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文档简介
Saccharides and GlycosidesSaccharides and Glycosides 本章基本内容 第一节、单糖的立体化学 第二节、糖和苷的分类 第三节、糖的性质 第四节、苷键的裂解 第五节、糖的鉴定和糖链结构的测定 第六节、糖及苷的提取分离 第二章糖和苷 糖类(saccharide):亦称碳水化合物,是植物光 合作用的一次代谢产物,同时也是绝大多数天 然产物合成的初始原料。 苷类(glycosides):亦称苷或配糖体,是由糖 或糖的衍生物等与另一非糖物质(苷元或配基 )通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱水形 成的一类化合物。 第一节第一节 单糖的立体结构单糖的立体结构 Stereo-structures of MonosaccharidesStereo-structures of Monosaccharides 单糖(monosaccharides)是多羟基醛和酮,是组成 糖类及其衍生物的基本单元。 糖处游离状态时用Fischer式表示 苷化后成环用Haworth式表示 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) 一、单糖的结构 二、糖的绝对构型(D、L) 离端基碳最远的手性碳原子的构型;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D型,向下为L型。 三、差向异构体(端基异构体): 端基碳 (anomeric carbon) 的相对构型型型 是C1相对于C5的构型,因此-D-糖和-L-糖的端基碳原子的构型是 一样的。 四、环的构象 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: 一、 单糖: 已发现200多种,3C8C,多以结合态存在可分为以下几类: 1 、五碳醛碳 (aldopentoses) 有L-阿拉伯糖 (L-arabinose),D-木糖 (D-xylose),D- 来苏糖 (D-lyxose),D-核糖 (D-ribose)等。 L-阿拉伯糖的结结构如下: 第二节糖和苷的分类 2 、六碳醛醛糖(aldohexose) 常见见的有D-葡萄糖(D-glucose),D-甘露糖(D-mannose), D-阿洛糖(D-allose),D-半乳糖(D-galactose)等。 其中以D-葡萄糖最为为常见见。 3 、六碳酮酮糖(ketohexose, hexulose) 如D-果糖 (D-fructose),L-山梨糖 (L-sorbose)等。 下图为图为 -D-果糖的结结构: 4 、甲基五碳糖 常见见的有L-鼠李糖 (L-rhamnose),L-夫糖 (L-fucose) 和D-鸡纳鸡纳 糖 (D-quinovose)。如L-鼠李糖的结结构。 5 、支碳链链糖 糖链链中含有支链链,如D-芹糖 (D-apiose) 和D-金缕缕梅糖 (D-hamamelose) 6、 氨基糖 单单糖的一个或几个醇羟羟基置换换成氨基。 7 、去氧糖 单单糖分子的一个或二个羟羟基被氢氢原子取代的糖,常见见的 有6-去氧糖、甲基五碳糖、2,6-二去氧糖及其3-O-甲醚醚等 。 (一个或两个羟基被氢取代) 8、 糖醛醛酸 单单糖分子中的伯醇基氧化成羧羧基,常结结合成苷类类或多 糖存在,常见见的如葡萄糖醛醛酸 (glucuronic acid) 和 半乳糖醛醛酸 (galactocuronic acid)。