糖和苷类 ppt课件

糖和苷第一节糖类化合物第二节苷类化合物第一节糖类化合物一概述定义糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。分子通式为CXH2OY，氢氧比为21，所以又称为碳水化合物，但有的糖如鼠李糖不符合这个通式为C6H15O5。糖和苷是自然界分布很广的两大类成分。中草药中存在的糖类成分有两个特点1、几乎所有的中药（矿物药除外）都含有糖或苷，并几乎占植物体内有机物总量的8590。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。2、除葡萄糖和葡萄糖醛酸对人体有营养和解毒作用，香菇、灵芝、人参、黄芪等所含多糖有一定抗肿瘤及提高免疫活性作用外，大多数糖至今还未发现有别的显著的生理活性。二糖的分类1、糖类物质可根据其能否水解和分子量的大小分为单糖、低聚糖和多聚糖。单糖是糖类物质的最小单位，也是构成其它糖类物质的基本单元,不能再被简单地水解成更小分子的糖。如葡萄糖、鼠李糖等。按含糖或醛基的不同又可分为醛糖和酮糖。下面介绍几种单糖及其衍生物常见单糖氨基糖是指单糖的伯或仲醇羟基置换成氨基的糖类。糖醇单糖的醛或酮基还原成羟基后所得的多元醇称糖醇。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。糖醛酸单糖分子中伯醇基氧化成羧基的化合物。低聚糖是由29个单糖通过糖苷键聚合而成的直链或支链的聚糖称低聚糖，能被水解为相应数目的单糖。如蔗糖、棉籽糖、麦芽糖、芸香糖等。多聚糖又称多糖，是由10个以上的单糖分子通过苷键聚合而成，分子量较大，一般由几百甚至几万个单糖分子组成，已失去一般单糖的性质，一般无甜味，也无还原性。1、按多糖在生物体内的功能分类一类水不溶多糖，在动植物体内起支持组织的作用，如植物中的纤维素和半纤维素，动物甲壳素等，分子呈直糖链型。另一类为水溶多糖，如动植物体内贮藏的营养物质淀粉、菊糖、粘液质、果胶等。2、按多糖的分子结构分类还有一种说法根据糖的结构特点分为糖均体和糖杂体糖匀体指均由糖组成的物质。如单糖、低聚糖、多糖等。糖杂体糖与非糖组成的化合物。3、按来源分类按来源分（1）植物多糖A纤维多糖B淀粉C粘液质D果聚糖E树胶（2）菌类多糖A猪苓多糖B茯苓多糖C灵芝多糖（3）动物多糖A肝素B透明质酸C硫酸软骨素D甲壳素（1）植物多糖淀粉是葡萄糖的高聚体，聚合度通常为300500，完全水解后得到葡萄糖。广泛存在于植物体，尤其是禾本科植物的果实及其它一些植物根茎及种子中。淀粉均由73以上的胶淀粉和27以下的糖淀粉组成。纤维素由30005000分子的D葡萄糖通过苷键以反向相连接聚合而成的支链葡萄糖，分子成直线型，不易被稀酸或碱水解。不能被人或动物消化，因为任何动物体内没有水解纤维素的酶存在。纤维素的衍生物用途十分广泛，如羧甲基纤维素钠可作为医药品的混悬剂、粘合剂等。粘液质是保持植物水分的基本物质。是植物种子、果实、根、茎和海藻中存在的一类粘多糖。粘液质可溶于热水，冷却后呈胶冻状。有许多粘液质具有较好的生物活性。例如从海洋药物昆布或海藻中提取的褐藻酸有预防白血病和骨风痛的作用。还有甘露糖醛酸和甘露醇对治疗急性肾功能衰竭、脑水肿、乙型脑炎、急性青光眼都很有效。比如我们实验室研究的山药多糖山药中含有一种独特的粘液质成分，主要含有多糖、蛋白质、和氨基酸等，特别是磷的含量可谓薯类中的冠军，具有独特的质构特征及抗肿瘤，动脉粥样硬化等功能性质。而山药多糖可以调节机体免疫力，抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、调节血糖含量等作用。果聚糖是果糖分子的聚合物。在高等植物及微生物中均有存在。例如菊糖，又称菊淀粉，是果聚糖的一种。此外，中药麦冬内含的麦冬多糖，桔梗中的桔梗多糖都是果聚糖的多糖。麦冬多糖其具有养阴生津，润肺清心。用于肺燥干咳。虚痨咳嗽，津伤口渴，心烦失眠，内热消渴，肠燥便秘；咽白喉。治肺燥干咳，吐血，咯（KA）血，肺痿，肺痈，虚劳烦热，消渴，热病津伤，咽干口燥，便秘。（2）菌类多糖猪苓多糖（POLYPORUSPOLYSACCHARIDE）是从多孔菌科真菌猪苓POLYPORUSUMBELLATUSPERSFR中提得的。