类。（三）水解反应 苷类水解成苷元和糖，利用苷元性质进行检测。第九十八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO二.色谱检识（一）薄层色谱（TLC）正相硅胶色谱：含水溶剂系统为展开剂。反相硅胶色谱：以甲醇为主的展开系统。（二）纸色谱（PC） 以水饱和的有机溶剂为展开剂。显色利用糖的还

43、原性或形成糠醛后形成的呈色反应。第九十九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO一、糖类化合物二、苷类化合物三、苷类的提取与分离四、苷类的检识五、苷类的结构研究第三章 糖和苷第一百张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO第五节、苷类的结构研究一.物理常数测定如熔点、比旋度。二.分子式的测定经典方法：元素分析，分子量测定。现代方法：质谱法 化学电离质谱（CI-MS）分子离子峰、碎片离子峰 电喷雾质谱（ESI-MS）分子离子峰、碎片离子峰 场解吸质谱（FD-MS）分子离子峰、碎片离子峰 快原子轰击质谱（FAB-MS） 分子离子峰、碎片离子峰 高分辨快原子轰击质谱（HR-

44、FAB-MS）分子式第一百零一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO三.组成苷的苷元和糖的鉴定苷用稀酸或酶进行水解单糖和苷元，再鉴定。（一）苷元的结构鉴定根据化学性质判断类型和母核结构。（二）苷中组成糖的种类鉴定常采用PC、TLC、GC对糖进行鉴定，也可通过NMR进行鉴定。（三）苷中糖的数目的测定经典：利用PC或TLC法鉴定种类，再用光密度扫描测定单糖斑点含量，算出各糖的分子比，推测成苷的糖的数目。现代：利用质谱（MS）测定苷和苷元的分子量计算差值求出糖数目。 乙酰化或甲基化根据1H-NMR谱中乙酰基或甲基信号推算糖数目。 利用13C-NMR谱糖的端基碳信号（90112ppm）

45、，或根据苷的总C信号与苷元C信号数目推算。 1H1H COSY，1H13C COSY等二维谱推算糖数目。第一百零二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO糖和苷类化合物NMR谱解析的难点： 1 信号分布范围窄； 2 偶合关系复杂。 糖的NMR性质第一百零三张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO一 、糖的1H-NMR特征 化学位移规律： 端基质子： 4.36.0ppm 甲基质子： 1.0ppm 其余质子信号： 3.24.2ppm第一百零四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO偶合常数：与相互偶合的质子形成的两面角有关 两面角0或180度 J=6 8H

46、z； 两面角90度 J=0Hz； 两面角60度 J=2 4Hz 第一百零五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 对于糖质子，可通过C1-H与C2-H的偶合常数，来判断苷键构型（、）： 1.-D-和-L-型糖的1-H和2-H键为双直立键， =180，J=68Hz 2.-D-和 -L-型糖的1-H为平伏键， 2-H为直 立键，=60，J=24Hz第一百零六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO葡萄糖第一百零七张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO二、 糖的13C-NMR特征 糖上碳信号可分为几类，大致范围为： 1. CH3 18ppm 甲基五碳糖的

47、C6 2. CH2OH 62ppm C5或C6 3. CHOH 6885ppm 糖氧环上的C2-C4 4. -O-CH-O- 90112ppm 端基C1或C2, 在此范围内有几个信号可视为有几种糖存在于糖链的重复单位中。第一百零八张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 一般来说，碳原子上有-OH的较带-OH的，信号在较高场处。如具有C1构象的D-葡萄糖苷的端基碳信号，-型的为97101，而-型的为103106ppm，便此可区别-和-异构体。第一百零九张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 四.苷分子中苷元和糖，糖和糖之间连接位置的确定 （一）苷元与糖分子之间连接

48、位置的确定 经典方法：化学降解或酶解产物 现代方法：NMR法 13C-NMR谱是确定苷元与糖连接位置的有效方法：苷元上成苷碳原子（-碳原子）及其邻位碳原子（ -碳原子）由于苷键的存在，会发生化学位移。糖上端基碳原子由于苷键的存在，也会发生化学位移。苷化位移醇羟基苷化引起-碳原子向低场位移（4-10ppm）， -碳原子向高场位移（0.9-4.6ppm）； 酚羟基苷化引起-碳原子向高场位移，-碳原子向低场位移。2D-NMR谱中，HMBC（氢-碳远程相关）谱已成为确定苷元连接位置的主要方法。可以观察到糖的端基质子与苷元-碳原子信号以及苷元-碳原子上的质子与糖的端基碳信号的相关峰。苷元：第一百一十张，

49、PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（二）糖与糖之间连接位置的确定 1、化学方法：先甲基化，再甲醇解甲基化的单糖，根据单糖的甲基化位置判断糖的连接位置。全甲基化甲醇解糖的端基半缩醛羟基甲基化第一百一十一张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（二）糖与糖之间连接位置的确定 2、NMR法：在确定了苷中糖的种类以后，将苷的碳谱数据与相应单糖的碳谱数据进行比较，根据苷化学位移规律确定苷中单糖的连接位置。要判断苷中两个糖的连接位置，可将该糖的碳谱数据与单糖比较，若内端糖的某碳原子向低场位移（4-7ppm)，而其邻碳又向高场位移（1-4ppm），那么该碳原子为连接糖的位置。第

50、一百一十二张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO 五.苷中糖与糖之间连接顺序的确定 （一）部分水解法 温和酸水解或酶水解 1、甲基化甲醇解末端糖可全甲基化。 2、乙酰解开裂一部分苷键，保留一部分苷键。苷次生苷。 （二）波谱分析法 1、MS法 EI-MS谱：全乙酰化、甲基化或三甲基硅醚化衍生化的糖基离子峰。P66 FD-MS谱或FAB-MS谱：各种不同解离程度的糖基碎片离子峰。(M+Na)+-162表明末端有葡萄糖。 2、NMR法 可利用13C-NMR谱来确定糖与糖之间的连接顺序，或利用碳原子的自旋-弛豫时间（T1）的大小推测糖的连接顺序。 第一百一十三张，PPT共一百二十九页，

51、创作于2022年6月LOGO 六.苷键构型的确定（或构型） （一）利用酶水解进行测定 一般不同的水解酶可水解不同类型的苷键，如麦芽糖酶能水解-苷键，苦杏仁酶可水解-苷键。 （二）利用Klyne经验公式进行计算 MD = MD苷 MD苷元 MD 为苷和苷元的旋光度差值（糖的旋光度） MD苷 为苷的旋光度 MD苷元 为苷元的旋光度 *MD与该糖的或甲基苷比较，接近的值则为该类型的苷。 第一百一十四张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO（三）利用NMR确定苷键构型1、1H-NMR法 利用1H-NMR谱中组成苷的糖的端基质子的偶合常数判断苷键的构型，是目前常用的比较准确的方法。H-2为a键的糖葡萄糖、木糖、半乳糖等H-1为a键时：H-1和H-2为aa偶合，Jaa=69HzH-1为e键时：H-1和H-2为ae偶合，Jae=23Hz第一百一十五张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGOH-2为e键的糖鼠李糖、甘露糖等H-1为e键时：H-1和H-2为ee偶合，Jee=23HzH-1为a键时：H-1和H-2为ea偶合，Jea=23Hz第一百一十六张，PPT共一百二十九页，创作于2022年6月LOGO2、13C-NMR法 利用13C-NMR谱中端基碳信号的化学位移和糖的端基碳与端基氢之间的偶合常数可以推测苷键的构型。 13C-NMR谱的化学位