糖醛醛酸易环环合 成内酯酯,在水溶液中呈平衡状态态。 9、糖醇类 单糖中的羰基被还原成羟基的化合物称为糖醇。 D-甘露醇 10、环醇类 环状的多羟基化合物称为环醇。 cis-inositols(肌醇) cyclitols(牛奶菜醇) 11、糖的磷酸酯: phosphoglucoside(葡萄糖磷酸酯 ) 是生命过程中糖类的重要衍生物。在亲核取代中磷酸 酯离子比氢氧离子更易离去,在目前寻找anticancer and anti-HIV新药开发中备受关注。 葡萄糖 glucose Glc 阿洛糖 allose All 半乳糖 galactose Gal 甘露糖 mannose Man 鼠李糖 rhamnose Rha 木 糖 xylose Xyl 果 糖 fructose Fru 阿拉伯糖 arabinose Ara 葡萄糖 2位差向异构 甘露糖 3位 阿洛糖 4位 半乳糖 CH2OH H 木糖 COOH 葡萄糖醛酸 二、低聚糖(Oligosaccharides) v定义:是指由29个单糖基通过苷键键合而成的直糖 链或支糖糖的聚糖。 v低聚糖在天然界的存在形式:非游离,为多聚糖的酶 或酸水降解产物或苷的糖元部分。 v低聚糖的分类: 按有无游离的醛或酮基有还原糖或非还原糖之分 麦芽糖 1.还原糖 性质: 具有变旋 现象;被弱氧化 剂氧化,并能与 苯肼成脎。 性质:无变旋现象,无还原性,也不能成脎。 2.非还原性糖 按含有单糖的个数分为二糖、三糖、四糖等。由淀粉水解按含有单糖的个数分为二糖、三糖、四糖等。由淀粉水解 成的一种由成的一种由6868个葡萄糖以个葡萄糖以-1-1,4-4-环状结合的结晶性低聚糖环状结合的结晶性低聚糖 ,称为,称为环糊精环糊精 。 -D-Glap-(14)-D-Glcp-(14)-D-Glcp 6 -D-Fruf 三、多聚糖(Polysaccharides),简称多糖 v定义:多糖是由十个以上的单糖基通过苷键连 接而成的一类结构复杂的大分子化合物。一般多 糖都由100个以上甚至几千个单糖组成。 v基本性质:甜味、强还原性的消失而不同于单 糖。 v多糖的研究与应用 多糖由于结构极其复杂,且具有一定的水溶性,故研究 难度极大,但由于多糖特殊生物活性的逐渐显露又极大 地激发着天然药物化学工作者的极大研究兴趣。如黄芪 多糖的免疫促进功能;香菇多糖的肿瘤抑制功能及其衍 生物抗HIV活性;夏枯草多糖抑制HIV的复制等。 v多糖的分类: 按生物体内功能分支持组织(水不溶性多糖,如纤维素 、甲壳等。分子呈直糖链型)和养料贮存组织(可溶于热 水成胶体溶液,可经酶催化水解释放单糖以供应能量,如 淀粉、肝糖原等。分子为支糖链型)。 按单糖组成种类分均多糖(homosaccharide),即由一种 单糖组成和杂多糖(heterosaccharide),即由二种以上单 糖组成。 v多糖的系统命名: 均多糖的系统命名是在糖名后加字尾-an,如葡聚糖 (glucan)、果聚糖 (fructan)、木聚糖(xylan)。 杂多糖的系统命名是用几种糖名按字母顺序排列先后, 再加字尾-an,如葡萄甘露聚糖(glucomannan)、半乳甘露 聚糖(galactomannan)。 v常见的植物多糖 淀粉、纤维素、葡聚糖、果聚糖、半纤维素、树胶、粘 液质、卡拉胶等。 v常见的动物多糖 肝糖元(glycogan):与淀粉相似,分枝更甚,遇碘不 呈兰色而呈红褐色。 甲壳素(chitin):似纤维素; 肝素(heparin):为高度硫酸酯化的右旋多糖,具有 强的抗凝血作用,用于治疗和预防血栓的形成,也有保 护人体细胞不受HIV破坏,抑制病毒抗原在人体中的表达 作用,其作用均与硫酸酯基有关。 