药理实验证明，能显著提高荷瘤小鼠巨噬细胞的吞噬能力，促进抗体形成，是良好的免疫调节剂，具有抗肿瘤转移和调节机体细胞免疫功能的作用。此外，对慢性肝炎也有良好的疗效。茯苓多糖（PACHYMAN）是多孔菌科真菌科真菌茯苓PORIACOCOS（SCHW）WOLF中提得的一种多糖。茯苓多糖本身无抗肿瘤活性，但茯苓次聚糖PACHYMARAN则具有显著的抗肿瘤作用。茯苓概述茯苓为寄生在松树根上的菌类植物，形状像甘薯，外皮黑褐色，里面白色或粉红色。中医入药，有利尿、镇静作用。药物为多孔菌科真菌茯苓的干燥菌核，多寄生于马尾松或赤松的根部。产于云南、安徽、湖北、河南、四川等地。灵芝多糖是从多孔菌科真菌赤芝GANODERMALUNIDUMLEYSSEXFRKARST中提得的20多种多糖。有葡聚糖、杂多糖及肽多糖。就抗肿瘤活性而言，灵芝多糖间并无差异，但多糖的三维螺旋结构遭破坏则影响其活性。灵芝又称林中灵、琼珍（学名GANODERMALUCIDUMKARST）。具有补气安神、止咳平喘、延年益寿的功效。（3）动物多糖肝素是一种含硫酸酯的粘多糖，它的组分是氨基葡萄糖，艾杜糖醛酸（IDURONICACID）和葡萄糖醛酸。广泛分布于哺乳动物的内脏、肌肉和血液中，作为天然抗凝血物质受到高度重视，用于预防和治疗脑血栓并已经形成了一种肝素疗法。来源本品最初得自肝脏，故名肝素。现多是从猪、牛等动物的肠粘膜或肝、肺中提取的一种粘多糖的硫酸酯。性状为白色或类白色粉末；有吸湿性。易溶于水。作用与用途为体内外均能延长凝血时间的抗凝血药。其抗凝血作用极为复杂，对凝血过程的许多环节都有影响。透明质酸是一种存在于眼球玻璃体、关节液、皮肤等组织中的酸性粘多糖，其主要功能是起润滑和撞击缓冲以及组织入侵的微生物及毒性物质的扩散。可用于视网膜脱离手术，并作为天然保湿剂用于化妆品中。硫酸软骨素从动物软骨组织中得到的酸性粘多糖，具有降血脂、抗血栓以及改善动脉粥样硬化的作用。甲壳素是组成甲壳类动物外壳的多糖，其结构安定性与纤维素类似。甲壳素及脱乙酰甲壳素应用非常广泛，可制成透析膜、超滤膜用作药物的载体具有缓解、持效的特点，还可用于人造皮肤、人造血管、手术缝合线等。第二节苷类化合物一、概述定义糖或糖的衍生物（氨基糖，糖醛酸）与非糖物质经糖的端基碳原子以苷键连接而成的化合物称为苷（苷，配糖体）。非糖部分称作苷元，配基（AGLYCONE,GENIN）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。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、扩张冠状动脉血管等等作用。二、苷的结构与分类1、苷的结构绝大多数苷类是糖的半缩醛羟基与苷元上的羟基脱水缩合，成为具有缩醛结构的物质。连接糖和苷元的化学键叫做苷键。在稀酸或酶作用下可断裂，水解成苷元和糖。2、苷的分类（1）按苷原子不同分类苷类化合物氧苷氮苷硫苷碳苷醇苷酚苷酯苷氰苷氧苷苷元通过氧原子与糖相连。根据苷键羟基类型不同又分为醇苷、酯苷、酚苷和氰苷。氧苷是中药中存在最多的一种苷，数量远比别的苷要多。醇苷苷元的醇羟基与糖缩合而成的苷。中药中的强心苷、皂苷、萜苷都属于醇苷。例如毛茛（GEN）苷具有杀虫、抗菌的作用。OOOO毛茛苷红景天苷具有强壮和增强适应能力的作用。【学名】RHODIOLAROSEAL【别名】蔷薇红景天酚苷酚性羟基与糖缩合而成的苷，有苯酚苷、蒽醌苷、香豆素苷等。酚苷类化合物在中药苷类成分中为数最多。例如熊果苷（对羟基苯D吡喃葡萄糖）熊果苷天麻苷【来源】本品为兰科植物天麻GASTRODIAELATABL的干燥块茎。【性味归经】甘，平。归肝经。【功能主治】平肝息风止痉。用于头痛眩晕，肢体麻木，小儿惊风，癫痫抽搐，破伤风。酯苷苷元中的羧基与糖缩合而成的苷，其苷键既有缩醛性质又有酯的性质，易被稀酸或稀酸水解。例如山慈菇苷A和B是从山慈菇中抗霉菌的活性成分。氰（QING二声）苷主要指具有羟基氰的苷，数目不多但分布广泛。遇到酸碱立刻分解。例如苦杏仁苷存在于杏的种子中，在人体内会缓慢分解生成苯甲醛和氢氰酸，小剂量口服即对呼吸中枢产生抑制作用而镇咳，大量服用时造成氢氰酸中毒。氮苷糖上的端基碳与苷元上的氮原子相连接而成的苷。