硫酸软骨素(chondroitin sulfate):是动物组织的基 础物质,用以保护动物组织的水分和弹性,目前发现其有 降低血脂、改善动脉粥样硬化之功。现有鲨鱼软骨素上市 。 透明质酸(hyaluronic acid):是一种酸性粘多糖,为 动物皮肤中的天然成分,近年多用于护肤霜基质,日常生 活中也知猪蹄及膀皮有美容之功。 四、苷类(Glycosides) 苷类又叫配糖体或糖杂体等,是一类极为复杂、涉及面 极广、数目庞大的天然药物化学成分,其生物活性及药 物效用涉及医学的各个领域,是极为重要的一类化学成 分。英文命名常以-in or -oside作后缀,如葛根黄素 (puerarin)、葛根黄素木糖苷(puerarin xyloside)。 v苷的定义: 苷是糖的衍生物,是糖在植物体内的一种储存形式,因 为苷经水解后能释放出糖。如: 凡水解后能生成糖和非糖物质的一类化合物,通称为苷 类。 由上面逆反应可见,苷类可定义为是糖或糖的衍生 物(氨基糖、糖醛酸等)与另一非糖物质(苷元或配 基,aglycone 或genin)通过糖的端基碳原子连接 而成的化合物,故有-苷和-苷之分,天然界常 见的多为-构型。 v苷的分类: 苷类由结构看主要由二部分组成,可变因素较 多,尤其是非糖物质,即苷元部分,种类繁多 ,十分复杂。因此,苷的分类也有多种方法: 按苷元结构类型不同分:黄酮苷类、香豆素苷类 、蒽醌苷类、生物碱苷类、C21甾苷类、三萜皂苷 类等。 突出特殊性质和生物活性分:皂苷类、强心苷类 等。 按糖的数目多少分:单糖苷类、低聚糖苷类等。 按糖的种类分:去氧糖苷类、非去氧糖苷类。 按成苷数目分:单糖链苷、二糖链苷、三糖链苷 等。 按苷的存在状态分:原生苷、次生苷。 目前的天然药物化学苷类成分类型的分类多穿叉应 用。 按苷键原子不同分: O-苷(O键苷):苷键原子为O,因苷元不同分: 醇苷:由苷元的醇羟基与糖端系质子脱水而成的 苷。 Rhodioloside(红景天苷) Ranunculin(毛茛苷) 醇苷苷元中不少属于萜类和甾醇类化合物 Glycyrrhizin(甘草皂苷A) 酚苷:由苷元的酚羟基与糖上的半缩醛羟基脱 水缩合而成的苷。天然药物中为数甚多,根据 苷元不同又有: 苯酚苷,如: Gastrodin(天麻苷) 萘酚苷,如: Hydrojuglone (氢化胡桃叶醌苷) 蒽醌苷,如: 大黄酚苷 Chrysophamol monoglycoside 香豆素苷,如: Esculin(七叶苷) 黄酮苷,如: Baicalin(黄芩苷) 氰苷(cyanogenic glycosides),是一类羟基腈与糖分 子的端基羟基间缩合的衍生物,根据羟基与腈基的位置 不同有: -羟基腈苷,如: Prunasin(野樱苷) -羟基腈很不稳定,一经酶或酸、碱作用,立 即生成氢氰酸,误食该类植物有中毒危险。 酯苷:是苷元的羧基与糖上端羟基缩合而成的苷 类,此类苷键既有缩醛的性质,又有酯的性质, 易为稀酸或稀碱水解。如: Tuliposide A(山慈菇苷A) 吲哚苷:是吲哚醇羟基与糖脱水缩合的苷类。如: indicum(靛苷) 硫苷(S键苷):苷键原子为硫,是糖上端基羟 基与苷元上的巯基缩合而成的苷。如: glucoraphenin(萝卜苷) 氮苷(N键苷):苷键原子为N,是苷元上胺基与糖 缩合而成的一类苷。如核苷是核酸的重要组成部分 ,N苷是生化领域的重要物质。如: Adenosine(腺苷) crotonside(巴豆苷) 碳苷(C键苷):是糖基直接接在碳原子上的苷类 。天然药物中常见的碳苷以黄酮、蒽醌类为多。 如: Vitexin(牡荆素) 第三节第三节 糖的性质糖的性质 Properties of SaccharidesProperties of Saccharides v1、溶解性 糖小分子极性大,水溶性好 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 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) 苷亲水性(与连接糖的数目、位置有关) 苷元亲脂性 v2、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、甜等 (人参皂苷)(甜菊苷) v3、旋光性 具有多个不对称碳原子用于苷键构型的测定( 即、苷键)。 多数苷类呈左旋。 v4、氧化反应 单糖的分子有醛(酮)、伯醇、仲醇和邻二醇等 结构,氧化条件不同其产物也不同。 如: 糖分子化学反应的活泼性: 端基碳原子 伯碳 仲碳 (即C1-OH、C6-OH、C2 C3 C4-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 某些活性次甲基等结构。 邻羟基: -羟基酮: -氨基醇: 邻二酮: Fischer式和Haworth式消耗过碘酸的计算: 用途: 推测糖中邻二-OH多少; (试剂与反应物基本是1:1); 同一分子式的糖,推测是吡喃糖还是呋喃糖; 推测低聚糖和多聚糖的聚合度; 推测1,3连接还是1,4连接 (糖与糖连接的位置) 糠醛形成反应(Molish反应) Molish反应: 样品 + 浓H2SO4 + -萘酚 棕色环 多糖、低聚糖、单糖、苷类Molish反应= ? 羟基反应 糖的-OH反应醚化、酯化和缩醛(酮)化 。 反应活性: 最活泼的半缩醛羟基(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。) 羰基反应 还原糖 + 苯肼 糖腙 (多为水溶性的) 还原糖 + 3分子苯肼 糖脎 (较难溶于水) 2-去氧糖不能成脎(因C2上无-OH)。 硼酸络合反应 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) 第四节第四节 苷键的裂解苷键的裂解 Split of Glycosidic LinkageSplit of Glycosidic Linkage 几个概念: 原生苷:是指天然药物中原始存在状态的苷,也称第一苷; 次生苷:是指原始苷被部分切去糖后生成的苷,也叫第二苷 。 苷元:彻底切去糖的非糖部分。 研究苷键的裂解研究苷键的裂解目的: 1) 研究苷元结构和糖的组成; 2) 研究苷键和糖键结构的重要反应。 v1、酸催化水解反应 苷键为一缩醛链,故对碱、氧化剂较稳定,但 易被稀酸所水解,其反应机制,以O苷为例可表 述如下。 1. 试剂:H2SO4, HCl (510%), HCOOH, F3CCOOH, HOAc。 2. 反应环境:水或稀醇液中进行,最好在二相中进行( 水相,有机相;使苷元直接进入有机溶剂,而免受 酸的破坏)。 3. 反应机制:苷键原子(O)先质子化,然后断裂生成阳 碳离子或半椅型的中间体, 在水中溶剂化而成糖。 4. 反应难易规律: (1) 苷原子上的电子云密度 (2) 苷原子的空间环境 具体到化合物的结构,则有以下规律: (1)按苷键原子的不同,酸水解难易程度为: C-苷、S-苷、O-苷、N-苷 N上有一对孤对电子易接受质子,最易水解 (2)当N处于酰胺或嘧啶位时,N-苷也难于水解 。 因为:邻位的羰基的诱导效应以及共轭效应,使N 上电子云密度降低,难以水解。 (3)芳香属苷(如酚苷)因苷元部分p-共轭效应,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:苷元部分p-共轭效应使苷原子质子化时的 电子云密度增大。 (4) 2-去氧糖2-羟基糖2-氨基糖 原因:2位羟基对苷原子的吸电子效应及2位氨基 对质子的竞争性吸引 (5) 呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解,水解速率大50 100倍 。 呋喃环的平面性使各取代基处于重叠位置,形成水解中 间体可以使张力减少,有利于水解。自然界:果糖、核 糖是呋喃型,而葡萄糖、半乳糖及甘露糖多为吡喃型。 (6) 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 。 下图为-D-果糖的结构 (7) 吡喃糖苷中,吡喃环C5上的取代基越大越难 水解,难易顺序为 5位接-COOH的糖、七碳糖、六碳糖、甲基五碳糖、五碳糖 原因:吡喃环C5上的取代基对质子进攻有立体阻碍 。(葡萄糖醛酸,加热1小时也不能水解,普通 的水解只需半小时 ) (8) 苷元为小基团者,苷键横键的比苷键竖键的易于水解,因 为横键上原子易于质子化;苷元为大基团者,苷键竖键的 比 苷键横键的易于水解,这是由于苷的不稳定性促使水解。 原因:小苷元在竖键时,环对质子进攻有立体阻碍。 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+(乙酰基,Ac)为 进攻基团。 4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。 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 苷易为碱水解,如: O O | | | 酯苷RCO糖,酚苷phO糖,RCC=C O糖(羰基共轭的烯醇类)及成苷的羟基的-位有 负性取代基者(-CN, -COOH)。 酶催化水解反应 用酶水解苷键可以获知苷键构型,可保持苷元结构 不变的真正苷元。 酶专属性高,选择性地催化水解某一构型的苷。 如:转化糖酶(invertase): 水解-果糖苷键; 麦芽糖酶(maltase): 水解-葡萄糖苷键; 纤维素酶(cellulase): 水解-葡萄糖苷键。 杏仁苷酶(emulsin):水解-六碳醛糖苷键 氧化开裂法(Smith降解法) 在过碘酸氧化的基础上进行温和水解的方法。 适用于:苷元结构容易改变的苷以及C苷的水解研究。 不适用于:苷元结构上有邻二醇结构的苷类。 反应分三步进行: 第一步:在水或稀醇液中,用HIO4在室温条件下将糖元氧化开裂 成二元醛; 第二步:将二元醛用NaBH4还原成醇,以防醛醇进一步缩合而使水 解困难; 第三步:调节pH2左右,室温放置让其水解。 在HCl溶液中,20(S)原人参二醇或20(S)原人参三醇20位羟基发 生异构,转变成20(R)原人参二醇或20(R)原人参三醇,再环合生 成人参二醇或人参三醇。 碳苷的氧化裂解反应:碳苷很难用酸水解方法。 Smith 降解 RCHO HI/phOH 碳苷 -完整的苷元+ 分解的糖 160C,7h FeCl3 完整的糖 + 分解的苷元 应用于碳苷的情况: Anomeric-C Sugar-C 第五节、糖的鉴定 一、引言 苷类化合物的结构鉴定是一项极其复杂而艰巨的工作,尤 其是苷类化合物中糖分子的存在,给苷类化合物的结构鉴 定工作蒙上了神秘的色彩。 糖分子的存在,分子中引入诸多极性基团,致整个分子 极性增强,水溶性增大,不易获得完好结晶; 成苷的糖种类繁多,造成糖的种类识别困难; 糖分子的立体异构,致使糖苷元、糖糖间连接方式 不一,苷键构型确定困难。 糖为多羟基化合物,故糖苷元,糖糖间连接位 置多样化,相互连接位置需弄清; 多糖苷的广泛存在,糖糖间的连接顺序必须弄清 ; 苷元种类繁多,其种类和化学结构需要进行完整的 鉴定。 