在生物化学领域中是十分重要的物质，如腺苷、鸟苷、尿苷、胞苷等是核酸的重要组成部分。如腺苷氮苷在中药中发现的不是很多，是生化研究的对象。硫苷糖的半缩醛羟基与苷元上的巯基缩合而成的苷。为数不多，常存在于十字花科植物中，如萝卜中的萝卜苷，黑芥子中的黑芥子苷等。萝卜苷碳苷是一类糖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。碳苷的苷元多为黄酮类、蒽醌类化合物等，以黄酮类碳苷最为多见。如牡荆素是马鞭草科植物中的黄酮类化合物，也是山楂中的主要成分之一，牡荆素具有抗肿瘤、降压、抗炎及解痉作用。碳苷是糖与苷元直接以CC相连，水溶性低，水解难。芦荟中的致泻成分之一芦荟苷是最早从中药中获得的蒽醌碳苷。（2）按苷元的化学结构不同分类如黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷、强心苷、吲哚苷等。（3）按苷是否水解分原苷（原生苷）在植物体内原始状态存在未经水解的苷。次级苷（次生苷）原生苷经水解去部分糖的苷。（4）按连接单糖个数分类1个糖单糖苷；2个糖双糖苷；3个糖叁糖苷（5）按苷的生理活性分强心苷等。（6）按植物来源分人参皂苷、柴胡皂苷等。三、糖和苷的一般性质1、性状糖单糖和一些分子量较小的低聚糖为无色或白色结晶；相对分子量较大的低聚糖常为白色粉末。苷一般少糖苷多为结晶，多糖苷多为无定形粉末。具吸湿性，含糖越多吸湿性越强（如皂苷），苷多无味，少数具甜或苦味。苷的颜色随苷元不同而不同，苷比相应的苷元色浅。2、旋光性糖分子中有手性碳原子，则具有旋光性。苷糖具有旋光性，苷连糖，故苷具有旋光性（无论苷元是否有旋光性），多数苷呈左旋。苷类水解后由于生成的糖是右旋的，因而使水解混合液呈右旋。3、溶解性糖单糖和低聚糖羟基多，极性大，易溶于水、甲醇、乙醇，难溶于低极性有机溶剂；多糖难溶于冷水，可溶于热水，难溶于乙醇、丙酮等溶剂。苷苷是由苷元与糖经苷链相连而成，苷的溶解性与此3个结构片断的水溶性及脂溶性有关。4、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）。苷类一般无味也有的很苦（龙胆苦苷、人参皂苷）或很甜（甜菊苷）等，有的对粘膜有刺激作用如皂苷、强心苷。四、糖和苷的提取分离（一）提取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、冷热稀醇等条件。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，来选择相适应的溶剂。提取注意（1）杀酶加热回流或加入无机盐（如碳酸钙）破坏酶活性。（2）中和酸若有酸性成分共存，碳酸钙、碳酸钠等中和。（3）防霉变低温保存提取液。糖的提取方法苷的提取方法（二）糖和苷的分离1活性炭柱色谱概述用途分离水溶性物质效果较好，如氨基酸、糖类及某些苷类。特点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，吸附力最弱。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。对于糖的吸附力多糖低聚糖单糖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02MOL/L枸（JV）橼酸缓冲液洗涤后用蒸馏水反复洗23MOL/LHCL煮沸几次后用蒸馏水反复洗目的除去混杂的金属离子，如FE3、CA2、NA等，使活力增强。活性炭色谱操作装柱活性炭蒸馏水（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11混合后，再用蒸馏水调成糊状装柱。）上样样品/H2O浓度2550（可适当增加或减少，如为10浓度）；上样量适情况而定，一般1克糖用100克活性炭。洗脱洗脱顺序为H2O、10、20、30、50、70的乙醇液无机盐、单糖等二糖三糖多糖2纤维素色谱既有吸附色谱的作用又有分配色谱作用。溶剂系统水、丙酮、水饱和的正丁醇等。3离子交换柱色谱除去水提液中的酸、碱性成分和无机离子；4凝胶柱色谱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