核磁共振技术为糖及其苷的结构研究提供了强有力的 信息,是目前糖和苷类化合物结构鉴定的重要手段。 苷键糖端基质子 二、苷类化合物中糖的1H-NMR特征 二 、糖的1HNMR特征 化学位移规律: 端基质子: 4.36.0ppm 特点:比较容易辨认 用途:1 确定糖基的个数 2 确定糖基的种类 3 2D-NMR谱上糖信号的归属 4 糖的位置的判断 甲基质子: 1.0ppm 特点:比较容易辨认 用途: 1. 确定甲基五碳糖的个数 2 .确定甲基五碳糖的种类 3 .确定甲基五碳糖的位置 4 .2D-NMR谱上甲基五碳糖 信号的归属 其余质子信号: 3.24.2ppm 特点: 信号集中,难以解析 归属: 往往需借助2D-NMR技术. 偶合常数:与两面角有关 J邻=4.2-0.5cos+4.5cos2 两面角90度 J=0Hz;两面角0或180度 J8Hz; 两面角60度 J4Hz 对于糖质子 当2-H为直立键时,1位苷键的取向不同,1-H与2-H的 两面角不同,偶合常数亦不同: -D-和-L-型糖的1-H和2-H键 为双直立键,=180, J=68Hz -D-和-L-型糖的1-H为平伏键, 2-H双直立键,=60 ,J=24Hz 因此,六碳醛糖的优势构象为C1型,其中C2 构型与D-葡萄糖相同的D-半乳糖、D-阿洛糖的优 势构象中2-H均为直立键,其成苷键时,端基 质子与2-H的偶合常数均为4Hz左右;而当其成 苷时,端基质子与2-H的偶合常数均为8Hz左右。 - D-葡萄糖苷 -D-半乳糖苷 -D-阿洛糖苷 例如: - D-葡萄糖和-D-葡萄糖的混合物在氢 谱上显示两个端基质子信号,不仅化学位移有差别, 偶合常数差别也很明显。其中- D-葡萄糖的端基质 子信号为4.6,J=8Hz。而- D-葡萄糖的端基质子 信号为5.2,J=4Hz。 但是当2-H为平伏键的情况下,1-H无论处于 平伏键还是直立键,与2-H的两面夹角均约60 度,故不能用该法判断苷键构型。 因此,六碳醛糖中C2构型与葡萄糖不一致 的D-甘露糖的苷键,就不能用端基质子的偶 合常数来判断其构型。 -D-甘露糖苷 -D-甘露糖苷 例如: - D-甘露糖和-D-甘露糖的混合物在 氢谱上虽显示两个端基质子信号,化学位移有差 别,但偶合常数差别很不明显。 同样,甲基五碳糖中的L-鼠李糖的C2构型虽与D-葡 萄糖相同,但其优势构象为1C式,2-H为平伏键,其苷 键的构型亦不能用该方法判断。 对于这类糖的苷,可以利用糖苷的1-H的化 学位移不同来区别。另外,用门控偶技术可以 得到端基质子和端基碳的偶合常数,即1JC1-H1 来区别。如吡喃糖苷的1-H是横键质子(苷键 )时,该J值为170Hz,而1-H是竖键质子(苷 键)时,该J值为160Hz。(见教材P89) 三、 糖的13CNMR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C6,一般有几个信 号(扣除苷元中的甲基)可表示有几个甲基五碳糖存在 。 2. CH2OH 62ppm C5或C6 3. CHOH 7085ppm 糖氧环上的C2C4 4. -O-CH-O- 98100ppm 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。 一般来说,碳原子上有-OH的较带-OH的,信号较 在高场处。如具有C1构象的D-葡萄糖苷的端基碳信号,- 型的为97101ppm,而-型的为103106ppm,便此可区别 -和-异构体。 四、苷化位移 糖与苷元成苷后,苷元碳、 碳和糖的端基碳的化 学位移值均发生了改变,这种改变称为苷化位移。 1.苷化位移值和苷元的结构有关,与糖的种类无关。 2. 苷元若为链状结构,端基碳的苷化位移随着苷元为伯 、 仲、叔基而递减,但对苷元的碳和碳的苷化位移影 响不大。 3.苷元为环醇时的苷化位移规律。 水解前后 : 苷 苷元 C2 29.7 32.0 -2.3 C3 77.0 70.9 +6.1 C4 34.3 38.4 -4.1 因成苷引起的化学位移变化,专业上称之为苷化位移( glycosidation shift)。 一、研究糖链结构的一般程序 1、纯度鉴定 多糖的纯度鉴定:多用比旋度法(恒定不改变);高压 电泳法(硼酸盐缓冲液PH912,醋酸薄膜支持,显色 剂多为P-茴香胺硫酸试剂,即anisidine/H2SO4)、凝 胶柱色谱法、旋光测定法。 糖的衍生物苷的纯度鉴定:TLC、HPLC。 第六节:糖链的结构测定 2、分子量测定 单糖、低聚糖及其苷的分子量测定:目前主要用MS法 ,但由于它们为多羟基化合物,普通EI-MS往往测得的 最高质量峰为M-H2O,而并非分子离子峰;所以,多采 用FD-MS、FAB-MS等。 多糖的分子量测定:目前仍沿用经典高分子化合物分 子量的测定方法,如粘度法、沉降法等,甚至仅仅测 定标示其平均分子量。 3、单糖的鉴定 为了鉴定低聚糖、苷类乃至多糖分子中的单糖 种类及其比例,通常是将其苷键全部水解(乙酰 解),然后经TLC、PC、GC或HPLC检出。 糖类的PC常用的展开剂大多为含水的溶剂系统,如正丁 醇-醋酸-水(4:1:5),EtOAc-吡啶-水(2:1:2)等,其Rf 值与溶剂的含水量有关,因此配制展开剂时必须注意 ,尤其对于三元组成的展开刑,其混合比例更应力求 正确,并需用标准品同时点样作为对照。 和糖链结构的测定 4、单糖绝对构型的测定 确定单糖绝对构型的方法有GC法、HPLC法、 手性柱色谱法、手性检测器法、旋光比较法 5、单糖间、糖与苷元间连接位置的确定 (1)苷元和糖之间连接位置的确定 以前通过分析由化学降解或酶解得到的产物来确定糖 与苷元之间的连接位置,现在这种方法逐渐被NMR谱的 解析所取代。 13C-NMR谱是确定苷元与糖之间连接位置的有效方法。 在碳谱中,苷元羟基因与糖结合成苷,故可产生苷化 位移。利用苷化位移规律,将苷和苷元的碳谱相比较 ,就可以很容易地辨别出苷元的哪个碳原子与糖相连 接。 (2) 糖与糖之间连接位置的确定 可采用化学方法或光谱(NMR)分析法进行。 化学方法部分水解法 以缓和酸水解和酶水解法最为常用。缓和酸水解多 使用低浓度的无机强酸或中强度的有机酸(如草酸)进行 水解,可使苷中的部分糖水解脱去。例如: 利用苷的乙酰解,使开裂一部分苷键,保留另一部分苷 键,分析水解产物中得到的乙酰化低聚糖,也可以确定糖 的连接顺序。 此外还可以将苷的全甲基化物进行甲醇解,然后分析其甲 醇解产物,也可以获得有关糖与糖之间连接位置的信息。 6、糖链连接顺序的确定 经典方法:缓和水解;酶解;乙酰解等 这些方法都是将苷部分裂解成次级苷或低聚糖, 再分析鉴定糖的碎片。 虽然经典方法至今尚有一定的实际应用价值,但 日新月异的波谱技术已正在取代其角色。 MS法测定糖链连接顺序 技术FDMS、FABMS等。 优点不必制备衍生物,用量小,准确,简便。 NMR法测定糖链连接顺序 是将糖及其苷类衍生物全乙酰化后,测定观察两 糖之间质子的远程偶合或NOE效应,以期确定糖 的连接顺序。 7、苷键构型的确定: 经典方法:苷键构型的确定虽然经典的酶水解法、 分子旋光法*(即Klyne法)仍时有应用,但目前多 被NMR法所代替。 NMR法确定苷键构型:主要是利用成苷糖的 端基质子在5.0左右,少被覆盖,依据其与C2 上质子偶合裂分的不同进行判断的。如gl
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